[01740423]大功率多功能深海石油平台支援船数字化设计制造关键技术研究

项目背景： 大功率多功能深海石油平台支援船（OSV）是国际造船界公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品船舶。本项目基于支援船数字化设计制造一体化开发平台,综合应用船舶数字化设计技术、船舶虚拟制造技术,完成了71m大功率多功能深海石油平台支援船的初步设计、详细设计和生产设计工作,设计开发的拥有自主知识产权、装机功率超万匹、系柱牵引力大于160N/kW的大功率多功能深海石油平台支援船,综合性能在国内领先并达到当代同类型船的国际水平。 项目来源： 项目团队是我国省级高校中唯一一支长期从事船舶数字化设计制造技术研发的科技创新团队。项目成果是在国家 863 计划、国家自然科学基金、江苏省重大科技成果转化等10多项国家与省部级项目及40多项企业委托项目支持下,通过产学研合作,形成的具有完全自主知识产权的科技成果。成果包括软件著作权3项,软件产品1项,申请受理发明专利2项,已授权实用新型专利6项,主编企业数字化设计系列标准2项,设计三维数字化模型及初步/详细设计图纸98份,发表学术论文43篇,其中EI收录4篇,培养研究生11名,培训专业技术人员30多名。 研究内容： 本项目应用改进的多目标遗传算法,以快速性、操纵性、耐波性和结构特性指标作为优化目标函数,选取影响较大的设计参数作为主要变量,建立优化模型进行计算,得到支援船主尺度优化结果;以优化后的支援船主尺度数据为基础,结合支援船的使用特点和型线设计理论,采用母型船设计法生成优化的设计船型线;使用Napa软件的Tra功能进行主尺度仿射变换,生成支援船的优化主尺度和型线系列参数。根据支援船的使用特点,在满足相关规范的前提下,对支援船的部分舱室空间进行了优化设计,使支援船有效空间利用率提高5％以上;本项目建立了支援船船体结构有限元模型,进行了应力计算和分析,采用有限元直接计算结果对船体结构进行优化,达到了应力均匀分布,避免应力集中的目的。本项目应用国产三维全数字化船舶生产设计系统HD-SHM/SPD建立了支援船全船三维数字模型;从三维模型中提取零件的加工参数,采用自动套料对船舶外板进行套料,生成套料后的下料数据库;按企业建造计划要求提供生产所需各类零部件装配、分段加工图纸和工艺文件;编制了基于HD-SHM/SPD系统的符合企业生产实际的支援船数字化生产设计标准。通过对支援船建造过程的数字仿真,实现了支援船初步设计、详细设计和生产设计的顺利衔接,使其研究成果更具实用价值。 成果水平： 教育部鉴定认为：“项目成果已在企业中推广应用,促进了企业自主创新能力和数字化造船技术水平的提高;推动了石油平台支援船产品向数字化、系列化、标准化的发展进程,具有显著的经济效益和社会效益。研究成果为国内领先并达到了国际先进水平。” 应用效果： 项目研究成果已进入产业化推广阶段,并在江苏省镇江船厂（集团）有限公司得到了成功应用。企业应用该成果后,使得该型支援船分段预舾装率达90％以上,船舶下水前的安装完整性达80％以上,建造周期缩短约15％。应用企业共新增产值4.59亿元人民币,利税906万元人民币,节支达4800万元人民币,创收外汇 7035万美元。