nội địa hóa công nghệ thiết kế thi công hệ thống điện chính trên tàu biển có trọng tải lớn theo hướng số hóa áp dụng cụ thể cho tàu hàng 11.000 dwt

1
SỞ KHOA HOC CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ MỚI



BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN

NỘI ĐỊA HÓA CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ THI CÔNG
HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH TRÊN TÀU BIỂN
CÓ TRỌNG TẢI LỚN
THEO HƯỚNG SỐ HÓA
ÁP DỤNG CỤ THỂ CHO TÀU HÀNG 11.000DWT




Chủ nhiệm dự án: KS. TRẦN ĐÌNH ĐỨC
KS. NGUYỄN QUANG HUY








TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 02 NĂM 2010

2

MỤC LỤC

N
ội dung
Trang

M
ở đầu
3

Danh sách nhóm nghiên c
ứu thực hiện dự án

4

Chương I : Tổng quan tình hình phát triển của ngành Công nghiệp tàu thủy và
nhu cầu nghiên cứu nội đòa hóa thiết kế thi công tàu biển
5
Chương II : Nội dung thiết kế thi công hệ thống điện chính trên
tàu biển có
trọng tải lớn theo hướng số hóa
9
Chương III : Giới thiệu phần mềm ứng dụng UGS
-
NX

11

Chương IV : Trình tự và nội dung thiết kế thi công “ hệ thống điện chính trên
tàu 11.000DWT” áp dụng phần mềm UGS-NX5

13
Chương V : Phần tính toán hiệu quả của d
ự án

39

Ch
ương VI :
Tổng kết, kiến nghò và đề xuất

43

Tài liệu tham khảo

45

Phu lục

46








CARGO VESSEL -SSIC

3

MỞ ĐẦU

iện nay trong giai đoạn phát triển và hội nhập, ngành CÔNG NGHIỆP
TÀU THỦY nước ta đang trên đà phát triển. Từ một nước chỉ đóng
được các tàu có trọng tải nhỏ, đơn giản phục vụ cho nhu cầu trong
nước, những năm gầm đây đã vươn lên đóng thành công những con tàu hiện đại, trọng
tải lớn, hiện đại phục vụ nhu cầu xuất khẩu.
Đi cùng với Công nghiệp Đóng tàu ngành thiết kế cũng từng bước phát triển
mạnh mẽ, để tạo sự đột phá trong thiết kế công nghệ thi công, được sự hỗ trợ của Sở
khoa học công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh và các Sở ngành liên quan, chúng tôi đã
thực hiện dự án khoa học ứng dụng “Nội đòa hóa thiết kế công nghệ thi công các
tàu có trọng tải lớn”. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện thành công hai phần lớn đó là
phần kết cấu, vỏ, phần thiết bò, ống và được áp dụng cho các tàu đóng tại khu vực
Thành phố Hồ Chí Minh, đã cho thấy hiệu quả một cách rõ rệt. Nay nhóm nghiên cứu
tiếp tục triển khai phần tiếp theo trong tổng thể đóng một con tàu đó là phần “ Thiết
kế công nghệ thi công hệ thống điện chính trên tàu có trọng tải lớn”, cho các loại
tàu hàng khô có trọng tải trên 5.000DWT, được ứng dụng trong các tàu đóng tại thành
phố Hồ Chí Minh và trên cơ sở dữ liệu đó nhóm nghiên cứu thiết kế cũng đã ứng
dụng phần thiết kế công nghệ phần điện theo hướng số hóa cho các tàu hàng khô tổng
hợp 2 boong trọng tải 11.000DWT đóng tại CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY
SÀI GÒN.
Trong phần báo cáo thẩm đònh giai đoạn một nhóm nghiên cứu đã báo cáo về
phần hồ sơ thiết kế công nghệ cho tàu có trọng tải 6.500DWT có ký hiệu thiết kế H-
217 do tập đoàn Kitada Nhật bản thiết kế, phần thi công thực tế trên tàu Xí nghiệp
Đóng tàu Sài Gòn thuộc Công ty Công nghiệp Tàu thủy Sài Gòn, đã thi công được
một phần trên sản phẩm đó; nhưng do tình hình suy thoái kinh tế toàn cầu Chủ tàu H-
217 khó khăn về kinh tế do đó tạm thời ngưng thi công, chưa hoàn thiện tàu được. Để
có sản phẩm mẫu cho nhóm nghiên cứu thiết kế chuyển giao công nghệ, báo cáo tổng
kết dự án trên sản phẩm hoàn thiện, nhóm nghiên cứu thiết kế xin phép các cơ quan
cấp trên thực hiện trên sản phẩm mẫu là tàu hàng khô tổng hợp 2 boong có trọng tải

11.000DWT có kí hiệu thiết kế SSIC-11;12 do tập đoàn AZ thiết kế và cơ quan Đăng
kiểm NK giám sát, phân cấp. Tàu hàng 11.000DWT có ký hiệu thiết kế SSIC-11;12
và tàu hàng 6.500DWT có ký hiệu thiết kế H-217 về cơ bản là giống nhau, do đó
trong quá trình thiết kế thi công nhóm thiết kế đã sử dụng được toàn bộ cơ sở dữ liệu
của tàu H-217 như phần thư viện, máng cáp, các thiết bò máy và thông tin nghi khí
hàng hải.
Được sự chấp thuận của SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH,
nhóm nghiên cứu xin báo cáo tổng kết dự án với sản phẩm mẫu là tàu SSIC-11



