Tỡnh hỡnh thiết kế cụng nghệở nước ngoài:
Nhỡn chung tại cỏc nước phỏt triển, cụng việc thiết kế từ sơ bộ đến khi hoàn cụng được thực hiện bởi cỏc bộ phận (phõn xưởng) nằm ngay trong cỏc nhà mỏy đúng tàu. Cỏch tổ chức như vậy là rất thuận lợi cho cụng tỏc thi cụng sau này.
Việc gắn liền giữa thiết kế cụng nghệ và thiết kế thi cụng sẽ cú thuận lợi:
- Toàn bộ cỏc đơn vị đều chủ động được cỏc nhiệm vụ của mỡnh từ khi chủ tàu đặt vấn đề và đi đến ký kết hợp đồng
- Cú thể lấy những dữ liệu của thiết kế kỹ thuật dựng cho thiết kế cụng nghệ. - Hoàn toàn chủ động về trỡnh độ cụng nghệ cũng như năng lực mỏy cụng cụ nờn việc triển khai thiết kế cụng nghệ khụng gõy khú khăn cho đội ngũ thi cụng.
- Cú thể tiến hành vừa thiết kế cụng nghệ vừa thi cụng, rỳt ngắn thời gian thi cụng tàu
- Cú thể dựng ngay cỏc chương trỡnh phần mềm của thiết kế cụng nghệ cho cỏc mỏy cụng cụ gia cụng kỹ thuật số.
- Chớnh vỡ cỏc yếu tố trờn nờn tiến độ thi cụng cỏc con tàu lớn (cú khối lượng cụng việc lớn) được triển khai rất nhanh.
Tỡnh hỡnh thiết kế cụng nghệở trong nước:
Hiện tại ở Việt Nam cú khoảng 30 cụng ty thiết kế tàu thủy nhưng chỉ cú một vài cụng ty lớn cú thể thiết kế được tàu cú trọng tải lớn, số cũn lại chủ yếu là thiết kế cỏc loại phương tiện nhỏ hoạt động trong nước là chủ yếu. Tuy số lượng cụng ty thiết kế tàu thuỷ nhiều nhưng cũng chỉ cú rất ớt cụng ty cú khả năng thiết kế cụng nghệ một cỏch cú bài bản. Cỏc nhà mỏy lớn trong nước đều được xõy từ những năm trước giải phúng dưới sự viện trợ trợ giỳp của cỏc nước cú ngành đúng tàu phỏt triển nờn nhỡn chung mụ hỡnh sản xuất của nhà mỏy đều theo nước ngoài. Như vậy thỡ việc thiết kế thi cụng cần phải được bố trớ ngay trong cỏc nhà mỏy thỡ mới phự hợp với thực tế sản xuất của nhà mỏy.
Do phần lớn cỏc nhà mỏy lớn trong nước chưa cú đủ điều kiện về cơ sở vật chất và con người nờn cỏc nhà mỏy chưa thể thành lập ngay được bộ phận thiết kế cụng nghệ của nhà mỏy vỡ vậy vấn đề cụng nghệ chưa được quan tõm thỏa đỏng. Chớnh vỡ vậy, cựng một hồ sơ thiết kế nếu tiến hành đúng tại nhiều nhà mỏy thỡ mỗi nhà mỏy sẽ tổ
chức theo một phương phỏp cụng nghệ riờng hoàn toàn khỏc nhau dẫn đến tỡnh trạng chất lượng khụng đồng đều, tiến độ nhanh chậm cũng khỏc nhau.
Qua quỏ trỡnh nghiờn cứu cụng nghệ đúng tàu và khảo sỏt về thiết kế cụng nghệ trong nước cú thể đi đến kết luận như sau:
- Kinh nghiệm về thiết kế cụng nghệ cỏc tàu cú tải trọng lớn tại cỏc đơn vị thiết kế chưa nhiều.
- Do điều kiện trang thiết bị, trỡnh độ tay nghề của cụng nhõn chưa cao và chưa cú nhiều kinh nghiệm nờn cụng nghệ đúng tàu tại cỏc nhà mỏy lớn chưa hiện đại kể cả về phương phỏp tổ chức thực hiện.
