摘要：改革开放之后，我国的综合国力大幅度提高，国家在全世界的地位也有所提高，在这个过程中，国家的各行各业都不断改变，除旧创新，不断地去其槽粕，取其精华，事实也证明了确实取得了巨大的成功。而针对与船舶行业来说，更是得到了空前的发展，船舶行业的发展为人们带来了很多便利，也带来了许多经济发展的机会，但随着人们对传播的要求的不断提升，现今的船舶行业需要更加精深的设计，也需要更加先进的高科技设备。基于此，下面，本文将前要介绍下船舶行业的有关内容，研究船舶电气智能设计系统和系统的关键技术，并根据其传统的设计分析现今的船舶设计是如何进行原型实现的。
关键词：船舶电气；智能设计；设计系统；关键技术；原型实现；分析探讨
引言
现今，国家经济的快速发展给企业带来了快速发展时期，给企业带来了极大的发展空间，但与之相随的则是市场的巨大竞争力，而船舶行业要想在竞争力大的市场中取得一席之地，就必须对船舶内的设备进行分析研究，其中最为重要的就是船舶电气设备的使用，船舶电气设备的使用需要一个具体的系统设计才能将这些设备联系到一起，避免产生电磁干扰，从而达到提高电磁兼容性的效果，促进船舶安全航行。所以，我们必须重视船舶电气智能设计的重要性，需要不断的完善设计计划，弥补系统设计过程中出现的不足，提高船舶电气设备使用的质量和效率。因此，下面，本文将前要介绍下船舶行业的有关内容，研究船舶电气智能设计系统和系统的关键技术，并根据其传统的设计分析现今的船舶设计是如何进行原型实现的。
一、船舶电气简单介绍
1.船舶电气系统
船舶电气系统总的分为三大部分：船舶电站、船舶电力网和电气负载。按照在系统中的作用和负载的性质，又可以分九类装置和系统：（1）船舶电力系统；（2）船舶电力拖动装置；（3）船舶电力推进装置；（4）船舶照明系统；（5）船舶内部通讯、联络装置；（6）船舶导航装置；（7）船舶无线电通讯装置；（8）船舶自动化装置；（9）特种装置，如磁性防护和消磁装置等。船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。发电机组是把化学能转化为电能的装置，通过配电板来进行控制及分配。带动发电机运转的原动机一般为柴油机、汽轮机或燃气轮机，相应的发电机组称为柴油发电视组、汽轮发电机组或燃气轮机发电机组。船舶电力网是指电能从主配电板（及应急、港泊配电板）通过电缆的传输，经过中间的分配电装置（区配电板、分配电箱等），送往各电气用户，形成的电力网络即为船舶电力网。对船舶电力网的基本要求是生命力强、即要求电网在发生故障或局部破损等情况下，仍能保证对负载的连续供电，并限制故障的发展和将故障的影响限于最小范围之内。船舶上各性质相近的用电设备都由相应的单独电网供电，可分为：（1）船舶电力网，由总配电板直接供电，供给各种船舶辅机的电动拖动。（2）照明电网，提供船舶内外照明。（3）弱电装置电网，包括电传令钟、舵角指示器、电话设备、火警信号及警铃等。（4）应急电网，包括应急照明、应急动力（如舵机电源）、助航设备电源等。（5）其它装置电网，如充电设备、手提行灯等。
2. 船舶电气工程
船舶电气工程是关于船用电气设备和船舶电气与控制系统的设计建造理论、运行控制方法以及工程应用技术的专业学科，是电气科学与技术的重要组成部分。船舶电气工程领域涉及从设备到系统、从控制到运行、从顶层设计到安装工艺的全面、系统的专门知识，同电气科学与技术的各个领域既有联系又有区别。船舶电气工程主要研究对象为船舶以及海洋结构物（如海上石油钻井平台等）上所有与电气有关的基础理论、工程技术与运用方法，在诸如电机、电能变换、电气自动化以及电力系统保护等技术领？与陆用电气系统联系紧密，而在船舶电力推进、综合船桥系统以及船舶电磁防护等方面具有自己鲜明的特色。
二、船舶电气智能设计系统
1.系统设计
船舶电气设备多而且复杂，这在一定程度上造成了船舶电气设计系统的复杂性和难度。首先，在进行船舶电气智能设计时，要首先保证设计的科学性、合理性，以及资料的完整性、精准性，在智能设计系统时，要选择品质高的母型船作为研究对象，选择与设计方案最为相似的体系图进行研究，寻找某型号设备的出厂文件或有关电气体系图。其次，在技术设计和生产设计时，；要注意方案实施的具体情况，要注意：用方案设计判断的影响船舶电气性能的关键参数限制技术设计；在各个主要的设计阶段可以在体系运行界面上给出相关设计办法、设计程序、检查规范的指导；在各个主要的设计数据出现时，可以自动对其在安全性、经济性和与设计方案的相同性等方面实施校验并给出清楚的推断效果与参考数据；可以完成对规律性比较强的体系参数化绘图；生产设计阶段可以有效运用技术设计阶段积累的成果，尽量防止反复工作；完成数据的统一以及关联，包含轮机、舾装、总体与电气等每一个专业之间和电气每一个系统、文档之间。
2.结构框架设计