H

4

DANH SÁCH NHÓM NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN DỰ ÁN
“NỘI ĐỊA HOÁ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH
TRÊN TÀU BIỂN CÓ TRỌNG TẢI LỚN THEO HƯỚNG SỐ HÓA.
ÁP DỤNG CỤ THỂ CHO TÀU HÀNG 11.000DWT”

Chủ nhiệm đề tài : TRẦN ĐÌNH ĐỨC
Học vò : Kỹ sư Ngành chuyên môn : Điện tàu thủy
Đòa chỉ : 82A/17 đường Phan Văn Hân – Phường 17 – Quận Bình Thạnh – TP Hồ Chí
Minh
Điện thoại 08 -35120588; Mobil 0919 605 307
Đồng chủ nhiệm : NGUYỄN QUANG HUY
Học vò : Kỹ sư Ngành chuyên môn : Điện tử
Đòa chỉ : 244 đường Điện Biên Phủ- Quận 3 – TP Hồ Chí Minh
Điện thoại 08 – 39326710
Những người thực hiện chính :

1. Trần Đình Đức Kỹ sư điện tàu thủy
2. Nguyễn Quang Huy Kỹ sư điện tử
3. Nguyễn Mác Kỹ sư máy tàu thủy
4. Vũ Hoàng Hải Kỹ sư điện tàu thủy
5. Mai Chí Bềnh Kỹ sư điện, điện tử tự động
6. Nguyễn Hồng Phương Kỹ sư máy tàu thủy
7. Lương Anh Tuấn Kỹ sư điện tàu thủy
8. Đoàn Ngọc nh Kỹ sư điện tàu thủy
9. Nguyễn Phú Văn Kỹ sư điện công nghiệp
10. Trần Thò Thúy Hằng Kỹ sư máy xếp dỡ
11. Nguyễn Duy Kỹ sư điện tàu thủy
12. Trần Xuân Nhò Kỹ sư cơ khí động lực
13. Nguyễn Văn Hiển Kỹ sư máy tàu thủy
14. Phan Văn Tài Kỹ sư cơ khí chế tạo máy
15. Bùi Ngọc Thu Kỹ sư đóng tàu
16. Phan T. Hồng Ngọc Kỹ sư điện tàu thủy
17. Nguyễn Văn Được Kỹ sư máy tàu
18. Hồ Thanh Hải Kỹ sư cơ khí
19. Nguyễn Cẩm Sơn Kỹ sư đóng tàu
20. Nguyễn Văn Việt Kỹ sư tự động hóa
21. Trần Ngọc Bình Kỹ sư đóng tàu
22. Lại Thò Tuyết Mai CĐ TC – KT
23. Nguyễn Thò Hiệp TC KT

5

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP TÀU
THỦY VIỆT NAM VÀ NHU CẦU CẤP THIẾT PHẢI NGHIÊN CỨU ỨNG

DỤNG KỸ THUẬT SỐ HOÁ TRONG THIẾT KẾ THI CÔNG TÀU THỦY
1. Tình hình phát triển
Cùng với sự phát triển đổi mới và hội nhập của đất nước, các ngành công nghiệp
đặc biệt là công nghiệp đóng tàu trong những năm gần đây đã có những bước phát
triển mạnh mẽ, đã vươn lên một trong những nước đóng tàu lớn có uy tín trên thế giới
Từ chỗ ngành công nghiệp đóng tàu chỉ có thể đóng được những con tàu trọng tải
nhỏ 2.000DWT, 4.000DWT phục vụ vận tải trong nước, ngày nay chúng ta đã đóng
thành công các tàu 12.000DWT, 53.000 DWT phục vụ xuất khẩu sang nước ngoài và
đang đóng các tàu có trọng tải đến 100.000DWT phục vụ cho ngành dầu khí.
Hiện tại ngành đóng tàu không chỉ phát triển ở các khu vực truyền thống như
Hải Phòng, Quảng Ninh, Sài Gòn… mà còn vươn xa hơn kể cả những vùng như Nghệ
An, Hà Tónh, Quảng Bình, Quãng Ngãi, Hậu Giang , Cà Mau … những vùng sông nước
đồng bằng sông Cửu Long nơi có tiềm năng to lớn
Tại thành phố Hồ Chí Minh và khu vực đồng bằng sông Cửu Long, hàng loạt nhà
máy đóng tàu được mở rộng và xây dựng mới đủ khả năng đóng những con tàu có
trọng tải lớn và tiêu chuẩn cao, hiện tại đã và đang đóng loạt tàu có trọng tải
6500DWT-6.800DWT phục vụ vận tải trong nước cũng như xuất khẩu. Hiện tại Cơng
ty Cơng nghiệp tàu thủy Sài Gòn đang đóng các tàu hàng khơ tổng hợp 2 boong trọng tải
11.000DWT xuất khẩu theo đơn đặt hàng của tập đồn KANEMASHU Nhật bản
Chủng loại tàu cũng ngày càng đa dạng, từ chỗ chúng ta hầu hết chỉ thi công
đóng mới các tàu chở hàng nay đã và đang đóng các tàu chuyên dụng như tàu chở
container, tàu khách, tàu hút, tàu công trình và cả tàu chở dầu theo các tiêu chuẩn
Quốc tế.
Các tàu đóng mới ở Việt Nam thỏa mãn các tiêu chuẩn Quốc tế do các cơ quan
đăng kiểm các nước trên thế giới phân cấp như đăng kiểm NK; đăng kiểm GL; đăng
kiểm DNV; đăng kiểm BV…Các tàu sau khi đóng mới được xuất khẩu cho các thò
trường trên thế giới kể cả những thò trường khó tính như vương quốc Anh, Na Uy,
Nhật Bản, Đan Mạch …
Ngành công nghiệp tàu thủy mà cụ thể là ngành đóng tàu Việt Nam ngày càng
khẳng đònh vò thế của mình trên trường Quốc tế, hội nhập mạnh mẽ vào thò trường

chung WTO.
2. Nhu cầu phải nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật số hoá trong thiết kế thi công các
tàu biển có trọng tải lớn

