船舶设计软件对比.docx
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船舶设计软件对比
CAXsoftwarecatalog
目前，国际上常用的造船CAX系统有如下几种:
NAPA
NAPA公司首次在船舶设计软件中采用3D技术，并在船舶初步设计和基本设计阶段提出了3DNAPA船舶模型的概念，这一概念己得到广泛认同。
利用NAPASteel设计师们可以在较短时间内迅速完成结构初步设计和重量、成本计算，生成可供送审的技术文件和图样，并根据需要生成结构有限元计算所需的网格模型。
在NAPA于2003.1发布的版本中具有的最新的功能之一是提供了许多软件与NAPASteel之间的接口，比如说TribonHull和Nupas-Cadmatic，以及其它一些典型的经常使用的船舶设计系统。
其中与Tribon之间的接口可以实现：
曲线的转换、表面的转换、图的转换等。
NAPA主要功能模块的缩写：
Applicationsubsystems应用模块
缩写
中文
SM
Shipmodel
船舶建模
HD
Hydrostatics
静水力计算
GM
Geometry
几何画图
CP
Capacities
容量
LD
Loadingconditions
装载情况
CR
Stabilitycriteria
稳性标准
DA
Damagestability
破舱稳性
LN
Launching
船舶下水
INC
Inclining
船舶倾斜
WG
Weightcalculation
重量计算
GS
Grainstability
船舶满载稳性
CL
Containerloading
集装箱布置
SH
Shiphydrodynamics
船舶水动力
SHS
Seakeeping
抗风浪性
SHM
Maneuvering
船舶快速性
IS
Informationsystem
信息转换交流系统
ST
NAPAsteel
NAPA设计模块
NAPA建模使用细则：
1系统界面
1.1打开napa软件
图一是启动界面，图二是登录界面
图1图2
进入到napa界面
1.2新建项目
在系统主界面中选择File->NewProject...（左下图）
ProjectName可以输入项目名称，今后就以这个名称出现在项目列表中，注意要以字母开头，不要使用数字开头，不然会导致今后无法复制该数据库，对维护不利。
InitialVersion为初始定义的版本，在一个NAPA数据库中可以有许多个版本，默认初始值是A，以后每次打开该数据库，就会以A为默认打开的版本，以后如果需要改动默认值，可以在ADM子任务中修改。
同样不要使用数字开头，并且版本名字最好不要超过三个字母，否则会导致以后无法删除该版本。
DescriptiveText为一段注释性的文字，此项必须要填。
StatusofProject有三个选项，其中
Public表示该项目可以被所有的其他NAPA用户打开，修改，调用。
Private表示该项目只能被创建它的用户和系统管理员打开并修改。
Controlled建议一般不要选择，因为他和具体的网络条件有关，所以有时会导致一些奇怪的问题。
2.几何模型（GeometryModel，GM）
几何模型模块对船体进行定义、修改、绘制以及其它操作。
几何元素分级结构图如下：
◆5种类型：
点point、线curve、面surface、空间room和面对象surfaceobject。
◆几何对象命名由字母、数字。
小数点、下划线、加减符号等组成，不能有“*”。
◆推荐船体建模分船尾、船中和船首三部分，然后组合成整个船体
◆GEOMETRYWINDOWS是常用的NAPA工具，主要用来查看定义的情况，看是否是自己想要的图形。
在这里可以打开已经被系统接受的定义，主要是CURVE、SURFACE和ROOM，可以从各个角度查看定义是否光顺，是否存在问题。
2.1点Point
定义
POINTname（x,y,z）
也可以如下定义：
◆偏移已经存在的点
如：
POINTp1（27,3,4.5）
POINTp2p1（y+1,z-0.5）p2坐标为（27,4,4）
POINTP3p1（x-7）p3坐标为（20,3,4.5）
2.2线Curve
曲线推荐命名
◆平边线（FlatofSide）：
FSAFSMFAF
◆平底线（FlatofBottom）：
FBAFBMFBF
◆折角线（knuckles）：
KNA1KNM1KNF1
◆肋骨线（Frames）：
FRA1FRM1FRF1
◆水线（Waterlines）：
WLA1WLM1WLF1
◆空间线（Spacecurves）：
TA1TM1TF1