- Cỏc mỏy gia cụng, mỏy cụng cụ đang ở giai đoạn đầu tư chưa hoàn thiện, do vậy việc thiết kế cụng nghệ vẫn chưa phự hợp hoàn toàn. (Vấn đề này sẽ được khắc phục dần dần trong thời gian sắp tới).
- Điều kiện cụng nghệ chưa thực sự thuận lợi vớ dụ: ụ khụ, triền đà, mỏy cụng cụ, chưa cú mụi trường làm cụng nghiệp.
Thiết kế và lựa chọn phần mềm phục vụ thiết kế cụng nghệ.
Để cú được thiết kế cụng nghệ hợp lý, trong quỏ trỡnh thiết kế cần phải lưu ý đến những đặc điểm sau: sơ đồ quỏ trỡnh cụng nghệ, dõy chuyền cụng nghệ, loại hỡnh sản xuất, trỡnh độ tay nghề của cụng nhõn, trang thiết bị cụng nghệ và phương phỏp tổ chức sản xuất ở từng phõn xưởng núi riờng và toàn thể cụng ty núi chung.
Hồ sơ thiết kế cụng nghệ cần phải đảm bảo cỏc cỏc yờu cầu sau:
- Cỏc bản vẽ triển khai trong hồ sơ thiết kế cụng nghệ cần phải đầy đủ chi tiết, chớnh xỏc và đơn giản đối với người thợ khi sử dụng.
- Phải cú cỏc quy trỡnh và trỡnh tự lắp đặt để cỏc tổ sản xuất thực hiện đỳng theo quy trỡnh.
- Để rỳt ngắn thời gian, cỏc thảo đồ hạ liệu cú thể được đưa trực tiếp từ mỏy tớnh của đơn vị thiết kế xuống thẳng cỏc mỏy cụng cụ CNC
Phần mềm thiết kế là một cụng cụ quan trọng và hiệu quả để rỳt ngắn thời gian thiết kế và thi cụng tàu thủy, giảm khối lượng lao động, tăng độ chớnh xỏc của việc đúng tàu. Trờn thế giới cú khỏ nhiều phần mềm thiết kế được cỏc hóng chuyờn nghiệp lập ra, một số nhà mỏy đúng tàu lớn đó cú trang bị riờng cho mỡnh phần mềm thiết kế
cỏc phần mềm sau: Tribol, ShipContructor, autoship, Defcar, Lantek, USG, Nupass – cadmatic .v.v. Ở Việt Nam, một số đơn vị thiết kế đó sử dụng Tribol, ShipContructor Nupass – cadmatic và một vài phần mềm khỏc để triển khai thiết kế cụng nghệ. Phần mềm ỏp dụng để triển khai thiết kế cụng nghệ tàu chở dầu thụ 100.000 DWT là Nupass – cadmatic đó đỏp ứng được cỏc mục tiờu cơ bản sau:
- Tạo được tuyến hỡnh 3D với cỏc trị số tuyến hỡnh chớnh xỏc phục vụ cho phúng dạng, triển khai kết cấu, chia tụn, chia tổng đoạn thi cụng.
- Giảm hẳn khõu phúng dạng - hạ liệu thủ cụng đũi hỏi phải xõy dựng sàn phúng theo tỷ lệ 1/1 chiếm nhiều diện tớch mặt bằng, tốn nhiều nhõn cụng và thời gian của quỏ trỡnh đúng tàu.
- Tận dụng được tối đa thộp tấm nhờ sắp xếp cắt thộp tấm tối ưu, tiết kiệm nguyờn liệu (tỷ lệ phế liệu chỉ cú 3-5%); ấn định trước gúc vỏt mộp hàn cho mỏy cắt CNC; xỏc định chớnh xỏc được bệ khuụn, dưỡng tối ưu trong khụng gian 3D cho phộp thực hiện cỏc cụng việc hàn, lắp thuận tiện và nõng cao chất lượng sản phẩm, giảm được giàn dỏo, nõng cao độ an toàn cho cụng nhõn thi cụng …. - Sử dụng phần mềm và thiết bị uốn, nắn thộp hỡnh bỏn tự động và tự động nõng
độ chớnh xỏc cao trong quỏ trỡnh gia cụng cỏc chi tiết sử dụng thộp hỡnh.