6
Các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam hiện tại đang gặp khó khăn trong việc thi
công hệ thống điện tàu biển, do chưa số hóa phần thiết kế công nghệ thi công hệ
thống điện trên các tàu biển có trọng tải lớn.
Khi chưa được số hóa phần thiết kế công nghệ thi công hệ thống điện chính thì
thông thường việc thi công hệ thống điện phải thi công sau khi các hệ thống thiết bò
khác trên tàu đã lắp ráp tương đối hoàn chỉnh, không tiến hành thi công trên từng
phân tổng đoạn được đặc biệt đối với tàu đầu tiên trong loạt xê - ri tàu, nên sẽ kéo
dài thời gian thi công, không đáp ứng được yêu cầu tiến độ. Nhiều khi phải cắt bỏ thi
công lại do không đảm bảo về va chạm, độ thẩm mỹ dẫn đến hao tốn vật tư và nhân
công
Trên thế giới ở các cường quốc có ngành đóng tàu phát triển thì công việc thiết
kế thi công hệ thống điện chính đã được số hoá hoàn toàn bằng áp dụng thành công
các phần mềm thiết kế. Tuy nhiên việc mua thiết kế công nghệ thi công của nước
ngoài giá cả cao và sẽ không làm chủ được trong lónh vực thiết kế công nghệ. Việc
thiết lập phần mềm phục vụ cho thiết kế thi công phần điện trên tàu biển có trọng tải
lớn thì hiện tại trong nước chưa làm được. Phần thiết kế công nghệ thi công hệ thống
điện chính trên tàu biển có trọng tải lớn là một bộ phận trong toàn bộ phần thiết kế
công nghệ thi công các tàu biển bao gồm các phần vỏ, thiết bò, ống và điện, nhất thiết
phải áp dụng một cách đồng bộ.
3. Những vấn đề đạt được khi số hóa phần thiết kế công nghệ thi công hệ thống
điện chính trên tàu
Khi thực hiện thiết kế công nghệ thi công hệ thống điện chính đồng bộ với các
phần khác trong tổng thể tàu thì sẽ đạt được
Chỉ ra được cụ thể tọa độ theo không gian 3 chiều của tuyến cáp điện, các thiết bò
điện trong toàn bộ hệ thống trang thiết bò tàu ngay trong từng tổng đoạn, từng buồng,

phòng của từng boong, do đó việc thi công có thể tiến hành đồng thời với việc thi
công phần vỏ và các phần khác một cách độc lập không phải chờ thi công lắp ráp
thiết bò. Các phần liên quan sắt hàn thực hiện ngay cùng phần vỏ để đảm bảo việc
sơn, trang trí.
Tránh được sự va chạm, chồng chéo của thiết bò hệ thống điện với nhau và với các
hệ thống thiết bò khác trên tàu.
Cho phép nhìn nhận chính xác về độ thẩm mỹ ngay từ khâu thiết kế thi công nên
có thể điều chỉnh đảm bảo thẩm mỹ ngay từ đó mà không cần thi công xong mới xem
xét chỉnh sữa.
Cho phép truy xuất chính xác các vật tư chính để phục vụ thi công lắp ráp phần
điện theo tuỳ chọn của kỹ thuật viên thiết kế và yêu cầu của công việc giúp cho công
việc quản lý vật tư được tốt hơn.

7
Tóm lại khi được số hóa trong thiết kế công nghệ thi công hệ thống điện chính trên
tàu sẽ rút ngắn được thời gian thi công, đảm bảo được chất lượng, thẩm mỹ, tiết kiệm
được vật tư và nhân công.
4. Tình hình và kết quả nội đòa hóa thiết kế thi công đóng mới tàu biển
Tại thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, ở nước ta nói chung hiện tại chưa áp dụng
thành công phần thiết kế thi công hệ thống điện chính tàu biển có trọng tải lớn theo
hướng số hóa. Trong khi đó nhu cầu đóng các tàu biển phục vụ trong nước và xuất
khẩu ngày càng tăng cao. Tại khu vực phía Nam và đồng bằng sông Cửu Long đang
tiến hành đóng các tàu có trọng tải từ 5.000DWT đến 7.000DWT và đến năm 2010 sẽ
đóng những tàu có trọng tải 30.000DWT. Trước mắt sẽ đóng loạt tàu hàng có trọng
tải 6.500DWT, 11.000DWT theo tiêu chuẩn Quốc tế. Để phục vụ cho việc thi công
hệ thống điện chính trên các tàu có trọng tải lớn cần thiết phải nghiên cứu áp dụng
thành công thiết kế thi công hệ thống điện chính tàu biển có trọng tải lớn theo hướng
số hóa.
Công việc nội đòa hóa thiết kế thi công cụ thể như sau: trong các phần mềm hỗ trợ
thiết kế là các phần mềm viết chung có thể sử dụng rất nhiều lónh vực như cơ khí, tàu