◆尾柱STERN、首柱STEM、主甲板DECKA，DECKM，DECKF、尾封板TRANSOM、尾楼POOP、首楼FORECASTLE
2.3面Surface
面可分为一般面和特殊面。
一般面由一组曲线形成，即网格面（Grid），最好接近正方形的四边行，尽量避免非四边形的网格。
特殊面为平面、柱面、球面等。
在hulledit界面下，我们可以按船舶型线的要求画好我们需要的型线
选中任意一条型线，点击
（textwindow），看到下图，在此界面下我们可以对型线进行定义和修改
如果需要在hull中添加或减少曲线，则在hulledit>curve>createnewcurve在此界面下可以按需要定义曲线，并在textwindow下修改曲线。
在hulledit下点击
画图工具。
在
下设定画图工具的属性，按需要对船体型线进行剖分。
Maxsruf
Maxsruf是用于船舶设计的强有力的三维曲面建模系统，它提供了清晰而亲切的用户环境，并能提供快速最优化设计。
Maxsurf的多曲面特性允许在任何给定的设计里随意进行曲面建模，并能创建诸多的船体形式，辅以流体静力学计算，则能进行船型分析和确定船型参数。
以船体型线的形式给出高精度的输出，能转换成其他标准格式文件及完整的船体型值表。
Maxsurf设计所产生的数据文件可直接传递到Maxsurf系列的其它程序中，每一个Maxsurf模块针对同一个数据的文件进行操作，并共享一个用户界面，这能有效缓解设计完成后数据重新装入的压力,并可避免在使用不完整的船体型值表时可能造成的精度误差。
1、MAXSURF模块（动态三维船体模型生成模块）
MAXSURF模块是MAXSURF软件包的核心部分。
MAXSURF模块包括一整套用一个或多个真正的三维NURBS曲面（而非二维NURBS曲线），进行三维船体建模的工具，可使船舶设计师快速、精确地设计并优化出各种船舶的主船体、上层建筑和附体型线。
MAXSURF采用实时交互式控制方法，备有多种方法可对船体曲面和线型进行修改。
设计者可在多窗口图形显示界面环境下，用鼠标拖放控制点进行数值修改，或从数据输入框直接输入数值进行修改，也可以通过一系列的自动光顺命令进行控制。
设计者可根据具体设计船型以及实际生产情况，确定建立模型所使用NURBS曲面的数量、特性以及相互间的组织关系等。
MAXSURF独特的曲面修整功能使设计者建立复杂的曲面边缘变得格外的简便。
MAXSURF交互式地显示出表面之间的交线，使设计者可以设计出复杂的船舶及附体线型，如各种折角线型、全可展简易线型、流线型上层建筑、大型货舱罐、烟囱、桅杆、护舷、挡浪板、球鼻艏、球艉、双尾和双尾鳍、涡艉和不对称艉、舷弧、梁拱、艉封板、隧道和半隧道、锚穴、锚链筒、滚筒、尾鳍、舵、舵球、电力推进包、侧推器、导管、轴包套、轴支架、减摇鳍、水翼等。
根据各单个曲面设计的修改，修整曲面形状可以自动更新，这使得设计者可以把精力完全集中到各单个曲面的优化设计上。
MAXSURF的这一功能还能很好地应用到特种船型和海洋结构工程物的设计领域，如单体、双体、多体高速船、水翼艇、气垫船、小水线面、半小水线面双体船、穿浪船、潜艇及其它水下兵器、浮船坞、浮标、半潜式海洋石油平台等。
MAXSURF模块还具备独特的自动搜索和仿射变换功能，即计算机辅助母型船改造功能。
一种情况下，设计者根据船东要求建立初步的总体设计方案和MAXSURF模型后，需要进行多方案比较，即对重要的性能参数，如船舶的最大横剖面位置、平行中体长度、水线长度、船宽、吃水、排水量、方形系数、菱形系数、浮心和飘心的纵向坐标等，进行小范围内的进一步研究和优化，这就需要设计者快速、准确地建立与初步设计方案特征基本相似的方案模型系列。
总之，MAXSURF模块能使优秀的船舶设计者既可以很好地继承经典的船舶设计原理和思想，又能充分体现自己的设计风格和创造性，做出一流的总体设计方案。
2、HULLSPEED模块（船舶阻力及有效马力计算模块）
HULLSPEED模块是估算机动船舶阻力和有效马力的计算程序。
HULLSPEED通过自动量取MAXSURF模型中所选择的测量实体，测得计算阻力所需的各种性能参数，同时提供给设计者多种可以选择的船体浮态、理论计算方法、推进系统效率、航速、船壳粗糙度、水特性、空气、附体阻力等参数，设计者可根据具体情况对这些参数进行调整，使计算结果更加准确和可控。
HULLSPEED模块可以应用Delftseries、Holtrop、Lahtiharju、Savitsky（Planing）、Savitsky（Pre-planing）、Series60、vanOortmerssen等理论计算方法，进行帆船、散货船、杂货船、集装箱船等大型单桨运输船、渔船、拖船、护卫舰、游艇、滑行艇、工程船等船型的阻力估算。