- Cung cấp nhiều thụng tin chi tiết và cần thiết cho quỏ trỡnh cụng nghệ đúng tàu và quản lý sản xuất (cỏc loại thộp tấm với chiều dày khỏc nhau, cỏc loại thộp hỡnh, số lượng que hàn, diện tớch sơn, số lượng và chủng loại sơn …cần cấp cho phõn xưởng để thi cụng một tổng đoạn nào đú).
- Chất lượng ỏp dụng cỏc cụng nghệ hoàn thiện trờn sản phẩm được cỏc cơ quan Đăng kiểm trong và ngoài nước chấp thuận.
- Ngoài việc phục vụ thiết kế cụng nghệ là việc chớnh cũn là một cụng cụ đắc lực phục vụ cả thiết kế kỹ thuật.
- Là phần mềm chuyờn dụng cú thể triển khai được cho nhiều loại tàu. - Cú thể kết hợp với cỏc phần mềm khỏc.
- Giỏ thành, hiệu quả kinh tế tương đối phự hợp với cỏc nhà mỏy lớn. - Thuận tiện trong sử dụng cho cỏc đơn vị nghiờn cứu và thiết kế cụng nghệ
- Khả năng cập nhật (update) cỏc phiờn bản mới, theo kịp sự phỏt triển chung của ngành.
IV.1 NGHIấN CỨU HỒ SƠ THIẾT KẾ CƠ BẢN VÀ DỮ LIỆU ĐẦU VÀO CHO PHẦN MỀM.
Khối lượng hồ sơ thiết kế cơ bản của tàu chở dầu thụ 100.000 DWT là rất lớn, muốn triển khai tốt được thiết kế cụng nghệ cần phải nghiờn cứu kỹ hồ sơ và cả cỏc thiết bị lắp đặt ở trờn tàu. Hồ sơ thiết kế cơ bản là yờu cầu bắt buộc phải tuõn thủ để tàu sau khi đúng xong đỏp ứng được cỏc yờu cầu của chủ tàu và quy phạm. Phần thiết kế cụng nghệ là: cụ thể húa phần thiết kế kỹ thuật và chi tiết húa một số phần khụng cú trong hồ sơ kỹ thuật nhưng rất cần trong sử dụng, vận hành và khai thỏc sau này. Chớnh vỡ vậy cần phải cú sự đầu tư thớch đỏng cho nghiờn cứu hồ sơ trước khi bước vào thiết kế cụng nghệ.
Lựa chọn phương ỏn cụng nghệ và kế hoạch sản xuất đúng vai trũ quyết định đến toàn bộ quỏ trỡnh đúng mới con tàu. Trong khi tiến hành lựa chọn phương ỏn, cỏc bộ phận khỏc phải bắt tay ngay vào việc chuẩn bị cỏc dữ liệu cho đầu vào của phần mềm bao gồm:
- Số liệu đầu vào phục vụ cho phúng dạng vỏ tàu - Cỏc nỳt kết cấu điển hỡnh
- Cỏc chủng loại thộp hỡnh và hỡnh thức kết cấu .v.v..
- Cỏc loại van, ống, cỳt nối, thiết bị boong và trong buồng mỏy .v.v.. - Tiờu chuẩn cỏc loại bớch nối, đầu nối qua vỏch .v.v..
- Chi tiết cỏc thiết bị thuộc phần điện.
- Cỏc tài liệu cú liờn quan đến cơ sở hạ tầng của đơn vị đúng như: kớch thước nhà, xưởng, sức nõng cần cẩu của từng khu vực, nền, múng..v.v.
IV.2 LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC THIẾT BỊ VÀ CỤM CHI TIẾT PHỤC VỤ THIẾT KẾ CễNG NGHỆ
- Phần mềm NUPAS-CADMATIC cú sẵn một thư mục Project gồm cỏc thư mục sau:
- Hullcentre: Thư mục lưu trữ cỏc dữ liệu liờn quan đến hỡnh dỏng vỏ tàu, thư viện liờn quan đến cỏc dữ liờu chuẩn (vật liệu, thộp hỡnh, qui cỏch đầu nẹp, lỗ khoột, mó…)
- Norm: lưu trữ toàn bộ dữ liệu liờn quan đến sản phẩm (vật liệu, thộp hỡnh, qui cỏch nẹp, lỗ khoột, mó…)
- Nestix: Lưu trữ toàn bộ bản vẽ sắp xếp tối ưu cỏc chi tiết kết cấu, đường cắt tụn. Đõy là những thư mục cơ bản nhất, cần thiết nhất trong một dự ỏn, mỗi khi chỳng ta tạo một tổng đoạn hay một phõn đoạn kết cấu mới, chương trỡnh sẽ tự động tạo ra thư mục mới để lưu trữ dữ liệu liờn quan. Khi tạo một dự ỏn mới, toàn bộ dữ liệu trong dự ỏn đó cú sẽ được sao chộp nguyờn văn sang dự ỏn mới.
