船舶总体设计优化：快速评估与决策支持

船舶总体方案快速设计评估软件主要用于水下舰船、水面船舶的论证设计及方案设计及分析评估，简称SRDS软件。该软件结合了水下舰船、水面舰船的设计特点及要求，借鉴了国内外飞机总体设计软件及船舶总体设计软件的经验，按照正向创新设计思想进行开发，主要包括总体方案定义、方案快速建模、静力学性能分析、动力学性能分析、结构分析及总体方案快速评估这六大模块。用户可通过拖拽方式和参数定义的方式快速创建水下舰船、水面舰船的方案三维模型，并基于模型进行性能分析及方案评估，形成总体设计方案。

该软件可用于潜艇、鱼雷、水面军用舰船（含航空母舰）、运输船舶、民用客轮、快艇、施工船舶及海洋作业平台等产品的总体设计。该软件可将设计师的创意快速转化为概念方案三维模型，并支持对三维模型方案的快速分析验证和评估。方案建模时按照部件方式建模，主要部件可分为艇身/船身、球艏、翼面/舵面、甲板及平台、上层建筑等，舱室划分与布置及系统布置是采用简化模型或导入模型的方式进行创建，可驾驶舱、作战指挥舱、轮机舱、生活舱、武器舱、乘客舱、货舱、燃料舱等进行快速布置。该软件框架灵活，能根据需求快速定制开发和软件集成。

1、特色功能

n  方案定义：任务需求及战术技术指标分解（性能参数）条目化层级化，设计方案模板化，支持方案定义数据的统一管理，为三维建模及快速分析评估提供初始参考数据；

n  外形创建：外形建模分类化、部件化、参数化，可按照型线创建方式快速创建外形模型，不同类型部件外形采用不同的快速建模方法；

n  结构布置：结构快速布置采用基于二维布置图的方式，实现截面类型、截面尺寸及间距的定义和调整，实现船体结构布置批量化三维化；

n  舱室布置：舱室布置采用专业定制的方式实现参数化快速创建，支持不同类型的舱段划分与布置；

n  系统设备布置：系统设备布置采用自定义结构树的方式实现快速创建，可实现简化模型、管线模型、参数化模型及外部模型的调用与布置，可布置武器系统、操纵系统、机电系统、动力系统、舾装系统等，支持复杂系统方案的快速布置与分析；

n  分析模型处理：外形、结构等设计模型可自动生成多领域分析模型，实现模型联动，缩短分析前处理时间；

n  质量质心及转动惯量计算：基于方案三维模型可以计算结构及各分系统模型的质量质心及转动惯量数据，便于各系统质量控制和操纵性能分析；

n  质量分站计算：按照弹体方向创建多个平面对三维模型进行切分，将质量模型通过一定的算法分解到分站平面上，形成质量分站曲线；

n  船舶专业分析模块集成：主要包括静力学和动力学性能快速分析，可按照用户要求集成静水力计算、浮性稳性分析、不沉性分析、快速性分析、耐波性分析、操纵性分析、隐蔽性分析、装载平衡分析等自研程序或工程算法，实现性能快速分析；

n  结构强度分析：结构强度分析集成Ansys、Nastran等强度分析软件方式，基于自动生成的结构有限元网格模型实现结构强度快速分析，并可自动进行后处理；

n  方案评估模块：通过设计分析参数提取插件可实现总体方案参数的提取，采用一定的工程算法及评估方法，将参数进行无量纲化处理，结合权重系数定义，实现总体方案的快速评估与选型；

n  报告自动生成：根据预置的方案报告模板，对各模块数据进行抽取，实现方案设计报告自动生成。

2、客户价值

n  实现了船舶总体设计软件化、环境统一化、软件集成化、操作简化，使总体设计更规范，效率更高，质量更高；

n  拖拽方式和参数定义方式实现总体方案概念模型的快速创建，不受船舶快速设计模板约束，更好地支持新型水下舰船、水面船舶等产品的正向创新设计；

n  总体方案三维模型化且能自动生成多领域分析所需的分析模型，设计模型更新后分析模型可自动更新，可实现基于模型的多领域快速分析及优化，可设计出更优的船舶总体方案；

n  统一的方案数据管理模式支持快速多方案设计，支持方案快速评估与选型，实现优中选优，为工程研制提供更准确的方案输入，减少工程研制阶段的返工迭代，缩短研制周期；

n  单机部署及应用方式，可实现在竞标现场和客户现场的方案演示与调整，采用模型化的方式可更好地展示方案全貌，提升项目竞标成功率和客户满意度。

3、典型应用

船舶某研究所是我国船舶重要研发单位，本案例是总体设计部门利用SRDS软件对新型大型船舶总体方案进行了快速设计及分析，主要可实现船舶总体方案定义，包括任务需求、战术技术指标、总体方案、系统方案、关键技术等；可实现船舶总体外形的参数化快速创建，并可生成型线数据库；基于船体外形可以创建甲板、平台及分层舱室，基于船体外形和舱室平面可以创建船体结构和内部舱室结构；系统模型布置模块包括详细模型布置、参数化机构模型布置、简化模型布置等，可形成船舶常见的分系统方案模型；通过创建标准人可以对船舶总体方案的空间及人员编制进行分析；基于三维模型可以生成船舶总体方案二维布置图；基于方案三维模型可进行多种静力学和动力学分析，主要包括质量质心分析、质量分站计算、装载平衡分析、静水力计算、浮性稳性分析、操纵性分析、快速分析分析、结构强度分析等；根据设计分析结果可以对总体方案进行指数评估，包括武器系统、动力系统、平台系统、船舶综合以及研制风险等。最后形成满足要求的最优船舶设计方案，为后续研发阶段提供重要数据支持。

某新型船舶总体方案示例

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