在选择理论计算方法时，HULLSPEED还具备自动报警功能，提醒设计者检查设计船主尺度比和系数与所选计算方法之间的适用性，并对设计船可能存在的不理想的主尺度比和系数等关键性能参数提出修改和优化方向。
在进行船舶推进性能分析时，设计者如果能够结合应用Navcad、PropExpert、PropCad等船体、主机和螺旋桨综合分析设计软件，则HULLSPEED模块的应用效果会更佳。
HULLSPEED还能进行虚拟估算,HULLSPEED模块由于具备上述强大功能，因而成为船舶设计者进行船型技术经济论证，确定机动船最佳运营方案不可缺少的重要工具。
3、HYDROMAX模块（船舶水动力性能计算分析模块）
HYDROMAX是一个功能强大的完整和破损情况下的稳性分析模块。
其主要分析计算功能包括：
各种载况下的重量重心数据统计计算、平衡浮态计算、特种工况（下水、进坞、搁浅等）计算、舱室定义和划分、舱容计算、静水力计算、稳性插值曲线计算、标准稳性校核、大倾角稳性校核、破舱稳性校核、极限重心高度计算、总纵强度校核等。
4、WORKSHOP模块（船体结构生产放样及CAD图形生成模块）
WORKSHOP是进行船舶结构详细设计的模块。
设计者可在模块中参数化地定义主船体、上层建筑及附体的船体外板和内部的肋骨、肋板、纵骨及扶强材等结构；结合数据库中的标准材料和节点库，WORKSHOP能高精度、无余量地生成结构部件，包括桁材、骨材和板材的展开，及这些部件的重量及重心位置，实际几何形状并建立分类及综合的统计数据库。
5、SEAKEEPER模块（船舶耐波性能分析模块）
SEAKEEPER是一个综合的耐波性分析和运动预报模块。
SEAKEEPER模块运用标准的Strip理论预测船舶运动，可在规定海域，对船舶各种装载情况下船舶重心的典型运动进行预报计算。
SEAKEEPER的主要功能有：
船体操纵和耐波响应计算；规定海域附体阻力的计算和合成；规定载况下船舶重心运动速度、加速度的计算（绝对和相对运动）；规定海域船舶典型运动的合成等。
SEAKEEPER模块可以支持多种标准，如ITTC、JONSWAP、Bretschneider2parameter、Bretschneider1parameter、DNV、PeirsonMoskowitz等。
SEAKEEPER的分析结果可自动生成数据表格和图线，这些数据可以被用作后续工作。
6、PREFIT模块（空间实体自动拟合模块）
PREFIT模块提供给设计者一系列的样条和曲面拟合以及精确的边界约束工具，可使拟合过程更加快捷和精确。
该模块内置的型值表编辑器可以让设计者预览并修改型值，以便进行拟合工作。
对船舶修造企业而言，既可根据船东和设计单位的新造船设计，精确地生成新船整体的三维立体模型，又可根据待修船的实际破损情况，生成局部的修补方案模型。
7、SPAN模块（帆船性能分析模块）
SPAN是专门用于帆船性能分析和预报的模块。
帆船由于其在船体线型、航态、推进和操纵方式等方面与其他机动船的差异，使得适用于它的分析方法也比较特殊。
SPAN应用类似于IMSVPP的计算理论，根据风的方向及速度，自动搜索计算出帆船相对于不同角度顺风和逆风的平衡运动状态，包括水阻力与风动力的平衡、航速和横倾角等。
SPAN的分析结果最后自动生成数据表格并绘制出航速-风的极坐标图线。
8、HYDROLINK模块（数据转换模块）
HYDROLINK是可实现MAXSURF与其他分析系统相互进行静水力计算和分析数据传输的模块。
通过HYDROLINK模块，可与MAXSURF之间进行数据相互传输的系统有SHCP、MHCP、IMSVPP、BMT、Microship、USNA、IMSANURBS、DXF、IGES等。
Autoship
英国AutoshipSystemsCorporation公司开发的Autoship船体设计、船体型线程序揉合了基于NURBS数学的windows图形交互界面技术，船体型面高端CAD标准提供快速有效创建任意船体线型，无论是竞技艇或是超级油轮，包括上层建筑和其他附加结构。
autoship系统公司提供全系列建模解决方案。
它们有autoyacht,autohydro,autonest等。
众所周知，船级社软件主要满足前期的概念设计、初步性能设计和送审设计，一般都不怎么从事后期的生产设计（详细设计有部分）。
其软件以满足自身的强度校核等为目的，不同船级社有不同的规范，各个船级社的规范计算有自己单独的软件，有限元分析有另外一套软件，此外，还有很多不对外流传的软件，如疲劳分析、振动分析等。
美国的ABS（AMERICANBUREAUOFSHIPPING）
软件名称Safeship
英国的LR（LLOYDSREGISTEROFSHIPPING）
