Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường nghiên cứu xây dựng chương trình tự động hóa quản lý thiết bị trong thiết kế đường ống tàu thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA MÁY TÀU BIỂN THUYẾT MINH Đ ề ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG gh in tà ĐỀ TÀI n iê NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG HĨA QUẢN LÝ THIẾT BỊ TRONG THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG TÀU THỦY u kh oa Chủ nhiệm đề tài: ThS PHAN TRUNG KIÊN c họ Thành viên tham gia: ThS TRƯƠNG TIẾN PHÁT Hải Phòng, tháng 6/2016 [Type text] [Type text] [Type text] MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu, kết cấu cơng trình nghiên cứu Kết đạt đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ỐNG TÀU THỦY 1.1 Các hệ thống đường ống tàu thủy ề Đ 1.1.1 Các hệ thống ống buồng máy gh in tà 1.1.2 Các trang thiết bị đường ống 14 1.2 Thiết kế hệ thống đường ống tàu thủy 14 n iê u 1.2.1 Bản vẽ thiết kế hệ thống đường ống 14 oa kh 1.2.2 Các tài liệu cần sưu tập trước thiết kế hệ thống 15 1.2.3 Các bước thực 15 họ c 1.2.4 Các công việc liên quan sau thiết kế hệ thống đường ống 19 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VBA 21 2.1 Giới thiệu VBA Autocad 21 2.2 Giới thiệu VBA Excel 21 2.3 Một số khái niệm cú pháp lập trình 21 2.3.1 Cấu trúc chọn lựa IF : 21 2.3.2 Cấu trúc DO WHILE LOOP : 22 2.3.3 Cấu trúc FOR … NEXT 22 2.3.4 Hàm Str (Number) 23 [Type text] [Type text] i [Type text] [Type text] [Type text] 2.3.5 Hàm Chr(CharCode) 23 2.3.6 Hàm Len (String) 23 2.3.7 Hàm Ltrim (String) 23 2.3.8 Hàm Rtrim (String) 23 2.3.9 Hàm Trim (String) 23 2.3.10 Hàm Left (String,n) 23 2.3.11 Hàm Right (String,n) 23 2.3.12 Hàm MID (String, Start, [Length]) 23 2.3.13 Hàm Space (Number) 24 ề Đ 2.3.14 Hàm String (Number, Character) 24 tà gh in 2.3.15 Hàm InStr (Start, String1, String2, Compare)[/b] 24 n iê 2.3.16 Hàm Ucase (String) 24 u 2.3.17 Hàm Lcase (String) 24 oa kh CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH HỆ THỐNG 25 họ 3.1 Các liệu đầu vào vẽ demo 25 c 3.2 Chức chương trình 26 3.3 Tiến hành lập trình kết chương trình 26 3.4 Sơ đồ thuật toán 28 3.5 Giải thích sơ đồ khối 28 3.6 Code lệnh 29 3.7 Hướng dẫn cài đặt ứng dụng, cách sử dụng, tính năng, phạm vi sử dụng 29 3.7.1 Hướng dẫn cài đặt ứng dụng 29 3.7.2 Hướng dẫn sử dụng ứng dụng 29 3.7.3 Phạm vi sử dụng 32 [Type text] [Type text] ii [Type text] [Type text] [Type text] KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 PHỤ LỤC 35 ề Đ n iê gh in tà u oa kh c họ [Type text] [Type text] iii [Type text] [Type text] [Type text] DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1: Bản vẽ sơ hệ thống vận chuyển dầu đốt Hình 2: Bản vẽ chi tiết sơ đồ hệ thống vận chuyển dầu đốt Hình 3: Bảng thống kê tên van Hình 4: Quy viết cách tên van bảng tên Hình 5: Hệ thống làm mát nước Hình 6: Giao diện chương trình với tên nút bấm Hình 7: Giao diện hướng dẫn Hình 8: Sơ đồ khối Hình 9: Form phần mềm ề Đ n iê gh in tà u oa kh c họ [Type text] [Type text] iv [Type text] [Type text] [Type text] DANH SÁCH THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CAD: Computer Aided Design VBA: Visual Basic for Application Trang ề Đ n iê gh in tà u oa kh c họ [Type text] [Type text] v [Type text] [Type text] [Type text] MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, công nghệ phần mềm, kỹ sư thiết kế ngày hỗ trợ phần mềm Công việc thiết kế tự động hóa hồn tồn phần Trên thị trường xuất nhiều phần mềm chuyên dụng hỗ trợ cho thiết kế cho ngành đóng tàu, xây dựng tảng có sẵn phát triển độc lập với