thủy, xây dựng, chưa có những modul cụ thể cho một lónh vực nào cả … Hiện tại một
số đơn vò đóng tàu trong nước đang phải mua phần thiết kế thi công của nước ngoài
với chi phí cao, do đó chúng tôi đã nghiên cứu ứng dụng vào thiết kế thi công các tàu
biển có trọng tải lớn bao gồm phần vỏ, máy-thiết bò và phần điện, phải tạo ra các
modul cho tàu, cũng như căn cứ vào các tiêu chẩn cụ thể của ngành đóng tàu và quy
phạm phân cấp tàu mà thực hiện thiết kế tạo ra sản phẩm cụ thể đó là các bản vẽ thi
công để cho cán bộ công nhân căn cứ vào đó thi công đóng mới tàu, chính việc đó đã
giảm chi phí giá thành thiết kế thi công và tạo điều kiện cho đơn vò thi công dễ dàng
thực hiện hoàn chỉnh các công việc trong đóng tàu. Do việc thiết kế tại đòa phương
nên công việc tiến hành chỉnh sữa cũng như cải tiến trong thi công được cập nhật
thường xuyên một cách thuận lợi và nhanh chóng. Vấn đề nội đòa hóa thiết kế còn
thể hiện, phần mềm này sẽ cho phép thiết kế mới những trang thiết bò điện phù hợp
với tiêu chuẩn phân cấp ví dụ như tuyến máng dẫn cáp điện có các kích thước khác
nhau mà không cần nhập khẩu; phần mềm UGS-NX hoàn toàn cho phép thiết kế
máng dẫn cáp, hộp cáp… trên máy Computer sau đó chuyển file cho máy CNC để chế
tạo các loại thanh máng dẫn cáp, hộp cáp hoàn toàn phù hợp theo thiết kế và quy
phạm … Tương tự như vậy hàng loạt các trang thiết bò khác cũng có thể hoàn toàn
được chế tạo trong nước phục vụ cho công tác nội đòa hóa Công nghiệp đóng tàu.
Trong quá trình thực hiện thiết kế tùy thuộc vào tình hình thực tế trang bò máy
computer mà có thể đồng thời tiến hành trên một máy chủ hoặc tại các máy con cho
từng bộ phận, sau đó sẽ đưa về cùng trên một máy chủ để xử lý va chạm tổng thể.
Hiện ở Trung tâm TVTK Công nghiệp tàu thủy Sài Gòn nghiên cứu thực hiện dự án
trên các máy con cho từng bộ phận, hệ thống sau đó sẽ tiến hành kiểm tra và xử lý va

8
chạm trên một máy tạm coi là máy chủ, do phần quản trò phần mềm và máy chủ có
dung lượng lớn chưa có điều kiện trang bò mua sắm.
Thực tế tại Trung tâm tư vấn thiết kế Công nghiệp Tàu thủy Sài Gòn đã áp dụng
thành công phần mềm và kỹ thuật số hóa một phần thiết kế thi công hệ thống điện
cho các tàu khác có trọng tải 6.500DWT; 6.800DWT; 2.900DWT; 5.190DWT cho các

đơn vò đóng tàu tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Cần Thơ và đã áp
dụng triệt để hoàn toàn cho tàu hàng 6.500DWT Taydo Star và tàu hàng khô tổng hợp
11.000DWT SSIC-11 đóng tại Xí nghiệp Đóng tàu Sài Gòn. Mặc dù hiện tại do khủng
hoảng kinh tế tồn cầu nên ảnh hưởng đến nền kinh tế nói chung, ngành cơng nghiệp tàu
thủy nói riêng do do một số sản phẩm đã được thiết kế thi cơng hồn thiện nhưng sản
phẩm đang thi cơng dở dang do Chủ tàu khó khăn về kinh tế. Nhưng qua các sản phẩm
cụ thể đã thi cơng hồn thiện bao gồm một số tàu như tàu 2.900DWT; 5.190DWT;
6.500DWT và tàu 11.000DWT đã chứng minh được hiệu quả kinh tế, và tính tiện ích
khi áp dụng kỹ thuật số hóa và áp dụng phần mềm thiết kế thi công đóng mới tàu
biển bằng phần mềm thiết kế UGS/NX5.
Tuy nhiên do phần mềm thiết kế UGS/NX5 là một phần mềm đa dụng, việc áp
dụng phần mềm của nhóm nghiên cứu là hoàn toàn mới vừa học vừa làm nên còn
nhiều điều cần phải tiếp tục nghiên cứu áp dụng hoàn thiện. Phần mềm UGS/NX5
được sử dụng dạng hiển thò trên monitor là dạng Solit nên khi áp dụng cho tàu thủy thì
có dung lượng rất lớn đòi hỏi Computer phải có cấu hình và tốc độ xử lý rất lớn, đây
là phần nhược điểm của phần mềm này khi áp dụng cho thiết kế toàn bộ hệ thống tàu
thủy. Qua thực tế tại Trung tâm cho thấy phần mềm UGS/NX5 rất phù hợp với các
thiết kế chế tạo cơ khí với các máy móc và chi tiết nhỏ do có độ chính xác cao, hình
ảnh rỏ nét, liên kết với các phần mềm các máy thực hiện một cách thuận tiện để sử
dụng PLC và CNC …

9
CHƯƠNG II
NỘI DUNG THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH
TRÊN TÀU BIỂN CÓ TRỌNG TẢI LỚN THEO HƯỚNG SỐ HÓA

