Jeg heter Alexander Alexanov og er skipsarkitekt og utvikler av maritim programvare. Jeg er forfatter og utvikler av programvaren Shaper Maker.  I mer enn 30 år har jeg brukt Shape Maker til å justere skroglinjer. Hundrevis av forskjellige skrog har blitt justert i løpet av disse årene. Samtidig bidrar dette til å kontinuerlig forbedre funksjonaliteten til Shape Maker-programvaren. Noen av hemmelighetene bak min teknologi for skrogjustering vil jeg gjerne dele på nettstedet.

​

Hvorfor jeg gjør dette

Skulpturelle overflater er et matematisk verktøy som brukes til å modellere overflater på objekter som ikke kan presenteres som en kombinasjon av sylinderflater, kjegler og sfærer. Slike objekter inkluderer turbinblader, vinger og skrog på fly, karosseriet på biler og skip. I motsetning til tradisjonell tegning av overflateseksjoner og manuell løsning av oppgaver innen beskrivende geometri på gulvet, forenkler og automatiserer bruken av skulpturelle overflater designerenes arbeid i stor grad. Samtidig krever modellering av skulpturelle overflater helt andre tilnærminger og metoder ved utforming av overflater med kompleks form. Med all variasjonen i matematiske metoder for overflatemodellering er det mulig å definere generelle regler og tilnærminger for nesten alle av dem.

​

Det er bare en illusjon at det er enkelt og greit å jobbe med skulpturelle overflater. Modelleringsprogrammer gir oss en fin mulighet til å ikke gå dypt inn i matematiske detaljer ved dannelsen av overflater, men kunnskap om de fysiske grunnleggende prinsippene for overflateatferd vil forenkle det harde arbeidet med å tilordne og glatte dem betydelig.

​

Hvorfor jeg bruker Shape Maker

En venn av meg fant et fint og enkelt program for å jevne ut skroglinjer. Han sa at det bare tok noen minutter, og så var skroglinjene klare. Bare én bemerkning – han er ikke skipsdesigner eller skipsbygger, han er IT-spesialist. Jeg brukte noen kvelder på å surfe på Internett og fant mange videoer med eksempler på skroglinjeutforming i forskjellige programmer. Noen av disse programmene er spesielt designet for modellering av skrogflater, noen av dem er til og med universelle mekaniske CAD-programmer. Så skroglinjeutforming er så enkelt at alle kan gjøre det i hvilken som helst CAD-programvare med NURBS-overflateverktøy, men i virkeligheten er det ikke sant.

Hvis du tror du kan laste ned et program fra Internett og på få minutter lage drømmeskroget ditt, er ikke dette nettstedet og programmet noe for deg. De fleste av disse programmene lar brukerne bruke klassiske matematiske metoder for overflatemodellering, for eksempel tverrsnittsdesign. Resultatene av slike metoder er helt korrekte fra et matematisk synspunkt, men i virkeligheten kan de ikke oppfylle designernes forventninger.

​

Shape Maker har ganske unike verktøy som hjelper brukeren å lage den overflaten han ønsker,  men ikke det programvaren dikterer. En annen flott mulighet med Shape Maker – samme modell fra første design til produksjon. Brukeren endrer bare modellen under designprosessen. Etter min mening har Shape Maker de beste verktøyene for kvalitetskontroll av overflater. Jeg kan snakke mye om det, men hvis du vil, kan du prøve det selv her.

​

Programmets oppretting og utvikling: Shape Maker

De første studiene om anvendelsen av parametriske kurver og flater ble startet i midten av 80-tallet på forrige århundre ved Institutt for anvendt matematikk ved Gorky Polytechnic Institute i Russland. Begynnelsen på bruken av en parametrisk representasjon av kurver for modellering av rammenes form var det første skrittet mot automatisering av utjevningen av skipets overflate. Resultatet ble et system kalt Pirs, som var basert på metoden for kinematisk endring av rammenes form langs skipets skrog. Seksjonene av Bezier-kurver, som var koblet sammen, ble brukt som funksjoner for beskrivelsen av fineren. Til tross for en rekke begrensninger var det et velfungerende system, som fungerte på den sovjetiske analogen til datamaskinen PDP-11 fra selskapet Digital Equipment Corporation. Systemet ble brukt i en rekke industribedrifter i skipsbyggingsindustrien.