nhiều tính khác nhau, phục vụ cho việc thiết kế cơng nghệ với nhiều tính ưu việt, tính tự động hóa cao, hầu hết công đoạn thiết kế, quản lý vật tư vật liệu tích hợp phần mềm Hiện nhà mày đóng tàu lớn giới áp dụng công nghệ ề Đ đại tiên tiến vào q trình thiết kế đóng tàu, đặc biệt đóng tàu Ở in tà Việt Nam nhà máy đóng tàu bắt đầu tiếp cận với cơng nghệ gh vịng năm trở lại Để đáp ứng bắt kịp phát triển cơng nghệ đóng n iê tự động hóa thiết kế có bước đột phá lớn u Trong công đoạn q trình thiết kế cơng nghệ ống việc quản lý thiết bị kh đường ống trình thiết kế nguyên lý thiết kế công nghệ quan oa trọng, tính chất cơng việc tỉ mỉ, chiếm nhiều thời gian địi hỏi tính xác cao họ Việc thực công đoạn cách thủ công dễ xảy nhầm lẫn, dẫn đến lãng c phí tiền bạc thời gian, ảnh hưởng đến tiến độ chung dự án Vì việc: “Nghiên cứu xây dựng chương trình tự động hóa quản lý thiết bị thiết kế hệ thống ống tàu thủy” vấn đề cần thiết Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việc áp dụng tự động hóa thiết kế đóng tàu chia làm xu hướng Mua, sử dụng phần mềm chuyên dụng có sẵn thị trường Tự phát triển phần mềm, xây dựng chương trình ứng dụng thiết kế phù hợp với qui trình cách thức hoạt động sở sản xuất  Một số phần mềm tự động hóa chuyên dùng thiết kế tàu có thị trường [Type text] [Type text] Trang [Type text] [Type text] [Type text] Trong ngành đóng tàu có nhiều phần mềm chuyên ngành Một số phần mềm tiếng ngành đóng tàu:  Aveva Marine (Aveva Marine tổ hợp phần mềm dạng CAD/CAE/CAM AVEVA Group, Vương Quốc Anh Tổ hợp phần mềm hỗ trợ tất khâu tồn vịng đời tàu, từ ý tưởng tới thiết kế, đóng, bảo dưỡng, sửa chữa, hoán cải, lúc tàu hết hạn sử dụng  AVEVA MARINE đánh giá tổ hợp phần mềm mạnh nhóm phần mềm chuyên dùng cho thiết kế đóng tàu  Nupas Cadmatic (Nupas-Cadmatic sản phẩm phần mềm dạng CAD/CAE/CAM NCG, Hà Lan Elomatic Group, Scandinavia  Ship Constructor (ShipConstructor sản phẩm phần mềm ề Đ CAD/CAE/CAM ShipConstructor Software Inc Canada Lấy phần mềm diện việc thiết kế tàu gh Mastership (Mastership sản phẩm phần mềm dạng CAD/CAM n iê  in tà AutoCAD hãng AutoDesk làm hoạt động, ShipConstructor hỗ trợ toàn MasterShip Software BV, Hà Lan Là phần mềm hỗ trợ cho kiến trúc sư hàng hải u kỹ sư kết cấu tàu hai công đoạn thiết kế vỏ chế tạo chi tiết kết cấu (không kh oa hỗ trợ phần Máy tàu).Về thực chất giống ShipConstructor, MasterShip họ ứng dụng chạy phần mềm AutoCAD hãng Autodesk, việc c tương thích linh hoạt trao đổi thông tin kế thừa từ AutoCAD  Một số hạn chế áp dụng phần mềm tự động hóa chuyên dùng thiết kế tàu: Bên cạnh khả xử lý giải khối lượng công việc lớn, khối lượng liệu thông tin cần trao đổi phong phú, mang lại tiện ích phần mềm tự động hóa chun dùng thiết kế tàu có số hạn chế sau: Giá thành phần mềm cao: địi hỏi cơng ty nhà máy muốn sở hữu phần mềm phải đầu tư khoản tiền không nhỏ Điều khó thực với đa số nhà máy, cơng ty thiết kế Nhân lực sử dụng phần mềm có kinh nghiệm chuyên môn tốt: việc triển khai tận dụng hết cơng dụng tính phần mềm đòi hỏi đội ngũ [Type text] [Type text] Trang [Type text] [Type text] [Type text] nhân lực có chun mơn tốt, đồng kết hợp khai thác tốt phần mềm Tốn nhiều thời gian đào tạo làm chủ phần mềm: Các phần mềm thường có nhiều modul tích hợp liên kết chặt với nhau, nên đòi hỏi người thiết kế phận phải có kiến thức tổng thể trình thiết kế (ví dụ thiết kế máy phải hiểu kết cấu thiết kế phần vỏ tàu) phối hợp sử dụng chung phần mềm Do tốn nhiều thời gian đào tạo đội ngũ nhân lực sử dụng phần mềm Cách thức quản lý thiết kế chưa phù hợp: Tại sở thiết kế khác nhau, qui trình triển