Việc thiết kế thi công hệ thống điện trên tàu có trọng tải lớn là một phần trong
toàn bộ tổng thể thiết kế thi công đóng mới tàu biển bao gồm phần vỏ, máy, ống thiết
bò, điện, vô tuyến điện và trang trí nội thất, đây là một phần tổng thể hoàn chỉnh để
thi công đóng mới tàu theo công nghệ mới, nội dung toàn bộ công việc bao gồm:
1. Áp dụng phần mềm chuyên ngành (shipdesign) thiết kế phần vỏ tàu, kết cấu
bao gồm từ tuyến hình cho đến các chi tiết cụ thể đưa ra máy CNC chế tạo các chi
tiết, lắp ráp theo phân tổng đoạn
2. Trên mô hình 3D của phần vỏ tiến hành thiết kế thi công phần máy, ống và
thiết bò cho toàn tàu.
3. Cũng trên mô hình 3D tiến hành đồng thời thiết kế thi công phần điện, vô tuyến
điện đồng bộ với phần khác theo các bước sau:
- Căn cứ cơ sở dữ liệu tiến hành xây dựng thư viện cho phần điện (part family
electrical), phần này có thể sử dụng chung cho nhiều phương tiện thiết bò bằng cách
thay đổi thông số của thiết bò phù hợp với thiết bò được lắp ráp
- Căn cứ vào thiết kế kỹ thuật, quy phạm tiến hành lắp ráp các thiết bò, tuyến cáp,
máng cáp cho toàn tàu; Công việc này có thể được nhiều kỹ thuật viên thực hiện trên
nhiều máy cùng đồng thới một lúc, căn cứ vào những yêu cầu và nguyên tắc chung đã
được quy đònh, quy ước.
- Đưa chung về một máy tổng thể phần điện để tiến hành kiểm tra tính hợp lý và

thẩm mỹ toàn bộ hệ thống điện
- Trên cùng một mô hình 3D tổng bao gồm cả máy, ống, thiết bò, nội thất và hệ
thống điện tiến hành kiểm tra chỉnh lý hiệu chỉnh tránh va chạm trên nguyên tắc đã
được quy ước trong toàn đơn vò thiết kế
- Tách riêng phần điện ra khỏi phần tổng thể để tiến hành tạo lập file in (drafting
file)
- Tiến hành tạo bảng tính vật tư thiết bò theo từng phần thiết kế đảm bảo yêu cầu
của sản xuất tại đơn vò thi công
- Soạn thảo quy trình và hướng dẫn thi công ( nếu cần)
- Bàn giao hồ sơ thiết kế cho đơn vò thi công
- Hướng dẫn thi công, giám sát thiết kế, chuyển giao công nghệ thi công cho đơn
vò sản xuất.
4. Hoàn tất hồ sơ thiết kế bàn giao cho đơn vò thi công



10












1

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM, QUY ĐỊNH
MÔ HÌNH 3D

CƠ SỞ DỮ LIỆU
THƯ VIỆN
KT VA CHẠM
BẢN IN
T. HP VẬT TƯ
HIỆU CHỈNH

LẮP RÁP T BỊ

TẠO FILE IN
-
DRAFTING

TẠO CURVE
PHẦN THIẾT BỊ
PHẦN MÁY - ỐNG
QUY TRÌNH
THI CÔNG,
THỬ HT

11

CHƯƠNG III
PHẦN MỀM ỨNG DỤNG UGS/NX-5 :
“THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH TRÊN
TÀU BIỂN CÓ TRỌNG TẢI LỚN
THEO HƯỚNG SỐ HÓA ”
Thiết kế thi công đóng mới tàu biển có nhiều phần mềm được áp dụng, mỗi
phần mềm có ưu nhược điểm riêng biệt, thế mạnh khác nhau; Trong khuôn khổ dự án

này do để tiếp cận một cách liên tục với hai nội dung đã thực hiện là vỏ và máy thiết
bò, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phần mềm UGS-NX5 của Mỹ.
I. Giới thiệu phần mềm UGS - NX
1. Phần mềm UGS - NX là phần mềm xử lý 3D CAD/CAM cho ngành công nghiệp
nói chung và ngành đóng tàu nói riêng. Đây là một phần mềm mở, có thể phục vụ
thiết kế thân tàu bằng ship - design, hệ thống đường ống, hệ thống điện, trang trí nội
thất, sản phẩm công nghiệp…
2. Phần mềm UGS-NX còn được áp dụng trong việc thiết kế các chi tiết cơ khí chính
xác do có độ chính xác cao, độ bóng hình ảnh tốt đảm bảo và có khả năng tương thích
nhiều phần mềm khác để đưa ra các máy CNC và BOC
3. Đây là phần mềm được thiết kế bởi hãng UGS của Mỹ và được cập nhật, cải tiến
mới liên tục phù hợp với thực tế phát triển của ngành công nghiệp - công nghệ thông
tin, kỹ thuật hàng hải …
II. Ưu điểm khi sử dụng phần mềm UGS-NX
1. UGS-NX là phần mềm dựa trên cơ sở dữ liệu chính của khách hàng nên dễ đáp
ứng nhu cầu cụ thể của khách hàng.
2. UGS-NX dễ học, dễ sử dụng các kiến thức câu lệnh cơ bản các công cụ đã được
dựng sẵn theo từng câu lệnh, từ thiết kế đến thi công, từ ý tưởng người thiết kế và tạo
dựng trên không gian 3 chiều.
3. Cập nhật ngay sai sót trong quá trình thiết kế, có thể tạo dựng các chi tiết, trang
thiết bò đặc biệt của nhà máy đưa vào cơ sở dữ liệu
4. Luôn luôn cập nhật và phát triển thường xuyên bởi đội ngũ cán bộ kỹ thuật có
kinh nghiệm trong ngành và luôn lắng nghe ý kiến của bạn để cập nhật kòp thời.
5. Khách hàng cũng sẽ là một lập trình viên thực sự khi thông tin 2 chiều giữa UGS
và khách hàng và giữa các khách hàng với nhau
6. Phần mềm UGS-NX sử dụng trong ngành đóng tàu và hàng không, ô tô … cho
nhiều các nước trên thế giới chủ yếu là Châu u, hiện tại đang phát triển mạng lưới
và duy trì các khách hàng sang Châu Á.

