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项目组基于国产完全自主可控 SPD 的 XML 船体模型数据文件，重构平面分段数据 驱动三维模型，因缺少平面分段结构焊缝数据，无法直接使用。需要拟合空间船 体平面分段零件的三维结构交线，构建出三维模型焊缝曲线，为数据驱动智能装 备自动化焊接生产提供焊接对象参数。 包括复杂船体结构多节点元素特征的识别： 可以快速的将 XML 船体模型数据文件内的数据进行模型重构，可以快速得 到一个船体结构模型。复杂的船体结构大概包含 300~600 个船体零件，每个船体 零件都是重构后的实体船体零件。由于船体零件较多，需要通过算法和船体零件 结构属性，进行一个快速分类的计算。 基于船体结构的三维模型焊缝曲线构建： 空间三维结构交线提取递归算法 机械零件的形状往往是由两个以上的基本立体，通过不同的方式组合而形成。 组合时会产生两立体相交的情况，两立体结构相交会型材一个相交面，这个相交 面的边缘线框称为交线，它属于画法几何研究的范畴。 复杂船体结构空间焊缝曲线构建

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。其主要技术点如下： （1）基于 SPD 船体结构节点元素的平面图元重构三维模型 （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。