董明海
（浙江国际海运职业技术学院 浙江 舟山 316021）
摘要：“船舶生产设计”是高职船舶工程技术专业的一门专业核心课程。浙江国际海运职业技术学院自引进HCS系统（HCS是上海申博公司研发的船舶型线光顺软件）后，一直注重课程教学，与企业合作，采取项目化教学方式，并在教学中将HCS系统软件应用于船舶型线设计中。
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关键词 ：高职；船舶生产设计；项目化教学
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）06-0097-03
“船舶生产设计”在高职船舶类课程体系中占有非常重要的地位。课程从生产设计实践的角度出发，考虑学生的实际情况，将船舶设计的流程分成具体的工程项目，按每一个项目的要求分配工作任务。“船舶生产设计”课程基于现代造船模式下“设计、生产、管理一体化”和“壳、舾、涂一体化”的指导思想，将船舶船体建造、舾装、涂装等各专业生产设计统一在确保船舶建造高质量、低成本、短周期、保安全及均衡连续开展的方针指导下，全面介绍船体生产设计概念、设计准备、设计内容、设计标准、设计编码和现代造船模式及其对生产设计的要求等基础知识。
课程整体项目化设计思路
精心选取在船舶生产设计工作中遇到的典型任务，形成教学项目。充分体现船舶专业的职业性与实践性。在注重培养学生船舶生产设计职业技能的同时重视对学生职业素质培养，培养学生的社会适应能力，提高学生的自学能力，提高与人沟通的能力。
为了使学生胜任船舶生产设计及相关工作，教学过程应不断研究课程的整体设计思路，逐步形成具有船舶专业特点的船舶生产设计教学项目特色，具体包括三个方面：在教学实施中引入企业项目管理的理念，教学内容实现过程以项目化引领，学生成绩评定以项目化完成情况为主。
课程项目化实施方案主要分为四个部分，即教师理论教学与实践操作演示，学生查阅软件相关资料、操作说明书，独立动手完成操作步骤，完成项目任务、分析总结。整个环节将生产设计系统的各知识环节与操作技能系统地连接起来，能有效地将理论与实践操作生动地整合为一体。
项目化教学内容的设计实例
船体建造施工首先要对船体型线进行光顺处理。由于船体曲面不规范、类型繁多、船体建造对船体曲面光顺性和精度要求高，故船体型线光顺处理在船体建造施工中至关重要，具有举足轻重的意义。HCS船体建造系统的型线光顺子系统对船体型线光顺处理的适用范围广、效率高、精度高。
由于HCS系统是根据实船建造，再加上采纳生产设计所、船舶企业用户的使用经验，所以该系统具有一定的实用性，被许多高职船舶类院校所使用。船体型线光顺子系统对船舶设计单位设计的船体型线进行三向光顺处理，并将完成的船体型值表和型线图等信息提供给建造部门使用。HCS系统是在设计前期工作中使用的，引进该软件可为“船舶生产设计”课程实现项目化教学提供支持。
（一）软件使用的基本条件和要求及其主要功能
HCS软件的船体建造系统是在CAD系统的界面设立了工具条和图标。在系统运行之前，应先在电脑上安装VB6.0，安装HCS的DLL库和OCX控件，将\HCS\System32_OCX目录下的DBGRID32.OCX等3个文件复制到\WINNT\System32目录下，并进行注册（regsvr32 DBGRID32.OCX）。软件注册需联系软件开发商，由软件开发商提供加密程序及加密软件，方可使用HCS软件。
HCS软件的主要功能有船体型线光顺、外板展开、结构线定义和生成、板材结构零件生成、零件套料和数控切割代码生成以及船体加工信息生成等，由子系统组成的基本功能模块发展为船体三维造型系统，能生成具有拓扑关系的船体结构三维模型，采用统一数据库、与上道设计相连的船体生产设计的新版本。船体型线的光顺与否直接影响到外板排列、船体肋骨线型、艏艉部的线型曲度及船体建模工作的好坏，这是船舶生产设计的第一步工作，也是非常重要的工作，是“船舶生产设计”课程教学内容的核心之一。
（二）课程项目教学实施过程以工程为例
具体思路可分为以下步骤实施：引入工程任务，任务知识要点消化，教师引领任务实施，学生根据任务要求动手操作，学生之间相互探讨分析细节，教师根据实际情况讲解难点，学生进一步深化吸收核心知识要点和职业能力。
以2000T内河散货船为例，首先审图，在原设计图上处理好各边界线（包括把水线圆弧端处理为延伸折角线）。输入生成边界线的型值点数据，然后即可生成各边界线样条，存放在数据库内。根据边界线便可自动插值，得到各型线的端值数据和一部分端点导数。对于一些特殊的船型，亦可用人机交互的方式，根据边界线插出型线的端值数据，针对船型底部分析平底有无舭部升高，对首尾的舷墙稍作延伸处理等。
建立新工程，填写相关数据，船首、船尾分别填写。
1.创建工程：2000T。如表1、表2所示。
2.输入剖面位置表。如表3所示。
