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沪东中华自主数字化船舶设计系统SPD,拼凑软件。。。。(船舶CAD:HDSPD)

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HDSPD三维建模引擎使用中望Overdrive内核,二维工程图使用CAXA电子图板技术,渲染引擎使用了广联达技术。

船舶CAD:HDSPD,对于船舶相关的曲线曲面技术是沪东核心技术,也是船舶CAD的根。。。。


HDSPD是一款船舶专用的综合性设计平台,具备船体、管系、电气、舾装等全专业设计功能体系,形成了2000多项船舶设计专用功能,70%是行业专用功能代码;在生产设计领域,软件功能覆盖全专业,总体上达到国外同类软件水平。

HDSPD的研发,经历了六个版本的迭代,2023年年初发布的6.0版本,攻克了二三维一体化平台技术和混合式统一数据存储架构技术,使产品有了良好的数据结构,能够充分满足沪东中华高新船舶产品的数字化研发设计工作,并支撑面向未来智能制造的智能化设计转型。目前,沪东中华在船舶产品研发和工业软件开发方面,均取得丰硕成果。

HDSPD6.0旗舰版由沪东中华所属上海东欣软件工程有限公司牵头组织研发,是目前中国唯一自主可控的最新一代船舶三维设计软件,融合了3万项船舶业务知识,提供1093项软件功能模块,在船舶设计制造全流程上,实现了全面的覆盖和能力的提升。

在船舶初步设计阶段,研发团队通过引入复杂曲面及实体的造型技术,实现曲面设计、舱室设计、设备综合布置模块研发,协助用户开展船型快速设计与变更;在船舶详细设计阶段,秉承HDSPD6.0“一模到底”的理念,以模型为载体,进行结构及机电专业上下游数据的同步与校核;在船舶生产建造阶段,围绕船舶设计送审、施工指导和智能装备应用等方面进行软件功能的开发和算法攻关,以三维模型和数控指令为载体,驱动“划线、印字、切割、坡口、打磨、加工、焊接、测量”等8类智能装备;软件数据集成方面,从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助制造(CAM)和产品数据管理(PDM)等4个方面与其他各类船舶工业软件实现异构数据集成,实现设计、制造、管理一体化集成。

HDSPD 6.0旗舰版的发布一举打破了国外软件对船舶三维CAD软件领域的绝对垄断,将极大提升中国船舶工业的自主研发能力,对推动我国海洋装备制造业安全、可控和高质量发展具有重大意义。

一.三维建模引擎使用中望Overdrive内核

中望官网介绍:

沪东中华在三十多年CAD/CAM软件应用和开发经验的基础上,于2005年基于CAD平台研发出具有独立自主知识产权的针对造船行业的三维CAD/CAM设计系统SPD(Ship Product Design)。为彻底摆脱国外二三维CAD软件技术对SPD的制约,2009年起,沪东中华与中望软件强强联合,着力构建以“基于三维模型的船舶产品研发、设计、工艺一体化,以及设计与仿真一体化”为特征的数字化研发平台,开启全国产化整船设计新模式。

沪东中华与中望软件十余年来逐步深化合作,实现从二维到三维CAD软件的国产化替代、从“CAD平台+二次开发”到基于内核和底层数据的深度研发级合作的跨越:

2009年,沪东中华基于中望CAD打造全国产“CAD平台+SPD造船设计软件”解决方案,实现完全符合国内船舶行业标准的高效出图,成功走上了造船行业CAD软件的国产化之路。

2010年,中望软件推出自主研发的三维CAD平台中望3D。沪东中华通过充分的了解和测试,认为中望3D在曲面设计和大型装配方面的能力可进一步增强SPD在船体设计和制造的功能,于是双方开展源代码层面的深度合作。2012年起,在SPD软件中打造了船舶全三维小样建模平台,统一了船舶各专业标准定义方式,实现了异构数据模型的导入和导出,提高设备建模效率。



2015年至今,基于中望3D的自主三维几何建模内核,双方进入了底层数据层面的战略合作阶段。目前最新的SPD6.0版中已有200多项船舶设计专用功能,含2000万行代码,其中70%是行业专用功能代码,是真正集船体、管系、电气、舾装等全专业设计功能于一体的全三维船舶设计CAD平台。