考虑到船舶每一个电气体系规律性不相同，新高性能电气控制体系的更新换代，还有软件的发展能力，体系在完成常规计算机帮助设计功能和文件管理、计算书生成、自动校验、数据交换等智能化功能的基本上，针对规律性比较强的电力一次体系、照明体系等加设了其参数绘图模块.同时，思考到软件开发的周期以及费用，体系使用调用第三方绘图软件与 Windows 运用环节的技术方案。体系包含操作界面、主环节、参数绘图模块、数据库、资料库五个部分。（1）操作界面：包含工程管理、图纸管理、计算书生成、材料报表生成、电气绘图、规范图框生成、规范符号生成、三维模型生成、数据交换和辅助 10 个主界面.其中电气绘图又包含页面管理、设计部署、参数绘图、对象编辑四个子界面；计算书生成包含电力负荷计算书以及电压降计算书。（2）主环节：包含工程、图纸管理，计算书、材料报表生成，电气绘图，帮助设计模块（图纸规范图框生成、设备三维模型以及规范符号生成、数据交换、辅助）还有接口环节。（3）数据库：包含管理数据库以及工程数据库.管理数据库保管部件参数、规范图框、规范符号、典型模板等公用信息以及全部工程的参数信息；各个工程都有自己的工程数据库，用于保存其全部电气体系、电气设备和资料信息。（4）资料库：存储全部船舶电气设计经过中牵涉、出现的图纸以及文档文件。（5）参数绘图模块：现在包含电力一次体系图、广播体系图、照明体系图和照明布置图四个部分。
三、船舶电气智能设计系统关键技术分析
根据上面的分析可以看出，船舶电气设计的过程是非常复杂的，需要不断的改进和引进先进的技术，那么，在进行设计的过程中，我们就需要重点掌握船舶电气智能设计中的关键性技术，也就是指信息数字化技术、参数化等相关技术，只有做好关键技术的掌控，才能较好地完成船舶电气的智能设计，确保设计的科学性、合理性，保证船舶正常、安全地航行。
1.信息数字化技术
在船舶电气智能设计系统中的信息数字化技术，关键是把设计中涉及到的对象实施有关的数字化信息解决，就是依据有关定义准则，把限制条件以及属性使用有关的数字取代详细的信息，之后对船舶电气设计中需要设计的对象使用有关的数字描述，建设船舶电气数字化模型。数字化经过中关键使用面向对象办法学，把船舶看作从每一种“对象”结构的全体，之后依据有关的限制条件对每一个对象的归类、设计和定义属性、办法以及响应的事件，让其可以满足计算机的识别与解决功能。图标驱动：为了把绘图效率与设计质量提高，统一以及规范化电气符号以整洁图面，在船舶电气绘图经过中，使用图标驱动机制.就是经过点击各设备符号框架图标相符的，并选取其相应的部件，编辑设备的具体信息进而实现这设备原理或部署设计的办法。
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2.参数化办法
在船舶电气的智能设计中，是需要不断的收集数据，并且对数据进行分析的，咱这个过程产生的数据非常多且比较复杂，传统的统计方法是无法高效地进行的，而在分析后，发现参数化方法可以很好地将数据收集并整理起来，保证数据的完整性和正确性。而参数化的方法就是通过对船舶电气的体系图进行参数实施量化，进而得到合理的数据。在这个过程中，需要掌握的关键技术就是要掌握船舶的类别、装载、航区、自动化标志、电力推进、主机、主电源与大型机械设备等等，根据这些不同分别进行参数化，得到完善、精准的船舶电气智能设计。
3.人工智能技术
任何工作还是需要人来掌控的，人仍然是劳动的主动力，因此，在船舶电气智能设计中加入人工智能技术也是一项关键技术，这项技术甚至可以提高整个智能设计的效率，提高对船舶电气的控制程度，促进整个船舶电气行业的发展。
四、船舶电气智能设计原型实现
在上面的研究中可以看出整个船舶电气的智能设计是需要掌握关键技术的，也是需要根据关键技术进行创新的，那么，在这个过程中，是不是说有的地方可以按照以前的系统进行设计呢？实践证明，确实是，船舶电气的智能设计是可以原型实现的。下面，将介绍到底是如何在船舶电气智能设计中进行原型实现的。
1.设计模块原型实现
设计模块主要是对项目的图纸和界面进行有效管理，可以实现设计和绘图等多种功能。图纸主要是将设计和绘图进行设定和进行相关的编辑。设计模块在图纸管理领域的作用主要是对材料表和子系统进行管理和生成。此环节有利于设计图纸和设备的数字化，让此环节实现自动化。在设计布置环节此技术也可以实现设计对象和电气功能数字化。为了实现此模块的自动化，为了提升绘图的质量和效率需要对电气符号进行规范。在设计模块可以用图标驱动的方式实现绘图及数据编辑。最终可以生成有效目标图，进而帮助设计过程顺利实现。
2.计算生成模块原型实现
计算生成模块主要由电压降和电力负荷计算书两个模块组成。在电压降计算书生成模块，可以将有关电流、截面进行有效预算，对短路温升和电压降进行有效校验，在此模块中每一个步骤都可以看成是一个环节，短路温升之外的其他步骤都是最后结果的条件步骤。
