CN111368368B - 船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端。所述方法包括构建管路零件实体模型部件库；构建轻量化模型部件库；利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件。本发明方案不仅便于管系零件的整体管理，同时也有利于管路零件的合理订货；利用所述轻量化模型部件库调用零件的实体模型来建立船舶管路模型，能在数万甚至数十万管路零件中快速、准确地找到所需的零件模型，极大地提升了管路三维建模的质量和效率，为设计人员提供有效的参考，对缩短船舶管路设计周期和改善管路设计效果具有重要意义。

Description

船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端

技术领域

本发明涉及船舶的建模仿真技术领域，特别是涉及船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端。

背景技术

船舶管系是为全船服务的管路系统，主要包括压载水系统、舱底水系统、消防系统、透气测深系统和生活用水系统等。现行船舶制造业中，船舶总装厂一般承造多种类型的船舶，包括散货船、集装箱船、液化天然气船、科考船、公务船等，所造船舶船东遍布全球，船舶入籍各种船级社，船用零件涉及世界各国的标准体系，如GB、ASME和DIN等。因此，船舶总装厂所需的管路零件类型多、数量大。通常情况下，船舶总装厂需500-1000类、5万-15万个管路零件才能满足设计生产需求。

船舶管路的布局设计是船舶详细设计过程中的重要组成部分，占据了超过一半的设计工时，提升船舶管系的设计质量对船舶制造业竞争力的提高具有重要的工程意义。目前，船舶行业主要采用管路三维建模软件平台构建管路零件实体模型部件库。由于管路零件数量巨大并且受建模平台的性能限制，船舶总装厂所需的所有管路零件无法放在单一部件库中进行管理，通常需要按船型或部件类型创建子库。因此，船舶总装厂难以通过实体模型部件库了解管系零件的整体情况，影响了管路零件的订货。并且，由于管路三维建模过程中难以快速知晓所需零件在部件库中的情况，巨大的数据量和繁多的筛选条件使得获取所需零件实体模型难度增大，降低建模效率，延长建模周期且零件选择的出错率高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种船舶管系部件库的构建方法，包括：构建管路零件实体模型部件库；构建管路零件轻量化模型部件库；利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述构建管路零件实体模型部件库包括：创建管路零件实体模型；定义管路零件实体模型的几何特征、名称和属性。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述管路零件实体模型的属性包括管路零件实体模型的用于唯一定义零件的标识码。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述标识码的组成方式包括由零件类型、标准号规格信息和材质信息组成；其中，所述规格信息包括通径信息、压力等级信息、外径信息和壁厚信息。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述构建轻量化模型部件库的方法包括：从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型；按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所获得的轻量化模型组织成库。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述轻量化模型部件库中零件的检索方法包括全文检索的方法。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件，其包括：在所构建的轻量化模型部件库中进行检索，以选择所需零件；获取所选择零件的ID号；利用ID号获取所需零件的实体模型；将零件的实体模型放置在管路三维模型上。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第二方面提供一种船舶管系部件库的构建装置，包括：实体模型部件库构建模块，用于构建管路零件实体模型部件库；轻量化模型部件库构建模块，用于构建轻量化模型部件库；部件库应用模块，利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述方法。

如上所述，本发明涉及的船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端，具有以下有益效果：本发明提供一种船舶总管系部件库的构建方法，不仅便于管系零件的整体管理同时也有利于管路零件的合理订货；利用所述轻量化模型部件库调用零件的实体模型来建立船舶管路模型，能在数万甚至数十万管路零件中快速、准确地找到所需的零件模型，极大地提升了管路三维建模的质量和效率，为设计人员提供有效的参考，对缩短船舶管路设计周期和改善管路设计效果具有重要意义。

附图说明

图1显示为本发明一实施例中船舶管系部件库的构建方法流程示意图。

图2显示为本发明一实施例中船舶管系轻量化模型部件库的构建方法流程示意图。

图3显示为本发明一实施例中管路三维模型中零件放置的方法流程示意图。

图4显示为本发明一实施例中船舶管系部件库的构建装置结构示意图。

图5显示为本发明一实施例中船舶管系部件库的界面示意图。

图6显示为本发明一实施例中电子终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施例一

图1为本实施例船舶管系部件库的构建方法流程示意图，具体步骤包括：

步骤S11.构建管路零件实体模型部件库。

实体模型部件库中的每个实体模型包含零件完整的信息量，包括零件的几何信息，如点线、面、坐标系信息等；包括零件的连接信息，如连接方式、连接点位置、连接点类型、连接零件名称和连接零件数量等；包括三维标注信息，如尺寸标注、颜色标注和符号标注等。可选的建模软件包括Tribon、NUPAS、NAPA、Catia、东欣造船软件和沪东造船软件等。其中，NUPAS-CADMATIC通过建立船舶产品虚拟的装配系统和应用环境，合理布置设备、敷设管道，建立船舶的三维模型。该软件具有普遍适用于各种船舶设计、灵活多样的输出方式和生成的三维模型可以直接进入造船厂的生产管理系统的优点。