二.广联达数维设计平台(GDMP)渲染用了部分广联达技术

数字建筑大讲堂丨沪东中华徐英杰:GDMP平台助力船舶工业软件自主研发

广联达数维设计平台(GDMP)

GDMP平台赋能 提升自主研发能力

徐英杰表示,沪东中华对HDSPD的研发步伐不断向前,并通过对标国外先进CAD系统,深入查找和分析自身存在的不足:缺少三维图形平台、缺少初步设计模块、关键技术和核心算法需要突破。面对不足,集团确立了三个进阶目标:一是国产三维平台的替换,二是二三维平台的一体化融合,三是对船舶设计大数据量的支撑。

为此,沪东中华与广联达开展合作,推动HDSPD与GDMP的“实施配合”,经历了三个发展阶段:一是方案设计及验证阶段,主要是技术交流碰撞和双方建立互信的过程。2018年,完成《界面框架方案设计》《三维交互方案设计》《数据接口方案设计》;2019年,根据设计方案,完成管子专业的三维化改造。二是全面研发及调优阶段,2020~2021年,完成全专业(船体专业、管子专业、电气专业、风管专业、外舾专业和内舾专业等)的三维化改造;2021年,完成二维出图平台验证;2022年,完成三维建模平台与二维出图平台的一体化集成,提升了三维显示平台在曲面显示精度及曲面质量检查方面的能力。三是软件发布及实船应用阶段,2023年沪东集团已全面应用HDSPD6.0进行船型设计。

三.面向船舶行业的三维几何造型引擎:SPD(草稿阶段)



面向船舶行业的三维几何造型引擎:SPD | CAD软件,即计算机辅助设计软件,可以在工业设计和制造中进行绘图、建模、计算等工作的交互式制图工具,是工业软件的基石。从60年代初诞生以来,随着工业以及制造工艺的发展,对CAD软件的要求也越来越高,逐渐从单一平台发展至多平台甚至云平台,覆盖工业生产全流程以及不断提高建模精度。我国从70年代末开始致力于发展CAD技术,到80年代初开始广泛推广与应用,90年代国内涌现大批基于国外产品的二次开发商以及国外软件的不断并购发展使我国自主CAD软件受到冲击,逐步退出市场。近年随着我国工业软件领域的发展,国产CAD软件逐步进入市场并迅速扩大市场规模,但其自主性仍受限。

信创海河实验室围绕船舶CAD软件,依托重要产业,实现船舶CAD软件“卡脖子”关键技术突破。船舶CAD软件是围绕船舶工业建造周期长、技术密集等特点的专用CAD软件,作为船舶工业发展的基础、工业软件体系中的核心,沪东中华于2021年发布了最新自主研发的船舶工业软件HDSPD6.0,打破了国外船舶CAD软件的垄断,升级了全新几何内核、三维建模平台、二维出图平台、一体化设计平台和三维出图模式,实现了国内CAD软件对船舶虚拟建模的零突破。

借助于天津市信创产业链和先进制造研发基地的发展优势,目前针对船舶CAD软件研发的项目“面向船舶行业的三维几何造型引擎”已于2021年立项,由清华大学牵头,联合沪东中华造船(集团)有限公司和上海东欣软件工程有限公司等国内该领域企业和高校研究所,围绕已有的自主船舶CAD软件SPD共同研究并研制面向船舶的CSG和B-Rep混合几何建模引擎的关键技术。

