摘要：本文简要介绍计算机技术在我国船舶管路辅助设计应用发展历程、管路辅助设计业务流程、计算机技术企业应用模式和对国内外主流的管路设计软件特点分析。
关键词：管路设计 发展历程 业务流程 应用模式 系统特点分析
自1946年世界第一台计算机诞生以来，计算机软硬件技术的发展突飞猛进，计算机技术在工业化生产过程中的应用也是革命性的，其中船舶工业是最早使用计算机技术进行计算机辅助设计和生产管理应用的工业领域之一。在船舶管路计算机辅助设计应用方面，早在1976年广州造船厂就已经开始了DJS-21计算机上的开发应用，成功开发了<船舶管路设计GCS系统>来进行计算机辅助管路设计。自改革开放以来，我国造船工业得到长足发展，近年来我国更加明确提出了要以更大的势头向世界第一造船大国的目标发展。随着我国生产力和船舶配套工业的不断发展，新材料、新工艺、新技术不断得到应用，造船生产周期不断缩短，其中计算机技术已成为发展现代造船不可缺少的重要手段和必要条件。
从上世纪七十年代末到九十年代初，计算机辅助管路设计在我国主要是以上海船舶工艺研究所开发的<PCPS管路设计系统>和广州造船厂开发的<GCS管路设计系统>为代表，这些软件在DOS环境下运行，系统功能虽较强大但运行效率较低，并且是单用户操作，当时生产设计最主要的综合布置手段主要还停留在手工薄膜放样或AutoCAD环境下放样。
到了九十代中期，随着计算机硬件技术水平不断提高以及操作界面良好的Windows视窗操作系统推出，再加上造船发展的迫切需要，新的功能更强大的计算软件开发已经迫在眉睫。在这一时期，我国不论在设计、管理、制造等方面计算机的应用水平已明显落后于先进造船国家。为此，在这期间，我国不少实力较强的造船企业纷纷引进了KCS公司的Tribon系统、PTC公司的CADDS5系统、IBM公司的CATIA ShipBuilding系统等国外计算机辅助设计软件，并发挥了较好的作用。这些国外引进设计软件最显著的特点是图形处理功能强大，如进行综合布置(建模)功能。但是这些引进的软件大多是欧美国家开发，它的设计和生产管理模式与我国存在差异，并且系统出图方面、工艺文件、生产管理套表方面还不符合我国造船需要。为此，各家船厂纷纷对引进软件进行了二次开发工作，并结合自身软件进行综合应用。由于国外造船软件价格昂贵，硬件要求高，维护费用高，一般船厂往往难以承受，因此这些船厂计算机应用多数依然停留在较低规模水平。
到二十一世纪，特别是近几年，国际船价走高，造船产量巨增，造船企业对计算机技术开发投入大增，为了改变引进软件系统不足和垄断的局面，国内一些有实力的造船企业基于CIMS系统这样更高的层次开发了具有自主版权的造船CAD/CAM软件，并在实船设计生产中得到良好应用，为企业提高市场竟争力创造了条件。在这期间，成功开发得到推广应用最具有代表性的有沪东集团开发的<EP-SPD系统>、中国船舶工业第十一研究所和上海船厂联合开发的<SB3DS-CAP3DS系统>、广船国际开发的<SPDM-PIPE系统>等。这些软件无论在多用户操作、界面、管路建模、与国外软件衔接、出图、产品数据管理等功能方面都有了较大的提高。
在船舶建造过程中主要包括"壳、舾、涂"，其中舾装管路设计安装是船舶设计建造当中重中之重，如何缩短船舶管路设计、制作和安装周期是缩短整条船建造周期的关键路线之一。
从上述业务流程可以看出，管路设计主要是通过管路原理设计、管路综合布置、设计出图、设计修改变更，为物资订货、管子制作、材料配件领用、管子安装、设计变更、工时分配、生产管理提供依据，为造船计算机集成系统提供信息源头。
目前我国大大小小的造船企业众多，不同企业生产规模、经济实力和技术实力不同，计算机技术应用水平参差不齐，但归纳起来主要有以下几种模式：
以一条普通的万吨油轮而言，全船管子的总数通常上万条，仅仅管子预制图就有上万份，如果靠手工来绘制现在难以想象。对于这种设计模式，目前可能仅存在于靠上船手工打样、连管子预制图都不用出的、吨位很小手工作坊式的船舶制造企业。
采用这种模式基本上是通过手工薄模放样或在AutoCAD环境放样，再通过数据本手工点坐标输入系统，输出管子预制图、简单的材料统计表。
这种软件如 <管路设计PCPS系统> 由于没有管子建模功能，坐标数据手工点写，系统功能水平简单。这样设计效率一般比较低，更不能进行各专业间综合布置干涉检查，出来的图纸远远不能满足现代造船管理需要，不能充当造船计算机集成系统信息源的作用。
这种模式目前仅适用于建造小吨位制造企业的管路设计需要。
这种软件从管路设计业务流程来讲，基本解决管路设计主要问题，其中包括综合布置。最具代表性有沪东集团EP-SPD系统、中国船舶工业第十一研究所和上海船厂联合开发SB3DS-CAP3DS系统。