khai cơng nghệ khác triển khai sử dụng ứng dụng phần mềm phải thay đổi phần toàn cách tổ chức phận hệ thống, nhân sự, quản lý, điều phần gây trở ngại ề Đ việc sử dụng khai thác hiệu phần mềm chuyên chuyên dụng tà in Do xu hướng công ty thiết kế tàu tự xây dựng phát triển phần mềm iê gh hay chương trình tự động hóa thiết kế phù hợp với qui trình làm việc n cơng ty góp phần bước tiến hành tự động hóa thiết với chi phí nhỏ nhiều so với việc mua phần mềm chuyên dụng sẵn có u oa kh Các sở sản xuất hồn tồn chủ động mức độ tự động hóa, quy mơ họ tự động hóa phần hay tồn q trình thiết kế tùy thuộc vào đặc trưng cơng c việc cụ thể đảm bảo cho sản phẩm đầu trình thiết kế Tại phận khác triển khai áp dụng chương trình tự động hóa khác phù hợp với cơng việc cụ thể, đảm bảo tính linh hoạt Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ▪ Nghiên cứu quy thiết kế hệ thống đường ống tàu thủy ▪ Trên sở nghiên cứu lựa chọn, tiến hành xây dựng chương trình tự động hóa thống kê, quản lý thiết bị đường ống, phục vụ cho q trình thiết kế chuẩn bị thi cơng đường ống Do thời gian khả thực có hạn; đề tài tập trung đề cập nghiên cứu đối tượng sau: [Type text] [Type text] Trang [Type text] [Type text] [Type text] Nghiên cứu công nghệ VBA Automation để trao đổi liệu MS Excel AutoCAD Xây dựng chương trình tự động hóa ứng dụng Autocad MS Excel thống kê, kiểm soát van, ống trang bị đường ống thiết kế hệ thống ống tàu thủy Phương pháp nghiên cứu, kết cấu cơng trình nghiên cứu Trong đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu là: ▪ Thống kê, phân tích số liệu ▪ Phân tích, so sánh, phân loại ▪ Xây dựng thử nghiệm chương trình ề Đ Kết đạt đề tài Ứng dụng Autocad Excel tự động hóa thiết kế  Định hướng khả mở rộng bổ xung tính mới, cơng cụ iê gh in tà  n tiện ích cho Autocad Excel ngơn ngữ lập trình VBA Chương trình hồn thiện áp dụng vào thực tế sản xuất công u oa kh ty thiết kế tàu thủy  c họ [Type text] [Type text] Trang [Type text] [Type text] [Type text] CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VBA 2.1 Giới thiệu VBA Autocad VBA viết tắt Visual Basic Application Cũng Object Arx VBA mơi trường lập trình hướng đối tượng sử dụng ngơn ngữ VB Ưu điểm VBA Sử dụng VB, ngôn ngữ lập trình tương đối thơng dụng dễ học Ưu điểm: VBA nằm CAD nên tốc độ chạy tương đối nhanh Dễ dàng việc tạo giao diện (hộp thoại, menu) Tương tác với ứng dụng khác sở liệu khác Cho phép ta ghi Project file riêng tích hợp vào vẽ Tạo điều ề Đ kiện để phát triển ứng dụng cách mềm dẻo việc chia liệu in tà ứng dụng khác môi trường Window n iê Basic gh Nhược điểm: Người dùng cần phải có kiển thức lập trình Visual u Cú pháp chương trình thường dài dịng, chiếm nhiều thời gian soạn thảo oa kh 2.2 Giới thiệu VBA Excel c họ Tương tự Autocad, Microsoft hỗ trợ ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications (gọi tắt VBA) tích hợp Excel (cùng với phần mềm khác gói Office) Là ngơn ngữ lập trình Visual Basic (VB) phát triển ứng dụng, VBA giúp Excel có khả tuỳ biến cao, vượt khỏi giới hạn bảng tính thơng thường Sử dụng VBA với cơng cụ sẵn có phần mềm Excel giúp giải nhiều tốn phức tạp với khả tự động hóa cao, hiệu tương đương với phần mềm chuyên dụng 2.3 Một số khái niệm cú pháp lập trình 2.3.1 Cấu trúc chọn lựa IF : IF < Biểu thức Logic điều kiện> THEN ‘Khi điều kiện [Type text] [Type text] Trang 21 [Type text] [Type text] [Type text] ‘Nội dụng câu lệnh cần thực ELSE ‘Khi điều kiện sai ‘Nội dung câu lệnh cần thực END IF - Trong câu lệnh khơng thiết phải sử dụng ELSE, bỏ qua tùy vào mục đích 2.3.2 Cấu trúc DO WHILE LOOP : DO WHILE ‘Các câu