Quản lý cơ sở dữ liệu:
Manager: Thư viện quản lý: xuất ra danh mục vật tư, quản trị cơ sở dữ liệu cú chức năng sau:
- Tạo lập thư viện: vật liệu, qui cỏch nẹp, mó, lỗ khoột.. - Cỏch thức dỏn nhón, đỏnh dấu cho cỏc chi tiết
- Quản lý toàn bộ việc sao chộp, cắt dỏn, cập nhật, di chuyển dữ liệu.
- Quản lý việc xuất dữ liệu đầu ra của chương trỡnh, cho phộp người dựng định dạng nội dung cỏc bảng tổng hợp mà chương trỡnh xuất ra.
- Quản lý phần định dạng chương trỡnh, quy định về đơn vị, quy cỏch cỏc mẫu biểu, độ chớnh xỏc, màu sắc hiển thị v.v…
- Quản lý thư viện dữ liệu được tạo bởi người dựng để phục vụ cho quỏ trỡnh dựng kết cấu.
- Thụng tin hai chiều với xếp tụn (Nestix): Nhằm cho biết cỏc chi tiết đú đó được xếp ở tấm tụn nào.
- Quản lý thư viện dữ liệu cỏc thiết bị, mỏy múc dựng trong triển khai thiết kế cụng nghệ như:
+ Cỏc mỏy múc và trang thiết bị trong buồng mỏy (mỏy chớnh, mỏy phụ, mỏy nộn khớ, nồi hơi, phõn ly dầu nước .v.v..
+ Mỏy múc và thiết bị boong
+ Thiết bị của hệ thống thụng giú và điều hũa
+ Cỏc van, cỳt nối, bớch nối và đầu ống qua vỏch .v.v.
+ Chi tiết cỏc thiết bị phần điện (bảng điện cỏc loại, mỏng cỏp, ống lút qua vỏch và boong .v.v..)
+ Cỏc loại đầu nối ống qua vỏch và boong.
- Tự động chỉnh sửa lại cỏc chi tiết kết cấu do thay đổi lại tuyến hỡnh.
Thư viện cho dưới dạng bảng, phõn thành cỏc nhúm chủ yếu như:
+ Tụn tấm: người dựng định nghĩa chiều dày tụn, chủng loại tụn, v.v …Ngoài ra người dựng cần phải khai bỏo từng khổ tụn và số lượng mỗi khổ theo thực tế, dữ liệu này sẽ phục vụ cho việc sắp xếp tối ưu sau này.
+ Thộp hỡnh: người dựng định nghĩa tờn, kớch thước hỡnh học.. quy cỏch lỗ khoột kớn nước và khụng kớn nước v.v…Cỏc mặt cắt ngang của thộp hỡnh, lỗ khoột cho cơ cấu chui qua được thể hiện trờn cỏc bản vẽ cú đuụi DWG (...DWG). Khi định nghĩa người dựng chỉ cần khai bỏo tờn của bản vẽ đú. Tất cả cỏc file thộp hỡnh đều được lưu vào thư viện trong dự ỏn.
Chương trỡnh cho phộp người dựng định nghĩa sẵn quy cỏch vỏt đầu nẹp, một số dạng vỏt đầu nẹp thụng thường và một số dạng bẻ mộp kết cấu phần mềm sẽ tự động chỉnh sửa.
Sử dụng phần mềm CADMATIC để dựng mụ hỡnh cỏc thiết bị chủ yếu ở trờn tàu, chuyển cỏc mụ hỡnh trờn thành cơ sở dữ liệu phục vụ triển khai thiết kế cụng nghệ. Trong phần bỏo cỏo của đề tài chỉ giới thiệu cỏch để tạo dựng mụ hỡnh 3D mỏy chớnh của tàu. Cỏc thiết bị khỏc cỏch làm tương tự như dựng mụ hỡnh 3D của mỏy chớnh.
