Projektowanie wyposażenia remontowego statku

Firma FGUP PO Sevmash, zajmującą się budową statków używa T-FLEX CAD w projektowaniu wyposażenia remontowego

Firma FGUP PO Sevmash od długiego czasu specjalizuje się w konstrukcji podwodnych statków o napędzie jądrowym. Teraz zakład produkcyjny działa w kilku obszarach: w konstrukcji platform wiertniczych i statków floty handlowej oraz w inżynierii wodno-lądowej. Zajmuje się także działaniami jednokierunkowymi, np. modernizacją ciężkiego lotniskowca-krążownika „Admiral Gorshkov” dla marynarki wojennej Indii.

Dwa lata temu główny kierownik procesu w dziale projektowym usług rozpoczął projekt z systemem do parametrycznego, trójwymiarowego rysowania i modelowania T-Flex CAD moskiewskiej korporacji (www.topsystems.ru) pod nazwą The Mainmast Head of System [Głowa Grotmasztu Systemu – przyp. tłum.].

W tym czasie grupa konstruktorów związanych z oprogramowaniem zaczęła pracować nad projektem. Konstruktorzy stworzyli specjalistyczną sparametryzowaną bibliotekę oraz mały system do wizualizacji wyposażenia w projektach wojskowych czy cywilnych. Do stworzenia tych elementów w systemie T-FLEX CAD nie była potrzebna znajomość żadnego języka programowania, wystarczyły wbudowane funkcje programu.

W artykule opowiemy o jednej ze stworzonych na bazie T-FLEX CAD aplikacji nazwanej CAD dla rusztowań rurowych.

Rusztowania rurowe – to jeden z najbardziej rozpowszechnionych elementów wyposażenia statku, potrzebny do montowania i rozmontowywania, czyszczenia oraz malowania nanoszonych bądź modyfikowanych obiektów. W przypadku prostych konstrukcji, wznoszących się do 9 m, tworzenie projektu nie jest potrzebne,dlatego wszystkie operacje są prowadzone zgodnie z przyjętym standardem działania. Jednak w przypadku trudnych konstrukcji rusztowań, wznoszących się na 9 m lub wyższych, dokumentacja projektowa – zgodnie ze standardami tworzenia – powinna być skoordynowana z zasadami bezpieczeństwa pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz skonsultowana z głównym inżynierem operacji. Dokumentacja konstruktorów jest także potrzebna, aby można było wysłać zamówienie do producenta rusztowania rurowego oraz aby wygenerować listę potrzebnych materiałów.

Zazwyczaj podczas projektowania rusztowań rurowych konstruktor tworzy szacunkowe zestawienie potrzebnego materiału oraz elementów złącznych, co powoduje dość duże błędy na utworzonym zestawieniu materiałowym. W dodatku w przypadku ręcznego projektowania (rozważamy także projektowanie za pomocą systemów elektronicznych) opracowanie danej wersji zabiera mnóstwo czasu. Użycie T-FLEX CAD zapewnia zmniejszenie kosztów samego projektowania oraz stworzenie dokładnego zapotrzebowania materiałowego.

W czasie negocjacji z klientem (przeważnie budowniczy zamawiającego lub kierownik projektu, który utworzył listę prac) trudniejszych konstrukcji, gdy klient nie może zorganizować konstrukcji oraz zapotrzebowania materiałowego, konstruktor często musi przestudiować różne wariacje rozwiązań projektowych. Poza tym klient może zmienić projekt. Na przykład podczas tworzenia rusztowania rurowego do czyszczenia i malowania poszycia lotniskowca-krążownika „Admiral Gorshkov” w doku (rys. 1) rozpatrywane były różne wersje projektu. Klient nie zaakceptował ilości potrzebnego materiału ani zapotrzebowania na wyposażenie, które było potrzebne do wykonania projektu.

Aby ułatwić negocjacje, podczas dyskusji na temat projektu został utworzony w systemie T-FLEX CAD uproszczony widok 3D zbiornika, wózków nośnych pochylni oraz samego poszycia statku (rys. 2).

Ostatecznie w przypadku malowania podjęto decyzję o wyprodukowaniu i zastosowaniu rusztowań podzielonych na rejony około 100-metrowej długości. W rejonie dziobu oraz rufy, aby oszczędzić materiału, użyto kolumn z wcześniejszych konstrukcji (rys. 3). Całkowita długość zamawianych metalowych rur wyniosła 15 000 m. Na bazie utworzonych przykładowych części projektu, za pomocą różnych rysunków, sortów czy sekcji, które zostały utworzone w systemie T-FLEX CAD, automatycznie generowana jest specyfikacja.

W analogiczny sposób została utworzona biblioteka sparametryzowanych detali (fragmentów) d

budowy rusztowań rurowych, która stała się podstawą komputerowego wspomagania projektowania rusztowań rurowych (rys. 7). Biblioteka odpowiada normie OST5.9029-84 „Rusztowania do remontów i konstrukcji bloków hal”. Każdy fragment zawiera informacje na temat specyfikacji wchodzących w jego skład materiałów, detali i jednostek złożeniowych. Podczas zmiany złożenia parametrów fragmentu dane specyfikacji automatycznie zostają przeliczone. W tej chwili biblioteka zawiera ponad 40 fragmentów pokrywających większość elementów konstrukcyjnych do budowy rusztowań. Fragmenty te umożliwiają zaprojektowanie nie tylko o prostej, ale także skomplikowanej konstrukcji rusztowania. Dodatkowo z części złożeniowej, w skład której wchodzą fragmenty, zostaje wyciągnięta trójwymiarowa mapa drobnych elementów (dźwigni, zaczepów) z zapisem informacji specyfikacyjnych (oznaczeń, nazw, ilości).

