大连理工大学硕士学位论文
2.2.3 构件约束关系信息
约束关系信息表达了装配体及各组成零件之间相互作用关系的描述。其中主要包括几何关系和连接关系等。
几何关系主要用来描述装配元素间的几何关系，确定装配元素间的几何位置和安装精度，分为接触关系、位置关系、配合关系3种。联接关系主要描述产品零部件之间的联接方式，主要包括螺纹联接、键联接、锁扣联接、焊接、铆接、搭接等形式[36]。在实际的船舶建造过程中，约束关系信息可以提取为位置关系、焊接、铆接、搭接等。
综上可知，作为装配序列生成和评价的信息载体，装配模型要求它表达的装配信息必须全面。也就是说，在面向装配的设计和评估系统中作为信息载体的装配模型，应该是基于装配的而不是基于零件的。
如图2.6所示，该模型通过树和图的形式来表示构成装配体的所有信息。树表示装配模型的层次关系，图表示同一结构层中各结构要素之间的联接关系，即装配关系。零件级的装配信息处于层次模型的底部，属于叶子。零件模型中所属小组立编号为其父节点。把装配关系和约束关系称之为装配特征关系，装配特征关系反映了产品的装配信息，更有效地分析和评估产品的装配工艺性。
中组立编号中组立名称所属分段编号重量重心位置中组立小组立小组立编号小组立名称所属中组编号重量重心位置装配工具吊装工具小组立小组立编号小组立名称所属中组编号重量重心位置装配工具吊装工具... ...零件零件编号零件名称所属小组编号重量重心位置材料属性装配工具吊装工具零件零件编号零件名称所属小组编号重量重心位置材料属性装配工具吊装工具... ...零件零件编号零件名称所属小组编号重量重心位置材料属性装配工具吊装工具 图2.6 船舶构件装配信息模型
Fig. 2.6 Assembly information of ship structural components
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面向中间产品的船舶构件装配序列优化研究
2.3 船舶建造编码技术
在船舶建造过程中，造船信息无论在内容上或者复杂程度上，都超过了一般的制造业。传统的造船过程，大量施工用的材料和设备等信息都是以图纸、清单和工艺文件作为载体来记录和存储信息的。这种用文字记录和存储信息的方法问题很多，很难对信息起到准确的标识作用，容易引起误解或差错。而且载体的信息容量有限，传送速度慢，生产管理要靠各种调度过程收集信息来协调。
编码是人们通过对某类事物或概念分析、概括、规范后，并赋予其一定规律性的易于人或计算机识别和处理的符号、图形、颜色、缩简的文字等等。它是信息标准化、规范化的基础，是人们统一认识、统一观点、交换信息的一种手段。
船舶建造编码从设计角度来看，是应用成组技术的相似性原理，把船舶设计、生产、管理中体现的有关特征，以字母和数字的结合形式予以表征的一项设计技术；从管理角度，它是一种代表事物名称、属性、特征、状态等按一定规则组合起来的符号和代号。也就是说，按不同的目的和要求通过科学的分类方法，以符号标记的形式对工作对象的有关特性进行描述和标识。
船舶建造编码对船舶建造全过程的信息流和物流进行分类，应用编码技术，以数字或字母来标识和描述事物或概念，并且以零部件的静态特征信息（如品种、型号、规格、材质等）的统一编码建立零部件数据库和图形库，以便用计算机把惟一的零部件配套组合成非惟一性的托盘，配套组合成非惟一性的分段，直至形成非惟一性的船舶产品。
经过区域／阶段／类型分解后的作业类型代码，用在制订计划、安排进度、施工和评价时控制区域的各种物料，建立的成本区分代码按系统控制同样的物料，用于评价、报价和计划。实际生产和管理过程中通过物资代码和舾装件代码的结合使用，可将区域的数据转换为系统的数据。
船舶建造编码的一般要求[37]：
（1）船舶建造编码要满足“两个一体化”（即设计、生产、管理一体化；壳、舾、涂一体化）区域造船的要求；
（2）船舶建造编码要满足造船成本控制的需要；
（3）船舶建造编码所使用的代码符号，应考虑与国际造船接轨，尽量采用英文字母和国际通用的字符，而不采用拼音和不规范的符号；
（4）船舶建造编码在满足表达内容的前提下，应使其形式尽量简单，便于识别，便于记忆，便于使用；
（5）船舶建造编码应具有一定的科学性、实用性、整体性和系统性，尽量避免因考虑不周而频繁改动；
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（6）舶舶建造编码要具有可扩充性，并容易维护，以便适应将来发展的需要。 图2.7为船舶建造编码的总体结构图，描述了不同作业的不同编码分类。图2.8是船舶建造编码与作业组织关系，描述了船舶的整个建造过程中，编码在不同作业中发挥的作用。由于篇幅有限，该部分内容不展开论述。
初步设计图详细设计图与材料无关的图纸代码船体生产设计图舾装生产设计图制作图订货图制作材料图托盘材料图系统材料图厂家图船舶分类代码船体分类代码主船体结构上层建筑结构分段名代码主件名代码部件名代码零件名代码管装系统代码管装件代码舾装分类代码管装件电装件设备类其他舾装件电装系统代码电装件代码舾装系统代码舾装件代码设备类代码图纸分类代码与材料有关的图纸代码船舶建造编码系统 图2.7 船舶建造编码的总体结构
Fig. 2.7 Overall structure of coding in ship-building
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面向中间产品的船舶构件装配序列优化研究
信息流（设计部门提供）船体零件下料、切割图舾装件制作图管子制作图电缆切割册船体分段零件表舾装件托盘表管子托盘表船体分段图船体工艺项目表舾装安装图舾装托盘一览表外协件、外构件清单材料、设备订货清单供应品、备品清单报验项目表试验纲要、试验册按工时、材料物流（生产部门实施）材料零件制作定额管理按代码管理舾装件、管装件集配电装件按工时、材料设备类现场安装计划管理备品、供应品按设备、材料、舾装件代码订货、入库、发放纳期管理、成本管理来货按项目报验检验船东、验船质量管理[37]
图2.8 船舶建造编码与作业组织关系图
Fig. 2.8 The relationship between coding and operations in ship-building
2.4 船舶装配可行性分析
对于一个产品或者部件的装配序列，首先是应该满足几何干涉条件。几何可行性装配序列，是从几何约束关系角度，分析两个零件间的装配操作或分解操作存在不存在几何干涉现象。几何可行装配序列规划问题，其实质是对装配结构设计内在的、隐含的装配优先关系的分析、提取和满足过程。从纯装配的角度考虑，产品装配过程中产生干涉的原因主要有以下3种情况：
（1）产品在设计、制造过程中的错误导致其几何形状、尺寸上的缺陷，形成装配干涉，造成产品无法装配或者装配困难；
（2）装配过程中装配路径的不合理导致装配干涉；
（3）装配过程中零部件装配顺序的选择不合理造成装配干涉。
本论文注重研究在装配过程中可能出现的问题，而对面向装配的设计研究较少，所以只是解决造成装配干涉的第三种情况。
本论文是在“可卸即可装”的前提下进行装配序列研究的。假设拆卸的零件都是刚体；拆卸与安装的工具相同，即费用相同。本文的“可拆”不是传统意义的船舶拆卸。
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