3 .知识管理模块原型实现
知识管理模块其实就是知识学习模块，如果要实现此模块的知识学习可以有录入学习和资料学习两种方法。知识 管 理 模 块 可 以 通 过 程 序 分 析 的 方 式 对 程 序 展 开 自 动 研究学习，学习有关格式规则，既可以开阔眼界，又可以修正知识。
4.辅助性模块原型的实现
这个模块由另外的软件的数据交换、电气符合的相关设计产生与图纸图框的编制等。对于数据交换而言，其能将系统设计中出现的电气部件。设备等数据添加到相应系统的数据库之中，经过导出最终成为 EXCEL 数据表格文件，也可以将 EXCEL 数据表格文件直接存入到系统数据库之中。对于电气设备相关的符号设计而言，参照 GB 和 CB，创建了符合要求的符号库，能满足一般船舶电气设计的需求，但是需要在系统设计的过程中对人性化和设计人员个人偏好等方面的因素进行考虑。在系统之中，存有自主从 CAD 图形转化的符号，保存位置是符号库。图框除了系统自带，还能根据使用者需求自选。辅助模块主要是利用数据交换和电气符号进行相关的图纸和图框的编辑。在于数据交换板块，辅助性模块可以将数据嵌入相关的数据库中，最终这些数据会以表格的形式出现，并将表格保存在系统数据库中。参照相关的GB和 CB 建立起符号库。辅助性模块可以根据设计者的需求进行自选备用。
五、船舶电气智能设计的美好前景
由于计算机与通信技术日益成熟，在驾驶、机舱管理和装货等方面实现了全盘计算机控制。展望21世纪，船舶自动化技术将不断向全船综合自动化层次发展。船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。该系统通常由两个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室，另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶种类和自动化程度而定，如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵阀控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测和操纵等目的。同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船、船与船之间对话，进行各种信息交流、咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。目前德国西门子公司、挪威挪康公司、丹麦约克船舶公司等国际著名的船电产品制造商已有较成熟的技术和相应的配套产品，并己实际应用于各类船舶。最新的船舶自动化设备技术的发展趋势是将程序控制分为小型的智能单位，就地操纵。如西门子公司的SIMOS IMAC 55就是这样分片操作、具有开放式的有监测报警和故障诊断控制的系统，它控制和监测无人机舱管理中所有重要的方面，如监测和报警、动力管理、燃油系统、压舱系统等的泵和阀的控制，燃油消耗记录，舱内液面监测和油、水量计算，货物控制和监测，安全功能及保养功能。SIMOS IMAC 55有整列的接口，可使资料与其它电脑或控制系统交换。卫星通信系统通过卫星联网，具有多路终端的能力，可改进船舶管理。21世纪将会有越来越多的新建船舶配套船舶综合自动化系统，用计算机进行全船智能管理，其运行可靠，能预先检测故障，确定预防保养和维修，保证安全、经济地操作。所以，船舶电气的智能设计是发展的越来越好，也将不断的引进先进技术，实现自动化，为船舶行业的发展贡献力量。
结束语：通过上面本文的分析可知，当前的时代需要不断的引进先进的技术，传统的技术已经不能满足人们和社会主义市场的需求，甚至已经落后于时代的发展，因此，提高船舶电气的使用技术至关重要。相关单位需要不断改变、创新，进行船舶电气的智能设计，不断提高船舶电气设备的精准度和自动化程度，提高船舶电气设备的使用效率，进而提高企业的经济效益。因此，上面本文从船舶电气智能设计和关键技术的使用入手，解释了船舶电气智能设计，并进一步分析了如何对船舶电气智能设计进行原型设计。
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论文作者:李景赞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/31
标签：船舶论文; 电气论文; 系统论文; 智能论文; 模块论文; 原型论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第32期论文;