12

II. Tương thích phần mềm UGS-NX
Hiện tại trên thế giới các phần mềm được sử dụng trong thiết kế ngành đóng tàu
rất nhiều, mỗi loại có những ưu điểm nổi trội, ở Việt Nam hiện nay đang sử dụng
nhiều nhất là TriBon, Shipconstructor, Autoship, Nus-pas, UGS-NX…….
Phần mềm UGS-NX có thể xuất ra file tương thích với các phần mềm thiết kế
CAD/CAM có trên thò trường như sau :
Đuôi file xuất ra của NX dạng *.prt, *.jps, *.stp, *.step, *.dxf, *.dwg, *.model,
*.tv, *.vrml, *.png, *.jpeg, *.gif, *.igeg, *.gif, *.tiff, *.bpm, *.step203, *. Step214,
*.txt, *.xls… Tính tương thích giữa chúng được thể hiện ở sơ đồ sau :

TRIBON AUTOSHIP




NX *.dwg, *.dxf NUS-PAS
CAD MATIC)





SHIPCONSTRUCTOR SOLIDEDGE

Đây là đặc điểm nổi bật và là thế mạnh khi ta chuyển đổi cơ sở dữ liệu giữa các
phần mềm thiết kế tàu với nhau. Cũng chính từ đặc điểm này cho phép chúng ta áp
dụng phần mềm UGS-NX vào các lónh vực thiết kế khác.
Phần mềm UGS-NX5 cũng được chuyển xuất qua AUTO CAD và ngược lại đây
cũng là một thế mạnh nổi bật của phần mềm này

13
CHƯƠNG IV
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH
TRÊN TÀU CÓ TRỌNG TẢI 11.000DWT
THEO HƯỚNG SỐ HÓA
Trình tự thiết kế thi công hệ thống điện chính trên tàu biển có trọng tải lớn, hoàn
toàn tuân thủ theo tuần tự thiết kế thi công một tàu biển, trong “Báo cáo dự án giai
đoạn một” đã trình bày và minh họa cụ thể về vấn đề này, sau đây chỉ tóm tắt lại nội
dung chính đã thực hiện và danh mục thiết kế thi công hệ thống điện tàu 11.000DWT
đã bàn giao cho đơn vò sản xuất
I. Thời gian thực hiện
1. Tiến hành thiết kế công nghệ từ 10/2008 đến 6/2009 (sau khi Xây dựng mô hình
3D phần vỏ, thiết bò)
2. Tổ chức hướng dẫn thi công, giám sát thi công ( cả phần vỏ, thiết bò và điện) từ
01/2009 đến 12/2009
3. Nghiệm thu, thử hệ thống thiết bò tàu hoàn chỉnh tháng 01/2010
II. Nội dung thiết kế thi công tàu biển có trọng tải 11.000DWT
1. Xây dựng mô hình 3D phần vỏ, thiết bò: Phần này do bộ phận vỏ, kết cấu thực
hiện, việc xây dụng được áp dụng triệt để UGS-NX5 và kết quả cho mô hình 3D,

phần chi tiết cho máy CNC, phân tổng đoạn và tổng thể tàu một cách hoàn thiện.
2. Lắp ráp thiết bò trên mô hình tổng thể; thiết kế phần đường ống cho toàn thể tàu
trên mô hình 3D; phần này do bộ phận máy và thiết bò thực hiện, áp dụng UGS-NX5
– routing part
3. Tiến hành tạo lập thư viện và tiến hành lắp ráp tuyến máng cáp, tuyến cáp,
thiết bò điện trên toàn bộ tàu trên cơ sở lắp ráp cho từng boong, từng vùng và từng
buồng cụ thể; đối với phần điện áp dụng lắp ráp thiết kế cho từng boong, từng buồng,
từng phòng, phần này được thực hiện bởi từng kỹ thuật viên trên các máy riêng biệt
4. Đưa về tổng thể toàn bộ phần điện một file cùng với phần khác để tiến hành
kiểm tra va chạm, sau đó chỉnh sửa tránh va chạm theo yêu cầu
5. Tách riêng phần điện đã chỉnh sửa ra riêng cho từng boong , từng buồng để tạo
dựng file in; tiến hành in ấn bản vẽ
6. Lập bản tính vật tư thiết bò bằng phần mềm UGS- NX-5; soạn thảo quy trình,
hướng dẫn thi công
7. Bàn giao hồ sơ cho đơn vò thi công; tiến hành chuyển giao công nghệ, hướng
dẫn thi công, kiểm tra và giám sát thiết kế