该项目的主要任务是围绕牵头单位已有自主船舶CAD软件在建模能力需求以及求交和布尔运算等核心技术需求,对标主流船舶商业CAD软件,探索多种表示方法融合的混合实体造型理论,解决船舶模型混合实体造型问题,实现船舶几何建模的CSG和B-Rep混合数据表示和数据双向转换;支持二次曲线曲面、自由曲线曲面多维度的船舶CSG和B-Rep混合模型求交,能够快速准确的返回求交结果,计算精度与对标软件相当;支持混合建模的分类布尔运算,实现船体外壳曲面、甲板曲面等之间的布尔运算,突破CAD软件“卡脖子”问题。求交问题是几何建模引擎的核心问题,我们研发了分类求交函数库,支持常用的二次曲线曲面及自由曲线曲面求交。下图展示了求交函数库的显示效果,支持多种曲线、曲面和实体(如球体、圆柱体、圆锥体等),绘制的元素支持旋转、拖拽和自定义位置及大小等。其中绿色线框为平面、红色点为两元素相交的交点,界面中显示中心坐标,界面左下角显示鼠标在界面中的实时位置,右下角为当前界面中交点的个数。


来源:山涧果子
碰撞二次开发船舶建筑电子海洋焊接理论渲染数控曲面中望CAD装配
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首次发布时间:2025-01-20
最近编辑:1月前
山涧果子
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小日本CAD/CAM软件:Micro Cadam Helix(基于理光的DesignBase内核)

1.CADAM历史IBM/Dassault Systemes(CADAM和CATIA)1979年由Hiromi Araki博士发布的CADETT)和航空航天制造商如洛克希德(CADAM)洛克希德飞机公司开发的CADAM(Computer Augmented Drafting and Manufacturing)系统是最著名的2D CAD软件程序之一,发展30多年仍然存在。1975年,法国航空航天公司Dassault Systemes从洛克希德公司购买了CADAM的源代码许可证,并于1977年开始开发名为CATIA(Computer Aided Three Dimensional Interactive Application)的3D CAD软件程序,该软件一直发展至今,是目前最成功的商业CAD。20世纪70年代,人们开始使用简单的2D CAD软件程序,如CADAM,同时,对3D CAD软件的研究和商业兴趣迅速增长。这十年间,最有影响力的研究之一是CAD软件的复杂3D曲面建模。1975年,K. Vesprille(雪城大学)发表了博士论文“B样条近似形式的CAD应用”。此论文建立在60 年代 Bezier、Coons 、Forrest的研究以及R.F.Risenfeld(也在雪城大学)的早期(1973)研究成果的基础上,至今仍然是3D CAD软件中复杂3D曲线和曲面建模的基础之一。2.Micro Cadam Helix20世纪 9年代日本公司 Ricoh 意识到将其核心授权给第三方开发商可以带来多大的利润,因此凭借其Designbase产品进入了市场。理光使用这个核心来设计他们的相机,对表面的复杂性提出了很高的要求。Designbase 是第一个可以单独设计曲面和实体的核心,可以轻松地从一种表示过渡到另一种表示。此外,Designbase 使用元建模的概念来自动创建模型创建的历史,从而可以在未来轻松地对几何图形进行参数化修改。目前,Designbase 核心已从技术组件市场上消失,但您仍然可以找到基于它的 CAD——这就是Helix实体建模系统。由 Futjitsu、CADRA (SofTech)、GMSWorks (C-Solutions) 等在日本发行。(1)Designbase是理光(日本)于 1987 年开发的实体建模核心。它是Helix CAD系统和许多日本 3D 建模系统的基础。(2) Helix MCAD系统是由 Microcadam(IBM的一个部门)于 1995 年基于Designbase几何内核和DCM参数求解器开发的。该系统能够在模型构建过程中识别模型的设计概念,并自动将其转换为一组几何和尺寸约束。到 2000 年,Helix 在全球拥有 90,000 名用户。2001 年,IBM 决定停止在美国和欧洲市场销售和支持 Helix。2.1MC Helix-特点2.1.1继承CADAM的设计思想的真正二维机械CAD・ 简明易懂的快速操作体系・ 顺应设计思路的可操作性和响应・ 丰富灵活的设计・制图功能・ 达到运用级别的管理功能2.1.2提供基于日本设计文化的功能・ 高品质的图面做成和出图・ 支持新的JIS工业标准2.1.3导入实绩证明其可信赖性和高品质2.2Design & Drafting(D&D)1. 良好的界面与可操作性2. 设计・制图功能3. 用户定制4. 应用程序连携5. 开发工具6. 管理・应用7. V5R2的主要扩张功能来源:山涧果子

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