【摘要】船舶制造作为一种重型工业，具有体积大、结构复杂、时间长、高耗资、对材料和设计制造工艺有着严格要求的特点，其应用于运输业、工业、旅游业、军用、民用等有关于社会经济、生活、国家军事、科研的多方面领域，在国家地域发展中占据十分重要的地位。因此，从其设计、选材、到建造、运行，每个阶段都受到高度的关注，一旦某个环节出现纰漏，将会给船舶的整体建造带来严重的影响，为避免实际建造中出现问题、避免人力、物力的损失，在船舶实际建造前的设计阶段，可以采取建模等虚拟制造技术，能够有效的发现和防治问题的产生。本文从以建模技术为主的虚拟制造技术着手研究，分析目前国内外建模技术的发展，结合我国在船舶制造业中建模技术的实际应用，尝试分析和总结船舶建模技术对船舶制造的影响。
【关键词】船舶；建模；船舶制造；影响
1.虚拟制造技术中的建模技术
1.1船舶虚拟制造技术
虚拟制造是在设计阶段对产品制造全过程进行虚拟集成，集中解决全过程中可能出现的问题，通过优化设计以达到产品一次性制造成功的目的[1]。这门技术是通过计算机技术，将船舶设计方案虚拟化，用以计算机仿真技术、制造和加工技术建模等作为理论基础，将船舶制造过程中的各个环节建立起虚拟模型系统。这种数字化的虚拟制造技术的目的是：实验和检测设计方案数据，对船舶设计方案中的可能出现的问题、所造成的影响进行预测，提高船舶及其相关产品的质量和生产制造的效率，并且在一定程度上避免制造过程中的材料浪费，以降低生产成本。
1.2以建模技术为首的虚拟制造
船舶建模技术是船舶制造过程中必不可少的步骤，在虚拟制造技术中，包含了三种比较关键的技术，建模技术是其中最为重要的技术，将现实环境呈现在虚拟系统中；仿真技术是一种把信息、结构复杂的设计简化处理过程；虚拟现实技术是制造出动态的虚拟环境，并根据实际需要操作仿真模型，以得到所需的数据信息。
2.国内外技术发展趋势
2.1技术发展趋势
虽然计算机虚拟制造技术是现代技术发展的产物，但是在船舶制造业历史中，早在没有计算机技术的时代，也需要经过船舶模型制作这一关键步骤。随着计算机技术广泛的应用于船舶制造业中，船舶制造业已经开始从劳动密集型产业向设备密集型和信息科技密集型产业发展，这种趋势是目前世界范围内的总体趋势。而细化的理解这种趋势，船舶建造总体上呈现出总装化、精益化、数字化、绿色化和智能化等发展趋势[2]。其中数字化便是指的以建模技术为核心的一系列仿真、模拟环节。
2.2数字化造船
数字化造船CIMS包含在生产计划和控制、计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划、计算机辅助制造和计算机辅助质量管理之间信息技术上的协同工作[3]。这种目前被广泛运用在船舶设计和管理中的技术起步于二十世纪七十年代中，发展到八十年代初，这种技术系统已经从单纯的数学计算逐步扩展到计算机辅助设计与制造中（CAD/CAM）。在之后的九十年代，这种技术的应用更是发展到与信息技术相互融合的层面，应用也更加多元化。在数字化造船技术系统中，包含三个主要部分：数字化设计船舶CAD/CAM/CAE、数字化管理造船CAPP、数字化建造船舶。
3.建模技术的优点和具体应用
从古至今，无论是以木头手工建模还是如今计算机技术的数字化虚拟3D建模方式，因其具有诸多的有利于船舶制造的优点，是船舶正式开始建造的前不可或缺的过程。
3.1避免不必要的资源浪费 降低成本
船舶建模是在设计步骤和实际制造之间的一种检验、检测设计方案的步骤，其目的是在不进行实质性的材料消耗的情况下，根据虚拟和仿真模拟的数据结果，帮助实际制造步骤挑选最为合理的方案，有助于降低资源、材料等各方面的成本。2005年，武昌造船厂运用CADDS5i等软件构建制造设计管理平台，通过三维建模技术，将原来分离开的数据块和信息快统一建模成为一个整体，在整合数据后，提高了设计制造过程的整体效率。同时，通过三维建模技术，把设计方案设置于虚拟的现实环境中，检验数据方案可行性的同时，预先发现设计过程中因忽略而造成的问题隐患，有效的避免因设计失误而造成损失，这些损失是在实际制造中反复施工、反复修改所产生的昂贵代价。
3.2加强对设计方案的理解
在船舶建造时，有时会产生一些问题，但就其设计方案本身并没有任何数据性的错误，经过设计团队和制造团队研究后发现，问题的原因是由于实际制造方在理解设计方案的时候发生了一些误解。建模技术能够根据船舶设计方案进行模拟和仿真，从而展现给实际制造方一些直观的、感性的认识，有助于实际制造方加深其对设计和施工方案的整体性认识，这是一个加深理解的过程。
3.3提高劳动生产率
船舶制造作为一个大型的重型工业，除了其材料成本量巨大之外，时间、效率也成为决定其发展的关键性因素。船舶制造所涉及的零件不下几十万件，其生产制造周期高达数年，如今市场竞争激烈，经济环境瞬息万变，船舶制造业的效率被要求不断的缩短，但与此同时还要求拥有严谨的生产态度和高质量保障。建模技术的开发和运用就能够帮助船舶制造企业提高劳动生产率。大连造船重工作为我国船舶制造产业中的资历较老的重工企业，在二十世纪九十年代引进2D CAD技术用于建模环节，但逐渐的，设计团队发现这种技术并不能完全解决设计中的问题。于是，在2000年，大连造船重工开始使3D CAD工具进行船舶设计建模，并用三年的时间，将这种技术全面推广到全厂的设计项目中。这种比之前2D CAD技术多了一个维度的建模技术系统，有效的提高了设计效率、保障了实际制造的质量，在缩短生产周期中取得良好的成果。仅船舶零件的设计而言，其设计周期从原先的一个月缩短至半个月，原先大量的图纸打印工作被减少，同时被减少的还有工作人员的各类零碎的反复工作，降低成本的同时，缩短了整个项目的生产周期，帮助大连造船重工以产品更新速度快为优势在市场竞争中争得了先机。
4.总结
建模技术以计算机技术作为支持，根据船舶设计方案中的数据和各方面信息，将现实环境以虚拟、仿真和模拟的方式建立起来，其技术手段从二维逐步发展到三维，不断的被完善和被改进。在整个船舶设计和制造过程中，避免不必要的资源和材料的浪费，有效的降低了生产成本；帮助实际制造方直观的理解设计方案；从零件设计、制造等诸多细小的方面缩短生产周期，从而帮助船舶制造项目整体性的缩短生产周期、加快产品更新的速度、获得市场竞争优势。
参考文献
[1]陈进. 虚拟制造技术及其在船舶制造中的应用研究[J]. 江苏科技信息，2013，11：60+74.
[2]张晗，符道，闫大海，李红烨. 船舶建造工艺发展现状分析及对策[J]. 舰船科学技术，2013，02：9-12.
[3]郑先波. 数字化造船技术[J]. 中外船舶科技，2010，01：13-15.