在一种实现方式中，本实施例中的步骤S11又可由下述的步骤SA1～SA2实现。

步骤SA1.创建管路零件实体模型。

该实体模型不仅包含该零件详细的信息，而且以三维实体的形式呈现，在需要时能随时调出布置在整个模型上。具体的，可以通过参数法建立零件的实体模型。同种类型的零件只需要改变相应的参数即可获得相应的模型。

步骤SA2.定义所创建管路零件实体模型的几何特征、名称和属性。

零件的几何特征是构成零件的基本要素，包括：轮廓要素，如圆柱面、圆锥面、平面、素线、曲线、曲面等；中心要素，如轴线、球心、圆心、两平行平面的中心平面等。几何特征是组成一个零件的基本特征，主要包括点、线和面。优选的，定义管路零件的外轮廓形状确保关键尺寸正确，可以忽略倒角、倒圆等细节信息。

在本实施例较佳的实施方式中，定义管路零件模型的属性包括定义管路零件实体模型的用于唯一定义零件的标识码。所述标识码可以是字符串，且方便人工识别。所述标识码的组成方式包括由零件类型、标准号、规格信息和材质信息组成，信息之间可以用逗号间隔。规格信息包括管路零件的通径信息、压力等级信息、外径信息、壁厚信息等，以能唯一标识零件为标准。举例来说，管材规格信息包括外径信息和壁厚信息；法兰规格信息包括通径信息和公称压力信息；阀件规格信息包括阀件类型、通径信息和公称压力信息；通舱件信息包括外径信息、壁厚信息和长度信息；弯头信息包括弯模半径信息、外径信息、壁厚信息和角度信息。

在另一种实现方式中，本实施例中的步骤S11又可由下述的步骤SB1～SB3实现。

步骤SB1.创建管路零件实体模型。

步骤SB2.定义所创建管路零件实体模型的几何特征、名称和属性。

步骤SB3.定义管路零件模型与其它零件的连接信息。具体的，所述连接信息包括连接方式、连接点位置、连接点类型、被连接零件名称和数量等信息。模型的连接信息可以有效指导船舶管路的设计，避免设计失误。其它零件包括管子、管路附件、法兰、螺栓、阀门、套管、接头、表计、密封装置和管子支架等。

步骤S12.构建管路零件轻量化模型部件库。

通过对实体模型部件库进行轻量化处理获得对应的轻量化模型部件库。轻量化模型部件库由零件实体模型一一对应的轻量化模型组织成库，其中的轻量化模型包含零件的关键信息具有文件体积小、预览生成速度快、便于查找和对计算机硬件的要求低等优点。

在一种实现方式中，本实施例中的步骤S12又可由下述的步骤SC1～SC2实现，如图2所示。

步骤SC1.从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型。

步骤SC2.按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所创建的轻量化模型组织成库。

在另一种实现方式中，本实施例中的步骤S12又可由下述的步骤SD1～SD3实现。

步骤SD1.从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型。

步骤SD2.按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所创建的轻量化模型组织成库。

步骤SD3.在轻量化模型部件库中添加全文检索功能。输入任意字符即可输出包含所检索字符的零件列表。优选的，将标识码和零件名称做成全文检索。由此，用户可快速、准确地找到所需的零件模型，极大地提升了管路三维建模的质量和效率。

在另一种实现方式中，本实施例中的步骤S12又可由下述的步骤SE1～SE3实现。

步骤SE1.从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型。

步骤SE2.按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所创建的轻量化模型组织成库。

步骤SE3.在轻量化模型部件库中添加实时更新功能。实体模型部件库有更新时，同步更新轻量化模型部件库，及时清除无效的模型以减少系统的数据管理压力。由此，轻量化模型部件库与实体模型部件库保持一致，用户可及时获取模型的最新信息，拥有更好的用户体验。

步骤S13.应用轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件。

可选的，本实施例中的步骤S13又可由下述的步骤S131～S134实现，如图3所示。

步骤S131.在所构建的轻量化模型部件库中进行检索，以选择所需零件。具体的，检索的方式包括基本检索和高级检索；也包括布尔逻辑检索、截词检索、加权检索和位置算符检索。

步骤S132.从所构建的轻量化模型部件库中获取所需零件的ID号。ID号为零件模型在建模软件中的专属号码，相当于零件模型在建模软件中的一种“身份证”，一般情况保持不变，由软件设计者制定的规则来确定ID号的组成。

步骤S133.利用ID号获取所需零件的实体模型。实体模型包含零件完整的信息量，包括零件的几何信息，如点、线、面、坐标系信息等；包括零件的连接信息，如连接方式、连接点位置、连接点类型、连接零件名称和连接零件数量等；包括三维标注信息，如尺寸标注颜色标注和符号标注等。

