船舶设计系统介绍及比较

2012年10月船舶设计系统介绍•瑞典KCS公司的Tribon船舶CAD软件•美国PTC公司的CADDS5软件•法国达索公司CATIA •西班牙Foran •澳大利亚Maxsurf船舶设计软件•加拿大ShipConstructor船舶建造软件•芬兰纳帕有限公司NAPA船舶设计系统船舶设计系统概览专用船舶设计软件系统特点•以某船舶设计公司自有系统发展而来•仅在船舶行业应用•系统集成了该公司对船舶设计方法及业务过程的理解•对典型的船舶设计过程尤其是其母公司的产品类型有很好的支持•一般将船体信息保存在专用数据库中•单一系统覆盖整个船舶设计过程，包括数据管理及CAD环境•其CAD环境是为船体定义及渲染服务的，CAD本身的建模功能严格受限于船体的特征类型•优势–专业性强–数据存储一致•弱势–CAD 渲染功能较差–运动仿真功能弱–开放性差，二次开发受限–设计过程受限于软件本身所提供的业务过程及操作方法，不利于设计创新专用船舶设计软件系统优势与不足•瑞典KCS 公司的Tribon 船舶CAD 软件•美国PTC 公司的CADDS5软件•西班牙Foran •澳大利亚Maxsurf 船舶设计软件•加拿大ShipConstructor 船舶建造软件•芬兰纳帕有限公司NAPA 船舶设计系统专用船舶设计软件系统代表通用软件系统中的船舶模块组合概述•软件系统本身并不仅仅针对船舶行业•软件系统的全部功能是覆盖多个行业所需功能的全部超集•针对船舶行业，这些软件系统有相应的一系列模块组织，用于完成船舶行业各过程所需操作，但这些模块自身可能不仅仅限于船舶行业应用•通过系统的组合与模块的组合，实现对船舶行业过程的整体性支持•几何模型信息存储在软件自身CAD文件中而非数据库中•通过与PDM系统的结合，形成对船舶行业整个过程的支持。

PDM实现过程管理与数据管理，CAD完成船舶设计建模通用软件系统中的船舶模块组合优势与不足•优势–通用软件系统建模功能强大（因为其不仅仅面向于船舶，可能还有航空、汽车的需要）–开放性好，二次开发功能强大–可根据船舶主机所的业务需求进行系统定制，从而更贴近于客户实际–不受限于软件自身的设计理念及典型流程限制，对用户的设计创新与流程创新支持性好–专业的运动仿真模块功能强大•劣势–不是起家于船舶设计，一些船舶设计过程中的典型过程与参数没有预定义–需要进行配套PDM系统的实施–需要结合客户业务过程进行系统定制开发通用软件系统中的船舶模块组合代表•法国达索公司–CATIA+VPM•德国西门子公司–UG NX+TeamCenter•CATIA作为目前航空及汽车制造业应用最多的CAD系统，被认为是当之无愧的业界领袖产品。

•VPM是达索公司开发的可以对CATIA数据进行底层数据解析并进行数据库存储的管理平台，在产品复杂的CATIA用户中大量应用。

•UG以其起源于通用的渊源以及数年来不断的产品创新，在发动机及汽车零部件领域具有大量用户。

•TeamCenter是西门子公司的PDM产品，应用广泛。

各系统概要介绍TRIBON•瑞典KCS (Kockums Computer System AB)公司设计开发•用于辅助船舶设计与建造的计算机软件集成系统•前身产品是STEELBEAR，1958年开始开发•1992年，STEEL-BEAR，AUTOKON和SCHIFFKO三大船舶设计系统合并后推出TRIBON系统M1版•2006年该公司被英国AVEVA公司收购，推出AVEVA系列船舶行业版•20世纪90年代以来，我国有多家船舶设计单位和科研院所购买了该软件•该软件的特点在于用计算机建立船舶的生产信息数据库，通过在计算机建立一个实船模型，不仅完成绘制生产用图纸，还能进行各种信息数据的计算、管理和统计，这些生产信息可以提取，用于生产制造，实现设计与生产准备的统一TRIBON特点TRIBON不足•开发环境落后–TRIBON系统是在DOS系统环境下开发并逐渐完善的系统–在Windows环境下操作繁琐，可视化程度低•初始化数据不能共享–每一个工程项目的建立(project)都要进行重复的数据准备工作–初始化文件多为表格和文本文件，填写修改它们不仅浪费大量时间，而且极易造成错误•数据库维护及管理不便–数据库中的数据信息是通过一个文本文件（d065）被调用的，数据库方面明显落后•不能完全适应国内船厂情况，二次开发繁琐•拓扑关系不能动态更新–变化是“假变化”，需要对这些构件的编辑对话框重新运行后–图纸更新不是实时更新，需要操作者从数据库中重新调用•熟悉软件时间长，培训费用高CATIA•CATIA是英文Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写•世界上一种主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件•隶属于法国Dassault System公司•现在广泛应用的V5版本支持UNIX和Windows 两种平台，功能强大•应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造等行业，•集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域•全球用户超过13000个•目前国内船舶行业的主要的客户是广州文冲船厂和烟台莱佛士船厂，使用CATIA 进行船舶三维设计，取代了传统的二维设计。

