船舶与海洋结构物先进制造技术虚拟仿真教学研

一、引言

《船舶与海洋结构物先进制造技术》是船舶类专业一门重要研究生学位课，该课程覆盖知识面较广，理论联系实践性较强。该课程围绕船舶与海洋结构物壳、舾、涂一体化制造，介绍先进的制造技术及其应用情况，现代造船模式的内涵及总装造船流程，船体钢材预处理的方法及工艺流程，船体放样与号料，船体构件加工，船体结构预装焊及船体总装，船舶区域舾装、区域涂装技术，船舶建造精度管理，船舶下水，船舶完工试验与交船等内容。教学重点是船体分道建造、区域舾装技术和船体建造、舾装、涂装一体化。教授该课程的目的不只是要让学生掌握课本知识，更重要的是培养学生对船舶与海洋结构物制造技术的分析和理解过程中的自主学习能力和独立分析、解决工程问题的能力和引导学生创新意识。

SPD 软件是舰船制造数字化设计集成平台，包括通用设计系统、船体设计系统、管系设计系统、风管设计系统、铁舾件设计系统、电气设计系统、涂装设计系统及支架设计系统。基于软件自身特点及专业的结合点，授课过程通常采用案例教学方式，而案例教学具有开放性和探究性等特点。以船厂实际船舶为案例，分析造船模式，基于SPD 软件，对船舶建造开展全过程的虚拟仿真教学，有助于教、学、做和评教学方式实施，有助于提高学生学习的主动性，有助于提升学生的工程能力。

二、基于SPD 分段建造虚拟仿真教学

1.虚拟仿真教学方法。虚拟仿真教学是基于计算机信息化的教学，它通过计算机、网络及虚拟仿真软件等，模拟真实工作场所、岗位设备和产品制作等过程，通过这样的仿真训练提高学生的学习主动性和提升工程实践能力。船舶与海洋结构物先进制造技术课程，围绕壳舾涂一体化现代先进的造船模式。课程采用以企业工程项目为素材开展教学，结合船舶生产设计在SPD 软件中完成船体放样、胎架设计、分段装配焊接、舾装预装、机装和电装放样、托盘划分等；将船舶制造过程在三维软件中虚拟演示。

2.虚拟仿真教学准备

（1）建造方式讲解。现代造船模式是以船体建造、舾装、涂装一体化为主线，即船体为基础、舾装为中心和涂装为重点的管理思想，按区域对产品作业任务进行分解和组合，按区域划分各类作业任务，形成船体以分段、舾装以托盘（或单元）作为组织生产的基本作业单元，形成空间上分道、时间上有序的立体化排序的先进的船舶建造方式。课程主要内容从船体建造、舾装和涂装等方面展开介绍船舶建造过程。

（2）案例选择。案例选择要有代表性，通过课程内的实验和案例分析、到联合培养单位进行“工程调研”，同时，结合联合培养单位具体的生产科研项目，建立课程所需的案例库，在案例库中确定要绑定的案例。案例确定后以“项目案例”的形式展现问题的提出、分析、解决，引导学生以计算机为辅助工具完成如船体放样、分段建造、舾装和机装安装等虚拟建造工作。

（3）校企共建船舶设计制造案例库。基于SPD 软件以常规船型为例进行校企共建船舶设计制造案例库，船舶设计制造案例库项目包括三个模块：首尾部分段、平行中体分段、上层建筑分段，共计8 个案例；所有案例均来自实际工程，具体见下表。

案例库建设内容“船舶设计制造”案例库序号 模块 案例名称基于SPD软件某T散货船首部分段生产设计2 1 首尾分段基于SPD软件某T散货船机舱双层底分段生产设计基于SPD软件某T散货船双层底分段生产设计7基于SPD软件某T散货船主甲板分段生产设计8基于SPD软件某T散货船舱壁分段生产设计10上层建筑6平行中体基于SPD软件某T散货船驾驶甲板分段生产设计11 基于SPD软件某T多用途船桥楼分段生产设计12 基于SPD软件某T多用途船A（B和C）甲板分段生产设计

3.基于案例虚拟仿真教学。虚拟仿真教学过程按教—学—做—评四位一体方式进行，教师以案例教学方式讲授船舶先进制造技术和软件使用方法；学生在教师讲授过程中学习；选择船舶某区域作为课程任务让学生练习；学生讲解案例的建造方式，同时教师进行评价。整个过程核心知识练习的和应用都在SPD 中完成，具体流程如下图所示。

讲—学—做—评过程

4.基于SPD 船舶虚拟建造过程

（1）船体建模。利用SPD 软件，以详细设计图纸为依据，首先进行船体三维建模。主要过程包括船体放样、分段结构建模、节点处理、胎架设计等工作。

文章来源：《新课程研究》 网址: http://www.xkcyjzzs.cn/qikandaodu/2020/1117/692.html