lệnh muốn thực thi biểu thức điều kiện Đ ề LOOP ‘Quay DO WHILE để kiểm tra biểu thức điều kiện tà gh in - Khi VBA thực vòng lặp này, kiểm tra biểu thức điều kiện iê Nếu Sai, dừng lại vòng lặp thực câu lệnh cịn n thực lệnh bên Vậy cấu trúc DO WHILE… LOOP thực câu oa kh 2.3.3 Cấu trúc FOR … NEXT u lệnh bên điều kiện họ c FOR TO [STEP khoảng tăng] ‘ Phần lệnh thực thi biến chưa đạt giá trị cuối NEXT Biến (Phần Step có khơng, VBA ngầm hiểu +1) Cấu trúc lặp với số lần biết trước, lặp từ Giá trị đầu đến giá trị cuối (giá trị đầu lớn giá trị cuối step Enter [Type text] [Type text] Trang 30 [Type text] [Type text] [Type text] ề Đ n iê gh in tà u oa kh c họ Bước 6: Ấn nút “Thoát” để thoát khỏi chương trình xuất file excel liệu thu thập Ấn save để lưu lại [Type text] [Type text] Trang 31 [Type text] [Type text] [Type text] 3.7.3 Phạm vi sử dụng ề Đ 1- Các text vẽ phải định dạng text, không áp dụng cho vẽ in tà có định dạng text Mtext n iê gh 2- Quy cách ghi van vẽ phải “ xV” u + x: số thứ tự van kh + V: ký hiệu van oa 3- Quy cách ghi ống vẽ phải “ x(y)” c họ + x: số thứ tự ống + y: đường kính ống (mm) 4- Kiểm tra van, ống phải lựa chọn vẽ, đánh số thứ tự chuẩn từ đến n [Type text] [Type text] Trang 32 [Type text] [Type text] [Type text] KẾT LUẬN Sự quen thuộc với Autocad người làm công tác thiết kế hiển nhiên khả hỗ trợ tạo vẽ kỹ thuật tuyệt vời tính dễ dung Tuy với địi hỏi ngày cao công việc, Autocad dần phát triển, từ môi trường hỗ trợ tạo vẽ biến thành mơi trường tích hợp mà người dung lấy Autocad làm để xây dựng cho cơng cụ làm việc có khả tuỳ biến cao vượt khỏi giới hạn tạo vẽ thông thường Chúng ta thấy VBA cơng cụ thực thích hợp để phát triển Autocad với lý sau: - Nó tích hợp sẵn Autocad khai thác khả có sẵn Autocad ề Đ - Ngơn ngữ lập trình VB phổ biến tính dễ sử dụng nhiều tài liệu in tà tham khảo, điều hữu ích cho người lập trình VBA gh 3- Vấn đề liên kết (binding) chuyển đổi số liệu Excel AutoCad n iê hay tiện lợi Công việc phù hợp với nghề nghiệp có sử dụng đến u phần mềm ngành kỹ thuật oa kh 4- VBA thực hữu ích với cơng việc có quy mơ khơng lớn họ Việc phát triển ứng dụng phần mềm dựa VBA tảng c AutoCad thực cần thiết tiết kiệm thời gian cho người sử dụng Từ nhu cầu thực tế việc thiết kế, phát triền thêm nhiều ứng dụng tiện ích phục vụ cho thân doanh nghiệp quan [Type text] [Type text] Trang 33 [Type text] [Type text] [Type text] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng: Tự động hóa thiết kế; trường đại học Hàng Hải, 2008 [2] VB & VBA ngơn ngữ lập trình tự động hóa thiết kế môi trường AutoCAD, Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy & Robot – Khoa: Cơ khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [3] Design of Automatic Machinery, Stephen J Derby, Rensselaer Polytechnic Institute Troy, New York, U.S.A [4] Automating Manufacturing Systems with PLCs, Hugh Jack, CopyrigHệ thống (c) 1993-2008 Hugh Jack (jackh@gvsu.edu) [5] Integration and Automation of Manufacturing Systems, CopyrigHệ thống (c) 1993-2008 Hugh Jack (jackh@gvsu.edu) Đ ề [6] Cad/cam theory and applycation, AIT Thailan in tà [7] Engineering Optimization, SINGIRESU S RAO, School of Mechanical gh n iê Engineering, Purdue University,West Lafayette, Indiana u Technology (NIST) [8] Simulation of shipbuilding operations, National Institute of Standards and kh oa [9] Excel Programming, O'Reilly Media, Inc, USA, 2004 họ c [10] The Power of Mind Mapping, Tony Buzan, London [Type text] [Type text] Trang 34 [Type text] [Type text] [Type text] PHỤ LỤC ề Đ n iê gh in tà u oa kh c họ [Type text] [Type text] Trang 35