14
III. Trình tự thực hiện thiết kế thi công phần điện cho tàu 11.000DWT
1. Khối lượng nội dung thực hiện
Nghiên cứu thiết kế công nghệ phần điện theo hướng số hóa “ Thiết kế thi
công hệ thống điện chính cho tàu biển có trọng tải lớn” áp dụng cho tàu 11.000DWT,
bao gồm :
- Bố trí tuyến cáp và thiết bò điện Boong Đáy, Boong Lửng, Boong 2, Boong Lower,
Boong Chính, Boong C, Boong B, Boong A, Boong hàng hải, khu vực mũi và nhà tời
giữa tàu.
- Bố trí thiết bò hàng hải trên cột radar, cột đèn và boong la bàn.
- Các bảng nhật ký kéo cáp điện, dự toán nhân công và vật tư
- Quy trình thi công đóng mới phần điện, qui trình thử tại bến hệ thống và thiết bò

điện; quy trình thử đường dài tàu.
Toàn bộ nội dung trên thực hiện đúng yêu cầu được qui đònh trong hợp đồng
và đảm bảo đủ điều kiện thi công cho tàu 11.000DWT
2. Trình tự thực hiện thiết kế công nghệ
a. Tạo lập thư viện cho phần điện và cơ sở dữ liệu
- Căn cứ vào thiết kế kỹ thuật, yêu cầu của tiêu chuẩn quy phạm, catalogues
trang thiết bò được cung cấp và lắp ráp trên tàu, tiến hành xây dựng thư viện cho
phần điện, thư viện này có thể được sử dụng cho nhiều tàu khác nhau nếu có cùng
tiêu chuẩn quy phạm và cùng trang thiết bò. Đối với phần này hầu hết được sử dụng
phần đã có sẵn trong phần mềm hoặc từ các tàu trước đó mà chúng ta đã tạo lập, tàu
11.000DWT hoàn toàn được sử dụng thư viện của tàu H-217 đã tạo lập trước đó.
- Có thể tóm lại các cách xây dựng tạo lập thư viện như sau:
- Sử dụng thư viện sẵn có trong phần mềm, phần này đã được xây dựng sẵn
theo một số tiêu chuẩn trên thế giới, tuy nhiên phần này phải mua và cập nhật liên
tục thông qua mạng, hiện tại chúng ta chưa trang bò phần này.
- Đối với các thiết bò, máy là từng máy hoặc cụm máy riêng lẻ, có hình dạng
và đặc tính khác nhau bắt buộc chúng ta phải tiến hành vẽ 3D lại các máy cụ thể theo
catalogues mà chúng ta được cung cấp, công việc này có thể thực hiện chung với các
thư viện máy
- Do phần mềm ứng dụng chỉ viết chung cho nhiều lónh vực, các modul phần
điện hiện tại ở Mỹ đã có nhưng do đây là công việc nội đòa hóa nên phần này không
mua trọn bộ mà chúng ta sẽ tự tạo lập các modul này để sử dụng đúng theo lónh vực
chuyên môn cũng như đúng theo yêu cầu của cơ quan đăng kiểm phân cấp.

15
- Đối với các trang thiết bò có hình dạng giống nhau, nhưng kích thước khác
nhau như hộp điện các loại, đóa cáp, cầu cáp, móng ngựa giữ cáp, các loại đèn … cho
phép tạo lập thư viện bằng cách tạo mô hình mẫu, cho các thông số sau đó chạy ra
hàng loạt theo các thông số mà chúng ta đònh sẵn và cũng có thể sửa chữa và thay đổi
kích thước sau này.

Cách tạo lập được thể hiện trong các hình sau đây : Ví dụ tạo đóa đi cáp điện

- Vẽ đóa cáp gốc trên đó đo đạc và lấy thông số như hình dưới, sau đó vào part
family




16

Đặt các thông số vào bảng Worksheet in part Family (như hình ảnh sau)

Cho chạy tạo Creat Famlily cho kết quả bảng sau





17




18
Ta sẽ có được kết quả như mong muốn đã đặt trong các bảng trên, các đóa cáp
này có thể thay đổi lại nhờ công cụ Edit trong Part Family, được đưa vào thư viện
phần điện
Đối với các trang thiết bò mà sau này chúng ta cần tạo các đường dẫn stock như cáp
điện, đường dẫn một loại nào đó chúng ta tạo thư viện theo dạng stock. Khi sử dụng
kéo cáp trên tàu chúng ta chỉ cần chỉ ra các vò trí hoặc tọa độ không gian 3 chiều thì

sẽ có được các đường cáp điện theo đúng ý đồ nhà thiết kế. Tuy nhiên do khối lượng
cáp điện trên tàu rất lớn với số lượng đoạn cáp quá nhiều do đó trước mắt chúng ta
chỉ có thể thực hiện đối với những đường cáp chính có kích thước lớn hoặc các cáp
quan trọng mà không được cắt cáp quá dư hoặc bò thiếu như cáp cho máy phát chính,
cáp chính …
Cách tạo lập thực hiện như sau:
-Vẽ đường Part trên mặt phẳng 2D
- Vào Quatylity part chọn các điểm và đường part
- Save vào File hoặc Folder lưu trong ổ đóa
- Loại đường này chạy trên Stock – Ruoting Electrical …
Hình ảnh cách tạo lập Quatility Part trên Monitor Computer