Trỡnh tự như sau:
1. Nghiờn cứu cataloge của mỏy chớnh 6S60, xỏc định cỏc thụng số và kớch thước chủ yếu của nỏy chớnh
2. Thiết lập tờn, vị trớ lưu đối tượng
- Lựa chọn cỏc thuộc tớnh cần nhập thụng tin vào đối với mỏy chớnh này (tờn, nhà sản xuất, tiờu chuẩn sử dụng, người vẽ, ngày vẽ.v.v.. cựng cỏc thụng tin khỏc kốm theo catalog)
- Đưa ra phương ỏn chia nhỏ mụ hỡnh mỏy chớnh ra thành cỏc hỡnh khối đơn giản mà phần mềm hỗ trợ ( hỡnh trụ, hộp chữ nhật, …..)
- Lựa chọn địa chỉ lưu file này vào cơ sở dữ liệu
3. Tiến hành mụ hỡnh húa
- Chọn điểm làm gúc tọa độ 0,0,0
- Lập tọa độ cỏc điểm connection của mỏy chớnh, đặt tờn một cỏch nhắn gọn, dễ hiểu nhất
* Ghi Chỳ: Cỏc tọa độ của cỏc đầu nối này khi nhập vào cần đảm bảo chớnh xỏc vỡ điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc nối ống sau này.
- Lập quy cỏch cỏc đầu nối này tại cỏc điểm connection vừa tạo trờn (đường kớnh danh nghĩa, ỏp suất ..vv)
- Trong chương trỡnh cú cỏc cụng cụ hỗ trợ cho người dựng trong việc tạo cỏc hỡnh khối đơn giản. Người dựng chỉ cần chọn vị trớ, tọa độ bắt đầu của hỡnh khối, sau đú nhập cỏc thụng số của hỡnh khối này như chiều sõu,độ cong, đường kớnh...vv như hỡnh dưới
- Xỏc định một hỡnh khối đơn giản nhất vẽ trước để dễ dàng vẽ tiếp cỏc hỡnh khối tiếp theo. Nhập tọa độ và kớch thước của cỏc khối.
- Trong phần mềm cú hỗ trợ việc copy một số đối tượng giống nhau, giảm bớt thời gian thiết kế cụng nghệ
* Ghi Chỳ: Cỏc thụng số về kớch thước của cỏc hỡnh khối nhập vào cần đảm bảo chớnh xỏc vỡ nú ảnh hưởng đến việc bố trớ thiết bị và đường ống sau này.
- Cỏc hỡnh khối khỏc tiếp tục được tiến hành theo cỏch như trờn đến khi hoàn tất
4. Xỏc định tọa độ, quy cỏch lỗ bulụng bệ mỏy và bớch ống.
- Dựa trờn catalog của thiết bị, xỏc định tọa độ cựng quy cỏch cỏc lỗ bulụng trờn thõn thiết bị so với điểm cơ bản.
- Tiến hành khoột lỗ bulụng trờn cỏc tấm đó dựng trong mụ hỡnh
- Yờu cầu nhập tuyệt đối chớnh xỏc cỏc tọa độ này đảm bảo cho việc lắp đặt căn chỉnh sau này.
5. Bằng cỏch làm tương tự để tạo ra cỏc thiết bị khỏc ở dạng 3D phục vụ thiết kế cụng nghệ ở cỏc bước sau.
Mụ hỡnh 3D mỏy phỏt điện trờn tàu
- Cỏc thiết bị khỏc như: bơm, kột ỏp lực, nồi hơi...cũng được tạo dựng mụ hỡnh ở dạng 3D dưới đõy:
IV.3 TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ HẠ LIỆU PHỤC VỤ ĐểNG TÀU 100.000 DWT THEO PHƯƠNG ÁN MODUN.
IV.3.1 PHểNG DẠNG TÀU 100.000 DWT TRấN MÁY VI TÍNH
Hiện nay, chỉ cú một số nhà mỏy lớn ỏp dụng phần mềm để phúng dạng như: Hạ