3.填写边界线数据。分别存放在HCS型线数据库内的相应的库文件内，如需要，还可生成某一投影面上的平面曲线，存放在相应的展开线库文件内。在生成轮廓线后，上甲板、楼甲板线在轮廓线上的交点可用“样条插值”功能用高度插值得到。上甲板线纵剖投影线在平边线上的交点可用“样条插值”功能用高度插值得到。上甲板线纵剖投影线在平边上的交点要固定。
4.边界样条显示校验，交互修改处理，样条插值，切割样条，生成上边界线横投影。
5.生成甲板边线的梁拱和中心线。在三视图内，点中一根甲板线后，点击“生成中心线”菜单后，就会弹出“生成梁拱线”、“中心线生成”子菜单。点击“生成中心线”菜单后，会弹出生成梁拱线的三种方式“由梁拱生成圆弧梁线”、“直接输入圆弧直线数据”、“输入型值点生成”的子菜单。
6.端值生成查看修改。点击“交互处理生成端值”菜单，屏幕出现范围处理框（“开始线号”、“结束线号”），处理首端值：先把鼠标定在处理范围的“开始线号”，再点击端值表中“首宽”或“首高”列的某行，则开始线号可选定该行。再把鼠标定在处理范围的“结束线号”，再点击端值表中“首宽”或“首高”列的某行，则结束线号可选定该行。
7.输入型值表。如下页图1所示。输入型值表有表格方式和图形交互方式两种。建议采用图形交互方式，以保证输入型值表可参照图形的显示而不会有误。可让学生熟悉软件的这两种方式，并在操作时各使用一次。用CAD样条曲线转换入HCS线型库，则不用输入型值表；CAD样条曲线转换入HCS线型库如已输入型值表，则不用进行转换。
8.生成初始参考库。如采用CAD样条曲线转换入HCS线型库，则可直接执行此功能。如是输入型值表，则可在三向光顺处理界面中，用样条调函数的“点通”方式，生成各剖面型线样条，然后退出，再执行此功能。生成“初始参考库”，则可在三向光顺时查看光顺的误差（用图形显示初始和光顺后型线）。
9.三向光顺。三向光顺是操作过程的核心。船体理论表面是一种左右对称的非规则曲面，组成这个规则曲面的许多空间的点都存在于某些特定的面内（如横剖面、纵剖面、水线面内），可以通过3组型线达到光顺曲面的目的，在光顺每一条型线的同时，必须保持投影关系的一致性。在学生操作时，先要让学生用“人机交互”方式对各型线在“样条函数交互界面”中进行交互式处理，以确定各型线的首末点导数、形状参数、光顺参数、加固定点和附加点（按Shifi＋I，则可加固定点和附加点）。首先处理站线，所有站线都处理好后，再处理水线。由于有些加密水线端圆弧小直剖型值点没有，故要用加密点把端圆弧型值点加上去（加密点时，应把其他的水线显示出来作为参考）。下次再处理该水线时，就会取到各小直剖的交点了。所有站线都处理好后，再处理纵剖线。处理小直剖时应把轮廓线显示出来作为参考。这样学生在处理剖线时就会有所依据。
10.生成肋骨，图形处理，肋骨型线修改。生成肋骨的方式有“自动处理”和“人机交互”两种方式。在学生操作时，一般先要同时选定要生成的肋骨序号范围和光顺参数（一般为3）。然后，点击“执行”按钮，则生成选定范围内的肋骨（存放在库文件“F〈A〉_PLANS”中）。生成肋骨时，如光顺方式取3，则在生成肋骨时会对每根肋骨进行光顺。当有光顺误差值大于2毫米时，程序就会把不光顺肋骨的信息显示在下面。
11.后处理，生成甲板线、折角线、舷墙顶线等。
12.生成型值表、各型线的DXF文件，生成标准的型线库，生成三维图形，如图2所示。
项目化教学体会
通过改革“船舶生产设计”课程的教学模式，结合多媒体教学手段，采用项目化教学方法，通过实际操作，可提高学生的主动性和自主学习的能力。同时，通过项目的实施过程可提高学生的专业知识水平和职业岗位能力，培养学生分析问题、解决问题的综合能力，提高该课程的教学质量。以前的“船舶生产设计”课程教学过程重在理论知识讲解，如船舶建造方针、船体生产设计要领书、型线放样等，高职学生缺乏对实际软件操作步骤的理解，缺乏理论与实际生产过程的结合。自从将HCS软件引入课堂教学，结合理论知识的讲解，以典型船舶型线图纸为依据，可将实际设计的工作任务分解成模块，将实际的船舶型线通过软件进行三向光顺，通过三维图形显示出来。HCS系统在“船体生产设计”教学中应用可以收到以下良好的教学效果：（1）使学生初步具备操作生产设计软件的能力，能进行简单船舶型线三向光顺；使学生具备船体生产设计的初步能力，为以后学习和工作打下良好的基础。（2）可提高学生的学习兴趣，使其掌握船舶设计的基本内容、工作流程、操作方法。（3）可培养学生掌握查阅法规、规范、操作说明、标准等相关文件的能力，并能运用相关知识解决实际问题。
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参考文献：
[1]周启学.船舶生产设计[M].北京：人民交通出版社，2006.
[2]李斌，王强.基于Tribon的船体生产设计[J].造船技术，2011（6）.
[3]王鸿斌.船体修造工艺[M].北京：人民交通出版社，2006.
（责任编辑：王恒）