19

Đối với các thiết bò riêng biệt như bảng điện chính, bảng điện sự cố, các bảng phân
phối điện , đèn chuyên dụng các loại, máng dẫn tuyến cáp, nối hơi, máy phát điện…
Do mỗi tàu sử dụng một loại khác nhau nên ta phải căn cứ vào catalogues thiết bò cụ
thể để vẽ 3D cho thiết bò đó. Tuy nhiên đối với loạt tàu hàng có trọng tải 6.500DWT-
15.000DWT do các đơn vò của Nhật Bản thiết kế thường giống nhau do đó ta vẽ một
lần và có thể sử dụng hoặc chỉ cần sửa chữa nhỏ là sử dụng được. Các thiết bò theo
một block tổ hợp thì thông thường chúng ta sẽ vẽ và kết hợp lại từng tổ hợp, từng cụm
cho tiện sử dụng.
Các trang bò đi kèm theo các máy và thiết bò khác như nồi hơi, máy phân ly, máy nén
khí, máy lọc , máy xử lý nước … cũng như phần thư viện củ phần vỏ, máy, thiết bò,
đường ống đều phải đưa về cùng một cơ sở dữ liệu thì chúng ta mới truy cập và Load
Option cho phần ứng dụng kích hoạt được để tiến hành thực hiện các công việc khác
trên đó.
Sau đây là hình ảnh một số thiết bò riêng biệt và các tổ hợp modul thông dụng trên

tàu trọng tải 11.000DWT mà dự án đã thực hiện





CO VUÔNG
MÁNG DẪN CÁP ĐIỆN M300


20


NGAÕ BA MAÙNG CAÙP

NGAÕ BA MAÙNG CAÙP

HOÄP CAÙP


21

BANG ẹIEN Sệẽ CO

THIET Bề

NQE
-
7700KL

22



MAÙNG DAÃN CAÙP ÑIEÄN
W
300

BAÛNG ÑIEÄN GPS5


23


BÀN ĐIỀU KHIỂN – ENGINE CONTROL
CONSOLE


TỔ HP BÀN VÔ TUYẾN ĐIỆN


24




TỔ HP BÀN ĐIỀU KHIỂN BUỒNG LÁI
BẾP ĐIỆN 2x2000W

25
3. Lắp ráp tuyến dẫn cáp điện, thiết bò điện trên mô hình 3D
Căn cứ vào bản vẽ thiết kế kỹ thuật, các tiêu chuẩn, quy phạm, trên mô hình
3D phần vỏ, tiến hành lắp ráp tuyến dẫn cáp, lắp đặt các thiết bò điện và tiến hành
lắp ráp các đóa cáp, cầu cáp và móng ngựa để giữ cáp. Việc lắp ráp đảm bảo theo như
yêu cầu đã nêu ra trong phần quy trình công nghệ thi công đóng mới phần điện.
Bản vẽ thiết kế kỹ thuật phần điện do AZ Co Ltd cung cấp cho chúng ta thấy
được vò trí thiết bò, hướng của tuyến dẫn cáp chính căn cứ vào đó các kỹ thuật viên
tiến hành lắp ráp máng cáp, thiết bò điện lên từng vách, buồng, phòng cụ thể, thực
hiện đồng thời trên nhiều máy computer cho từng khu vực và bộ phận.
Đối với phần điện để thuận tiện theo như thiết kế kỹ thuật cung cấp, các tài
liệu khác cũng như khi kỹ thuật viên thực hiện công việc, tiến hành theo từng boong,
từng buồng và từng phòng riêng biệt trên các máy khác nhau trên cùng một mô hình
3D. Trong trường hợp file Auto CAD thiết kế kỹ thuật có các đường line cho máng
cáp chính thì cho phép chuyển đổi từ CAD sang 3D -NX ngay trên mô hình mà không
cần phải Add từ thư viện.
Việc lắp ráp các máng cáp điện cũng như toàn bộ trang thiết bò điện trên tàu
được các kỹ thuật viên thiết kế thực hiện trên từng máy riêng lẻ theo theo phần, trong
trường hợp có máy chủ đủ mạnh tiến hành thực hiện trên một file chung tại máy chỉ
và như vậy các kỹ thuật viên có thể thực hiện các công việc tránh trùng lắp va chạm
tạm thời ngay trong khi lắp ráp này.
Các kích thước, quy cách lắp ráp các kỹ thuật viên lắp ráp phải tuân thủ theo
hướng dẫn lắp ráp của tiêu chuẩn hoặc những kích thước và cách bố trí mà trưởng
nhóm đã chỉ ra trong phần quy trình thi công đóng mới phần điện, hiện tại công việc
này Chủ nhiệm đề tài thực hiện và chỉ ra trong quy trình. Do đó tính đồng nhất và mặt
thẫm mỹ trong toàn bộ hệ thống điện tàu sẽ đảm bảo. Tất cả các kỹ thuật viên thiết
kế đều phải thực hiện các công việc theo chỉ đạo và hướng dẫn của trưởng nhóm thiết
kế .
4. Kéo trải cáp điện trên mô hình 3D
Như đã giới thiệu ở trên việc kéo trải cáp điện phần mềm hoàn toàn thực hiện

được, tuy nhiên do khối lượng cáp và số đoạn cáp trên tàu biển có trọng tải lớn là rất
nhiều, do đó hiện tại chúng ta chỉ thực hiện việc kéo trải cáp trên mô hình 3D với
những đường cáp có kích thước lớn, hoặc cáp có yêu cầu kỹ thuật cao, vả lại do chúng
ta thi công theo phân tổng đoạn mà một số đường cáp như cáp động lực không cho
phép cắt nối hoặc hạn chế cắt nối do đó phải kéo liên tục qua nhiều phân tổng đoạn
do đó ta không thực hiện kéo trải trên mô hình 3D
Việc kéo trải trên mô hình 3D được thực hiện bằng Routing Electrical, các cáp
đã có trong thư viện và cáp được kéo theo dạng stock nên cho phép chúng ta truy cập
được chính xác chiều dài cáp điện.