规范计算软件是rulecal,有限元分析的是shipright
法国BV（BUREAUVERITAS）
中横剖面校核是mars,有限元软件是VeriStar
德国GL（GERMANISCHERLLOYD）
有限元分析软件是Poseidon。
挪威DNV（DETNORSKEVERITAS） NauticusHull和NauticusMachinery，和美国的Intergraph的IntelliShip形成一整套的设计系统
中国CCS（CHINACLASSIFICATIONSOCIETY）软件名称Compass
日本NK（NIPPONKAIJIKYOKAI）软件名称PrimeeShip
在前期的设计中目前只有Napa运算出的结果可以基本被所有船级社接受，而Tribon只有极少数，一般都要把自己运算数据再导进船级社软件运算一次后方可。
Tribon
Tribon系统是由瑞典KCS（KockumsComputerSystemAB）公司设计开发的一套用于辅助船舶设计与建造计算机软件集成系统。
Tribon集CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）与MIS（信息集成）于一体，并覆盖了船体、管子、电缆、舱室、涂装等各个专业的一个专家系统。
总体上Tribon系统可分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护三大部分。
该软件是一个出色的集成系统，也是一个庞大的系统，它具有许多其他系统所不具备的优点。
Tribon推出的新版本较过去添加了很多新的功能，如在设备选择、合同设计等方面的功能。
我国使用该设计软件系统的公司有：
广船国际股份有限公司、江南造船（集团）有限公司等。
对我国的用户来说，该软件存在的缺点有：
数据开放性不够，数据库系统自成一套与常用的数据库缺少接口等。
TRIBON的第一个软件包是TRIBONSolution，M3是tribon的最新版本，它包括初始设计模块，基本设计，船体建模，船舶配件模块，装配计划和工件准备模块。
由于在造船工业排他性的发展（注：
言下之意是说tribon和其他程序的接口、兼容等方面过于保守），在2004TRIBONSolution被AVEVA集团收购，
VantageMarine是AVEVA基于已有著名的PDMS（工厂设计管理系统）发展的新产品。
vantagemarine的意义在于它是PDMS配件模块和tribonM3船体和基本应用程序的联合产物。
FORAN
FORAN的开发和维护者SENERIngenieríaySistemasSA公司成立于1956年，是西班牙最大的私营独资的工程公司。
利用50多年的船舶设计经验，SENER保证其最终产品是可信赖的、高效的工具，帮助用户实现其唯一的目标：
让船舶的设计和建造更快、更好、更节省。
FORAN软件是一个囊括了船、机、电、涂、舾装各个专业的强大设计软件。
在船舶设计和建造中，从开始的方案设计、初步设计和送审设计阶段，直到详细的施工设计阶段，FORAN都是赖以降低成本、提高生产效率的主要工具。
本系统可以应用在所有船型的设计建造，且不受船舶尺寸的限制，同时可以根据不同用户的特定需求进行客户化定制。
FORAN代表了船舶CAD/CAM/CAE技术的前沿，为造船的全过程提供了集成化的解决方案，包括船型尺寸、船型系数计算、船体结构、机械设备、舾装、电气设施、舱室设计等，所有功能可在分布式工作环境下、应用并行工程的概念完成。
NUPAS-CADMATIC
NUPAS-CADMATIC是由荷兰NumeriekCentrumGroningenB.V和芬兰CadmaticOy联合投资的。
它是面向船厂和其他有意提高设计制造效率的CAD/CAE/CAM解决方案，是新一代船体、轮机、管系、配件、舾装的开放软件。
Shipconstructor
3D产品模型－计划编制－校核－产品输出
加拿大ARL公司开发的Shipconstructor运用所有船舶设计方面的3D模型，包括船体光顺，放样，设备，管系输出的图形和报告结合了建造方针计划，钢板套料，船体型表面套料，装配图和管路图，同时还包括NC－coding。
所有模型结合SQL数据库可以方便工程管理，也可以轻松和其他数据库系统配合使用。
CADDS5i
CADDS5i是PTC公司针对船舶、航空、航天行业推出的产品，空中客车、劳斯莱斯、波音公司BAE系统、洛克希德马丁、美国联防公司、中国的CSIC（中船集团）等约2000个客户已经成功地应用了这套解决方案。
该产品在世界造船市场的份额也为15％。
这个软件主要包括船体、管系、舾装、电力、空调通风系统等几大模块。