CATIA•为船厂提供系统级的解决方案•DMU电子样机功能推动生产力的提高–与CATIA共同构成PLM系列的产品DELIMIA，采用新一代的虚拟仿真技术，在计算机上完全实现设计、制造全部流程，直接可观测到制造结果，可对不合理的地方及时修改，达到全生产过程的最优•支持不同应用层次的可扩充性–允许任意配置的解决方案，可满足大中小型船舶企的需要•内核与操作平台的选择–支持Windows及UNIX平台，数据统一•可视化程度高，易学易用–CATIA软件的界面友好，三维模型立体逼真，操作符合人们习惯，易学易用•并非专业造船软件–CATIA 软件率先用于飞机航天、汽车行业，后由于其强大的功能和良好的口碑，继而开发出船舶设计模块。

从软件设计理念、操作习惯来看不是完全符合船舶行业的特点和习惯，这就使得在船舶设计尤其是生产设计中产生一些不便•仿真缺陷–CATIA 软件是基于点、面、体素开发的实体软件，对于船舶行业中的声、光、电无法做逼真的仿真CATIA 不足•西班牙SENER 工程系统公司研发的•该公司原是西班牙著名的多学科工程咨询公司，由造船工程师于1956年组建•服务领域覆盖了航空航天、民用建筑、动力工程、流程加工业以及船舶与海洋工程•FORAN 软件本身并非其主营业务，其主营业务是工程设计及咨询FORANFORAN•专业性–FORAN是一款包含船舶设计所有专业覆盖船舶设计全过程的全面而完整的解决方案，为造船的全过程提供了集成化的整体解决方案•软件设计更加合理–目前的版本是基于windows、面向对象体系、Oracle数据库重新开发的•提出了数字化造船解决方案•软件本土化–目前，部分模块已有中文版FORAN不足•性能计算模块功能较弱–在FORAN的应用过程中，性能计算模块不能满足船舶性能计算的需要，有些还需借鉴其他的性能计算软件•个别操作命令需改进–不通类型的船舶结构相差较大，有些建模命令虽能满足建模需求但操作方法复杂，不够直观•软件内核并非三维–并非基于目前比较先进的三大主流三维内核构建，其三维效果仅是进行了模拟三维的渲染显示而已•界面不够友好–界面看起来不如纯正的三维软件美观易用FORAN不足•产品战略存疑，公司不重视，研发投入少，产品更新慢（未来可能会像面临类似CADDS 5被公司放弃的问题）。

–作为一家咨询公司，SENER关注合同研发，FORAN是其历史遗留的非核心业务。

SENER公司关注重点不在CAD和PLM领域。

SENER 小于2%的收入是从FORAN中来的，在FORAN的研发上，投入占总收入的不到10%，明显少于其它主要竞争对手。

•FORAN已有2年没有做过更新（FORAN V7.0是2010年7月发布的），是基于旧式的封闭的专有技术，不够开放。

•全生命周期支持问题–FORAN除了CAD/CAM和仿真外，没有提供其他解决方案，用户只能自行组装附加软件完成一个完整的全生命周期解决方案。

FORAN的仿真做的也不够好，还是得借助外部工具。

•国内没原厂商，技术支持成问题•功能局限性,开放性差–FORAN对例如Windchill，ENOVIA这样的PLM系统集成不够，FORAN不支持与Windchill9.1的集成CADDS5•CADDS5i软件是美国PTC公司提供的•基于UNIX操作系统的计算机辅助设计与绘图系统软件，曾服务于制造业的不同行业。

•CADDS5 15.0是PTC公司专门面向造船业推出的解决方案，它所提供的新特性和扩展功能可以帮助造船企业提高生产能力、改善易用性并增强协作性，解决造船业大装配结构的规模和复杂性的独特需求，并符合行业产品开发标准，已经成为我国军船设计制造的主要软件产品。

•CADDS5升级较缓慢，界面不够友好。

•PTC公司已经停止发展CADDS5产品。

UG NX•西门子公司的CAD拳头产品。

•NX具有强大的实体建模、曲面造型、装配、数控编程等工程实用功能，被广泛应用于航天和国防、汽车及交通运输、造船、机械、高科技电子、消费品、生命科学、服装等领域的产品设计和加工。

•没有真正的电气原理图工具（COMOS主要是为工厂设计，用于船舶可能可以，但尚未被证明）。

•企业少于2%的营收来自PLM，PLM并非其主营业务。

•按西门子官方宣传，未来会有客户选择NX进行型号研制，但目前还没有成功的完整船舶过程案例，一些功能还处于研发阶段。

软件比较维度参考软件国籍三维设计数据管理仿真分析可拓展性界面友好中文语言技术支持优化前景船舶经验成功案例软件架构TRIBON瑞典152********FOR AN 西班牙33333225453CATIA法国52555545245UGNX美国41444454114CAD DS5美国24111311321评分标准：5分最高，1分最低，每一项强1至5制分布CATIA与FORAN比较•CATIA 与FORAN 之间的比较主要在以下几个方面：–船舶行业经验方面–船舶全生命周期过程覆盖方面–软件架构先进性–技术支持力度及未来发展–客户化应用与二次开发简要总结船舶行业经验•在船舶行业经验方面，CATIA不得不拜服于FORAN。

作为西班牙SENER公司进行外包设计的工具软件，FORAN能够广泛应用于全球众多船舶设计单位，或许是SENER公司自己也没有料到的。

不管怎样，不得不承认，在全球1300多条船都是基于FORAN设计的。

•CATIA起源于航空，对于精度要求较高的机械“制造”产品有强大的优势，这也是为什么美国海军的多个型号都是基于CATIA研制的原因。