由于我们国内自己开发的这些软件与国外引进如Tribon系统比较而言，综合布置功能还不够强。
但这些软件较为经济实用，目前仅仅适合中小企业的管路设计管理需要。此外，也缺少生产管理与工艺处理方面的功能。
为了提高设计能力，近几年来国内造船吨位居前十位的造船企业基本上都引进了AVEVA公司的Tribon系统或PTC公司的CADDS5系统、IBM公司的CATIA ShipBuilding系统等国外计算机辅助设计软件，通过这几年的不断应用，这些国外设计软件凭借其强大的图形处理功能，在综合布置方面都比较成功，特别是应用企业最多的Tribon系统。但是到目前为止基本上没有哪家企业能够全面系统地推广应用好这些软件，往往还需要在这些软件上做一些二次开发工作。
由于这些软件图纸格式和信息管理方面往往不能满足企业要求，企业也没有自己的产品数据管理系统，这种模式在出图和管理上存在缺陷，企业付出了高额的购置和维护费用，仍然不能满足现代造船管理需要。
这种完全依赖国外设计软件的做法还存在软件版本更新时兼容性风险和国外软件商生存性风险。
由于目前国外引进设计软件（如Tribon系统M2版）和国内设计软件（如SPDM-PIPE系统）可以在同一硬件平台微机和同一操作系统WindowsNT平台,这样两个系统可以装在同一台微机上，两个系统信息交流实现有效无缝连接（通过数据抽取），用户基本上感觉不到这两个软件之间存在距离。这样，采用这种国内外设计软件结合的模式弥补了国内软件综合布置功能不强，国外软件后处理不足的问题。
同时这种应用模式为造船计算机集成系统提供完整的管路方面的信息源，企业可以始终掌握自主开发和应用深化的主动权，同时充分利用国外引进软件的资源。
目前国内主流引进设计软件Tribon系统，国内自主产权的有沪东集团开发的EP-SPD系统、中国船舶工业第十一研究所和上海船厂联合开发的SB3DS-CAP3DS系统、广船国际开发的SPDM-PIPE系统等。这些软件在管路设计方面都具有各自特点。
Tribon系统是我国最早引进软件之一，船体部分应用的最成功，管路部分随着新版本不断推出，管子建模（综合布置）功能，原理图建模功能不断加强，跟PTC公司的CADDS5系统、IBM公司的CATIA ShipBuilding系统等国外设计软件比较，它符合造船特点，专业化程度比较高，更适合船舶设计需要。若跟国内自主开发软件相比，图形处理功能强大，管子建模（综合布置）功能国内软件无法替代，具有明显的优势，但是Tribon系统在出图和产品数据管理方面比较薄弱，实际应用过程中需要用户进行二次开发或需要自己的后处理系统支持。
这两个系统是在吸收国内外造船设计软件的特点和我国有关管系设计、制造的经验基础上开发的，具有很强的实用性，系统涵盖了造船企业从技术设计到生产设计的设计全过程。跟Tribon系统相比，管子建模（综合布置）要差许多，特别是船体设计部分差距更大。优点在于系统操作简便，灵活实用，特别是修改方便，具有很高的性能价格比，是中小船厂的较好选择。系统后处理功能使二维出图和生产设计报表生成变得方便、快捷，它提供了与TRIBON、CADDS5、CATIA系统的多项接口，亦可作为船厂CAD/CAM应用的补充。
这个系统的开发首先是立足应用国外软件如Tribon系统来建模或其他方式建模，然后通过由本系统来完成出图等后处理工作和实现产品数据管理。系统不足在于没有管子建模功能，靠Tribon系统建模功能来弥补他的不足。具有鲜明特点的功能有：实现与Tribon系统无缝信息连接、管子配件预估、设计工艺检查、材料部件来源检查、出图功能（包括小票和二十几种管理套表）、按管子结构加工工序计算蓝本工时、按焊缝计算不同材质焊条用量、系统自动定义每条管子表面处理、自动生成垫片螺栓螺母、自动匹配各种管子配件规格、自动产生物资具有唯一性的部件ID、实现产品数据管理功能、完善的管子修改变更处理机制、管子反弯处理功能、为管子自动生产线提供批加工数据等。它与国内外其他设计软件相比，结合上述功能特点，优势在于管路生产设计的广度和深度比较强，通过它出来的图纸可以直接应用于生产和管理当中。在造船计算机集成系统当中起CAD辅助设计和产品数据管理系统的角色。
面对国际造船市场激烈的竞争，国外许多船厂在造船中非常重视计算机技术应用和开发。中国造船工业为了实现世界第一大产量的宏伟目标，国防科工委对科研项目《造船设计、制造、管理一体化数字平台技术研究》进行了立项，项目从二00四年十月开始至二00九年十二月完成，届时我国在计算机技术在船舶管路设计、管理中应用将会更大提高。今后，船舶管路设计、管理中应用重点是提升应用广度和深度。