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项目组研发了我国船舶行业自主设计软件 SPD，打破了国外设计软件对我国造业设计的垄断地位。 为船体、轮机、电气、舾装等专业人员开展相关设计提供船体模型依据，实现多 个行业协同设计，大幅提高船舶设计建造效率，缩短建造周期。 1 SPD 模型船体构件输出关键要素抽取。 2 平面分段结构模型数据格式分析 3 大尺寸复杂平面分段结构三维模型重构方法 SPD 设计软件输出的平面分段 XML 文件记录的主要是中组件下面所有零件 的信息，这个文件是无法直接用于添加焊接工艺信息以及生成焊接轨迹的，因此 能否将此文件包含的数据信息有效传递给机器人设备也是至关重要的一步。设备 自带软件是能够生成平面分段焊接轨迹的，并对每一个焊接轨迹赋予焊接工艺参 数，对 SPD 软件生成的 XML 三维模型数据进行实体建模是一种建模方法，这种 建模方法在制造业也有过一些实际应用，但在船舶行业本次实现的船体平面分段 XML 三维模型建模重构实体三维模型尚属首次，另外能够实现国产的自主设计 软件与平面分段焊接机器人设备的数据交互，并最终应用到实际生产中。

本项目基于国产行业自主可控软件 SPD 船舶产品设计软，开展了 SPD 船体 设计模型的数字赋能研究，解决了 SPD 船体结构模型的数据驱动机器人焊接成 套关键共性技术难题，实现大尺寸复杂平面分段多机器人焊接智能装备的数字赋 能。 （ 1）基于 SPD 船体结构节点元素的平面图元重构三维模型 针对中船集团确定的国产行业软件船舶产品设计SPD软件，提出了基于SPD 船体结构模型的自主可控数字赋能新模式，研究基于复杂构件节点元素的 OpenGL 平面图元构造三维实体的新方法，解决了数据驱动高端装备的三维模型 数据源，从船体结构模型设计端到数据驱动生产装备端的跨越式发展。 （ 2）船体结构节点元素提取及三维模型焊缝构建 针对 SPD 重构的三维模型船体结构不能有效识别结构焊缝曲线及结构焊缝 参数，提出了基于船体结构节点元素特征的高效识别方法，研究了采用复合递归 算法获取复杂船体结构的三维空间焊缝特征线框，拟合空间三维结构交线构建三 维模型焊缝曲线，形成平面分段船体结构的空间焊缝参数，为实施数据驱动多机 器人焊接提供了焊缝参数数据

本项目研究成果基于国产行业自主可控软件 SPD 船舶产品设计软件，行 业内率先开展了 SPD 船体结构模型的自主可控数字赋能新模式实施，有效推动 了国产自主可控软件在高端装备产业协同发展，形成良性快速的产业发展局面， 对基于国产自主可控软件 SPD 的数字赋能产业发展具有良好带动和示范作用。 本项目通过开展大尺寸复杂平面分段结构焊缝的数字赋能船舶平面分段 机器人焊接装备研究，保障了国家重大工程深中通道沉管高质量高效率建造，并 在我国首艘钻采船、公务船、大型民用船舶建造中推广应用，保障了国家重要工 程产品高质量建造，填补了国防装备数字化焊接生产的多项技术空白。 本项目立足于船舶工业国产自主可控 SPD 软件，针对大型船体建造过程中 亟需数字化生产的高端装备，开展了大尺寸复杂平面分段多机器人数字化生产装 备的数字赋能研究，解决了数据驱动大尺寸复杂平面分段机器人焊接的基础工艺 成套关键技术，达到了船舶行业国际领先水平，在国内船舶行业处于领先地位。 本项目研究成果已成功应用于世界超级沉隧工程、大型水面船舶建造、公务船的平面分段结构建造过程，取得了显著的经济效益和社会效益，具有良好的应用前景。

研究团队由合国内高端装备研发企业 （DIG）、高端装备研发院所（中船 11 所）、行业软件开发公司（上海东欣软件工程有限公司）、高校（江苏科技大学）的数余名专家组成。 研究团队开展了基于 SPD 船体模型的大尺寸复杂平面分段高端焊接装备数字赋能的成套关键技术研究，实现了三维模型数据驱动船舶平面分段机器人焊接生产，推动了我国船舶工业自主可控软件功能完善，促进了船舶工业软件的自主可控性能提升。 本项目在技术研发、装备研制和推广应用过程中，获得授权发明专利 5 件、 授权实用新型专利 8 件、受理发明专利 20 件、发表论文 3 篇、主编团体标准 1 项、编制企业标准 1 项、制定企业技术秘密 2 项。

项目成果主要在中船黄埔文冲船舶有限公司进行产业化应用，项目实施以来，近 3 年实现本项目研究成果占比产值达 2.36 亿元，利润约 3389 万元，节支约 1552万，为公司带来显著的经济效益。同时相关技术成果也推广应用到北京火箭装备公司建造的航天某火箭发动机喷管，以及武汉曼众精工机械有限公司单位建造的汽车底盘管件等产品，累计新增销售额超 9953.54 万元，新增利润 134.62 万元，机器人智能焊接技术与装备直接销售合同超过 1 亿元。

本项目显著的研究成果，有效地助力了国产自主可控 SPD 软件从设计端到数据驱动装备端的跨越式发展，填补了国防装备数字化焊接生产的多项技术空白，推动了船舶行业的数字化转型进，促进了国产行业软件自主可控、智能装备研发方面的产学研深度融合，保障了国家重要工程产品高质量建造。

本项目以船舶工业国产自主可控软件 SPD 船舶产品设计为平台，开展船舶行业高端制造装备的数字赋能研究，解决了船体三维模型数据驱动多机器人焊接生产的关键共性基础技术，形成了应用于大型船体建造的大量主要技术指标，为该成果的重要转化方向。