Wszystkie elementy biblioteki są tworzone na podstawie „Projektów 3D”. Na przykład w złożeniu, na aktywnej powierzchni pracy, użytkownik wstawia dwuwymiarową mapę fragmentów, a T-FLEX CAD automatycznie tworzy z niej w przestrzeni 3D mapę wstawionych elementów. W celu ułatwienia pracy z biblioteką elementów każdy detal-fragment został rozbudowany o przejrzyste okno dialogowe. Wykorzystano do tego wbudowane funkcje T-FLEX CAD, które ułatwiły utworzenie okna dialogowego i połączenie go z istniejącymi parametrami danej części.

Rozważmy użycie biblioteki na przykładzie tworzenia rusztowania dla pokładówki ciężkiego lotniskowca-krążownika „Admiral Gorshkov”.

Całe złożenie zostanie utworzone na bazie pliku prototypu (rys. 4). W pliku przykładowym złożenia użytkownik określa liczbę stref, wysokość każdej z nich, wielkość sceny dla wzorcowych elementów 3D, współczynniki rezerwacji materiału.

Następnie w złożenie wstawiany jest fragment 3D, uproszczony model – w tym przypadku pokładówka statku (rys. 5). Następnie na aktywnym planie pracy wstawiany jest fragment z biblioteki, np. „Rusztowanie pierwszego poziomu” (rys. 6). Korzystając z okien dialogowych fragmentu, konstruktor może ustawić potrzebne parametry. Wysokość piętra i współczynnik rezerwacji materiału są pobierane automatycznie ze złożenia, w razie potrzeby można je zmienić ręcznie. Po zakończeniu wstawiania model 3D zostaje automatycznie umieszczony w widoku 3D. Wstawianie pozostałych fragmentów odbywa się analogicznie (rys. 7).

Gdy w przestrzeni 3D zostanie stworzona przykładowa część rusztowania (rys. 8), w oknie 2D pojawia się wygenerowany rysunek 2D, rodzaje koniecznych przekrojów (rys. 9) oraz specyfikacja w automatycznym formularzu (rys. 10). Używając wbudowanego w T-FLEX CAD systemu do obsługi baz danych, użytkownik może wypełnić techniczne zapotrzebowanie projektu. W bazie danych są przechowywane najczęściej używane zapotrzebowania podczas tworzenia rusztowań (rys. 11).

^{RYS. 8. Przykładowe rusztowanie w 3D}

Na rysunku 12 pokazany jest przykładowy projekt opracowania rusztowania pokładówki statku. Tak jak w przypadku rusztowań do malowania poszycia, rozważano wiele wersji rusztowań.

W ramach dalszego rozszerzania zakresu biblioteki przewiduje się rozwój dokumentacji projektowej, aby jeszcze bardziej zautomatyzować przygotowanie projektu oraz listy materiałowej, co pozwoli zredukować pracę wydziału i usług podczas wydawania potrzebnych dokumentów. Możliwe jest również przenoszenie geometrii z T-FLEX CAD do odpowiedniego systemu w celu obliczania stabilności stworzonych konstrukcji zawieszeń czy pomostów roboczych.

^{RYS. 10. Specyfikacja materiałowa}

^{RYS. 12. Trójwymiarowy przykład zaprojektowanego rusztowania dla pokładówki statku}

Obecnie większość systemów CAD średniego poziomu umożliwia automatyzowanie rysowania 2D oraz modelowania 3D. Największą wydajność konstruktor może jednak osiągnąć, używają obiektowego projektowana (2D i 3D), tak jak zapewnia to system T-FLEX CAD. Podczas projektowania rusztowań użytkownik nie tworzy oddzielnych elementów czy rysunków, ale używa stworzonej biblioteki obiektów (fragmentów). Do stworzenia podobnych elementów w innych systemach CAD, które mają słabszą parametryzację, użytkownik musi schodzić do poziomu programowania. Samo programowanie wymaga dodatkowych umiejętności, dlatego konstruktor nieznający języka programowania musi zlecić to zadanie programistom, co jest dość niewygodne. System T-FLEX CAD umożliwia projektantowi stworzenie własnych narzędzi pracy zaledwie po kilku tygodniach od momentu przyswojenia oprogramowania, bez poznawania języków programowania.

Hermann Stepanovich Tristen

Zastępca głównego kierownika procesu FGUP PO Sevmash

Współautorzy: konstruktorzy wydziału projektowania specjalnego wyposażenia oraz projektowania eksperymentalnego FGUP PO Sevmash Sergey Vasilevich Maksimov

Podejście opisane w tym artykule jest najbardziej efektywne podczas wizualizacji i projektowania konstrukcji stalowych. Wszelkie pytania na temat używania systemu można kierować na adres: dt@newtechsolutions.pl (dział techniczny)