船体模块主要进行船体结构辅助设计，可输入输出全部船体制造所需的数据。
管系施装模块则提供了管系设计和制造所需的所有工具，包括3D管系布置。
空调通风模块所提供的工具可支持开发大型HVAC（热力、通风与空调）系统及其结构的能力，并生成制造输出数据。
电气系统模块提供的功能可支持船舶电气系统的开发，其中包括布线示意图、3D电缆通道网络、3D布线以及电缆通道支撑结构。
通过从可用于船舶系统的设备和电缆库中进行选择，用户可以创建示意图。
国内有部分船厂在使用NAPA软件进行详细设计，使用Tribon做生产设计，而CADDS5i可以很好的与他们进行互通。
目前，在我国该软件已在江南、大连、辽南、武昌、长江船舶设计院等船厂和设计院使用。
CATIA
法国DassaultAviation是世界著名的航空航天企业。
其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。
CATIA的产品开发商DassaultSystem成立于1981年。
而如今其在CAD/CAE/CAM以及PDM领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认。
其销售利润从最开始的一百万美元增长到现在的近二十亿美圆。
雇员人数由20人发展到2,000多人。
CATIA是法国DassaultSystem公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。
CATIA提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。
包括:
从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。
在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。
CATIA源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。
CATIA的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。
其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。
波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA在CAD/CAE/CAM行业内的领先地位。
Intelliship
Intelliship软件由美国intergraph开发，专门面向造船过程和商业需求。
intelliship提供一个全系列可变的船舶设计，产品和单一综合环境下生命周期管理。
intelliship6.0现免费开放，提供提供新的功能，增加了设计，制造规划，结构制造和图纸模块。
intergraph现在提供intelliship配件设计模块和同avevatribon船体模型的接口。
这个功能允许tribon的用户在继续使用tribon做结构工作同时能够采用intergraph先进的配件技术。
（注：
intergraph的配件舾装技术先进，tribon的船体结构先进，两者有接口可以互相结合。
估计是intergraph攀亲）
国内各大船厂在进行船舶设计时通常采用上述一些国际常用的船舶设计软件。
但因使用习惯，数据转换接口等问题，国内船厂在使用这些软件时通常需要进行二次开发。
设计一般用线框式软件快，但高精度满足生产要求时，用曲面光顺程序好。
船体线框和曲面设计软件
这类船舶型线设计软件以B样条曲线为基础，先创建船体线框模型，然后用NURBS曲面覆盖此线框模型，最后生成船体曲面模型，供后续的设计：
分舱、总布置和结构设计等使用。
属于这类软件有：
沪东HD-SHM、瑞典TribonM3、芬兰NAPA等。
这类软件的优点是，线框模型符合传统的设计船舶型线的习惯，先用型值点设计横剖线、水线，再进行横剖线、水线和纵剖线三向光顺，船舶设计师上手快；缺点是，三向光顺和用NURBS曲面覆盖线框模型费时费力。
要用此类软件生成真正的船体曲面模型，首先要有很光顺的三向线框模型，如果有曲线不光顺的话，用曲面覆盖时就会产生缝隙。
其次，用NURBS曲面覆盖线框模型的方法也很关键。
船体曲面设计软件
这类船舶型线设计软件以B样条曲面为基础，不先创建船体线框模型，直接生成NURBS曲面为船体曲面模型。
属于这类软件有：
美国FastShip、澳大利亚Maxsurf和加拿大Auto
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