​

I 1991 startet selskapet IGS (Interactive Graphics Systems) utviklingen av Apirs-systemet. Det var det første systemet som brukte deler av Bezier-flatene til å beskrive skipets overflate. Systemet hadde i utgangspunktet mulighet for topologiske koblinger mellom overflatefeltene og endringer i formen på feltene når formen på grenselinjene endret seg. I motsetning til eksisterende CAD-systemer brukte ikke Apirs ortogonale seksjoner av skroget som grenselinjer for overflateseksjoner. Formen på skroget endret seg når kontrollpunktene til overflatepolygonen endret seg, og seksjonene ble dynamisk beregnet på nytt hver gang overflaten endret seg. I begynnelsen var denne måten å definere overflateformen på svært uvanlig for designere. Til tross for dette ga metoden mange fordeler for en mer korrekt og naturlig dannelse av skipets overflate. Apirs-systemet har blitt brukt i mange designkontorer. Metoden for overflateformasjon var så vellykket at systemet ble brukt til og med for å glatte ut formen på overflatene til ubåter og GeV. Systemet ble utviklet på basis av IBM PC-datamaskiner under MS DOC og hadde et avansert grafisk grensesnitt. Språket for prosjektgjennomføringen var C. Utviklingen pågikk nesten frem til 1995, og i senere versjoner ble det matematiske apparatet Beziers erstattet av B-spline-kurver og -overflater.

​

Den høye nøyaktigheten i skrogmonteringen og kravene til overflateutjevning gjorde det mulig å utvikle et unikt kvalitetskontrollsystem for fartøyets overflate. SeaSolution var det første systemet som gjorde det mulig å kontrollere kvaliteten på linjene uten å måtte skrive ut en tegning i stor skala. Alle feil i overflateutjevningen var synlige direkte i utjevningsprosessen. I denne perioden besto det meste av arbeidet i SeaSolution av den endelige utjevningen av overflaten for produksjon av dokumentasjon for skrogverkstedet. De opprinnelige dataene var den foreløpige overflaten som ble mottatt fra prosjektdesigneren.
​
Kun C++ brukes i utviklingen av det nye systemet. Dette gjorde det mulig å komme bort fra mange begrensninger som C-språket pålegger, og akselerere utviklingen av prosjektet betydelig. Shaper Maker støtter de nyeste versjonene av Windows-operativsystemet, har et forbedret vindusgrensesnitt og forbedret brukermenyfunksjonalitet. Samtidig ble systemets hovedfunksjoner og kontinuiteten i grensesnittet bevart. Hovedfokuset for den nye utviklingen er på bruk av systemet for overflateforming i de innledende fasene av prosjektet, grensesnittet med forskjellige beregningsmoduler og støtte for prosjektversjonene. Systemet gir muligheten til å importere og visualisere resultatene av CFD-beregningen av skroget. Visualisering av den frie bølgeoverflaten, fordelingen av trykk på skroget og strømlinjene sammen med skroget gjør det mulig å gjøre mer nøyaktige endringer i skrogformen for videre optimalisering. Systemet for lagring av alle varianter av en overflate gir ikke bare en representasjon av stadiene i dannelsen av en overflate, men gjør det også mulig å bruke alle varianter av en overflate som prototype for et nytt fartøy. Det brede utvalget av funksjoner for transformasjon av skroget gjør det enkelt å endre overflatene fra tidligere prosjekter for raskt å lage en prototype av et nytt skrog. Den ubestridelige fordelen med Shape Maker er at den samme modellen brukes fra den innledende fasen av prosjektet til konstruksjonen av det ferdige fartøyet.

​