步骤S134.将零件的实体模型放置在管路三维模型上。所获得的管系零件的实体模型包括零件类型、标准号、规格信息、材质信息等信息。该信息可有效指导船舶管系设计人员进行合理建模。三维模型的创建方式包括自动创建、手动创建和手动干预创建。

实施例二

图4为本发明一实施例的一种船舶管系部件库的构建装置结构示意图，包括：实体模型部件库构建模块41，构建管路零件实体模型部件库；轻量化模型部件库构建模块42，构建轻量化模型部件库；部件库应用模块43，利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件。

本实施例具体的实施方式中，部件库应用模块43向轻量化模型部件库42发送零件调用请求；轻量化模型部件库42传递零件调用请求到实体模型部件库41；实体模型部件库41将所调用的零件实体模型返回至管路三维模型。

本实施例的一种实施方式中，包括一种轻量化模型部件库的操作界面模块，如图5所示为操作界面示意图，其包括：搜索框，用于输入字符串以检索符合条件的零件，配置有对应的清除和确认功能；部件库层级结构，用于按照零件类型-标准号-零件的层级结构化的方式显示管系部件库所有的管路零件；符合搜索条件的零件列表，用于列出所有包含所输入检索的字符串的零件，以供选择；所选零件信息显示，用于显示所选中零件的名称、标识码和ID号；模型预览框，用于预览所选零件的轻量化模型。

需要说明的是，本实施例提供的模块与上文中提供的方法，实施方式类似，故不再赘述另外需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，部件库应用模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上部件库应用模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

实施例三

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述船舶管系部件库的构建方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例四

如图6所示为本实施例提供的一种电子终端的结构示意图。本实例提供的电子终端，包括：处理器61、存储器62、通信器63；存储器62通过系统总线与处理器61和通信器63连接并完成相互间的通信，存储器62用于存储计算机程序，通信器63用于和其他设备进行通信，处理器61用于运行计算机程序，使电子终端执行如上船舶管系部件库的构建方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

综上所述，本发明提供船舶管系部件库的构建方法、装置、存储介质及终端，用于大数据量情况下构建、管理及应用船舶管系部件库。使用轻量化模型和部件的关键信息构建总库能使总装厂能了解整体概况，指导设计与订货；建模人员也能及时了解所需部件的有无。查找，快速准确。调用实体模型进行部件，管路模型数据类型统一，便于基于统一平台的船舶模型应用和管理。基于船舶管路零件唯一标识码和轻量化模型的轻量化模型部件库，具有数据量小、检索方便的特点，使总装厂能构建独立于管路三维建模平台之外的，覆盖全部船型全部类型的完整部件库。通过该轻量化模型部件库，管路三维建模人员能及时了解知晓所需部件的有无，并能快速检索所需的部件，最终在管路三维模型上放置所选的部件。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种船舶管系部件库的构建方法，其特征在于，包括：

构建管路零件实体模型部件库，所述构建管路零件实体模型部件库包括：创建管路零件实体模型；定义所创建管路零件实体模型的几何特征、名称和属性；定义管路零件实体模型与其它零件的连接信息；其中，所述属性包括唯一定义管路零件的标识码；所述标识码的组成方式包括由零件类型、标准号、规格信息和材质信息组成；

构建管路零件轻量化模型部件库，所述构建管路零件轻量化模型部件库包括：从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型；按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所创建的轻量化模型组织成库；在轻量化模型部件库中添加全文检索功能，将标识码和零件名称做成全文检索；

利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件，所述利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件包括：在所构建的轻量化模型部件库中进行检索，以选择所需零件；获取所选择零件的ID号；利用ID号获取所选择零件的实体模型；将零件的实体模型放置在管路三维模型上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规格信息包括通径信息、压力等级信息、外径信息和壁厚信息。

3.一种船舶管系部件库的构建装置，其特征在于，包括：

实体模型部件库构建模块，用于构建管路零件实体模型部件库，包括；创建管路零件实体模型；定义所创建管路零件实体模型的几何特征、名称和属性；定义管路零件实体模型与其它零件的连接信息；其中，所述属性包括唯一定义管路零件的标识码；所述标识码的组成方式包括由零件类型、标准号、规格信息和材质信息组成；

轻量化模型部件库构建模块，用于构建轻量化模型部件库，包括：从所述零件实体模型中提取名称、标识码和零件模型在建模软件中的ID号，以创建与所述零件实体模型一一对应的轻量化模型；按照零件类型-标准号-零件的层级结构将所创建的轻量化模型组织成库；在轻量化模型部件库中添加全文检索功能，将标识码和零件名称做成全文检索；

部件库应用模块，利用所构建的轻量化模型部件库在管路三维模型中放置零件；包括：在所构建的轻量化模型部件库中进行检索，以选择所需零件；获取所选择零件的ID号；利用ID号获取所选择零件的实体模型；将零件的实体模型放置在管路三维模型上。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至2中任一项所述方法。

5.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至2中任一项所述方法。

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