本发明涉及船舶技术领域，尤其是涉及一种船舶材料利用率的计算方法、装置及设备。
背景技术：
现有技术中船舶结构的材料利用率通常是采用船舶结构三维模型中的结构重量除以钢材使用重量得出利用率，然而由于软件本身中存在无法验证的零件重量总和准确度的问题，容易形成累计误差。例如使用tribon软件，在计算过程中，软件模型中余量、剖口间隙、收缩量无法精确计入实际下料零件中；而软件模型存在着临时板架、虚拟板架、背景板架等均会被计入零件重量中；实际下料版图中的人为因素均被理论值排除在外；多船合用板容易被忽视等。
以上计算方式仅仅是较为简单地使用了设计软件的功能，但忽略了软件的局限性和人为因素导致的偏差，导致计算精度差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶材料利用率的计算方法、装置及设备，可以提高计算的准确度。
第一方面，本发明实施例提供了一种船舶材料利用率的计算方法，包括：通过全船的下料版图获取全船零件的总重；全船零件的总重包括板材总重和型材总重；获取全船实际使用材料的总重；使用材料的总重包括使用板材的总重和使用型材的总重；根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，通过全船的下料版图获取全船零件的总重的步骤，包括：从下料版图中抽取全船按分段汇总的分段板材总重和分段型材总重；将分段板材总重和分段型材总重，求和得到全船零件的总重。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，获取全船实际使用材料的总重的步骤，包括：从下料版图中抽取全船的板材使用信息，并根据板材使用信息确定使用板材的总重；根据型材总重和型材利用率经验值确定使用型材的总重；将使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，在根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率的步骤之前，还包括：根据下料版图记录的多船合用板材信息，对使用板材的总重进行折减；将折减后的使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据下料版图记录的多船合用板材信息，对使用板材的总重进行折减的步骤，包括：通过多船合用板材信息确定合用板材的船舶的数量；将合用板材的重量除以数量，得到合用板材在船舶中实际占用的重量；将实际占用的重量作为合用板材折减后的重量。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，还包括：通过下料版图获取全船零件按分段汇总的零件信息；零件信息包括重量信息、面积信息和厚度信息；根据零件信息进行船舶的材料使用情况延伸分析。
第二方面，本发明实施例还提供一种船舶材料利用率的计算装置，包括：第一总重获取模块，用于通过全船的下料版图获取全船零件的总重；全船零件的总重包括板材总重和型材总重；第二总重获取模块，用于获取全船实际使用材料的总重；使用材料的总重包括使用板材的总重和使用型材的总重；利用率计算模块，用于根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，第一总重获取模块包括：分段汇总单元，用于从下料版图中抽取全船按分段汇总的分段板材总重和分段型材总重；第一求和单元，用于将分段板材总重和分段型材总重，求和得到全船零件的总重。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，第二总重获取模块，包括：板材总重获取单元，用于从下料版图中抽取全船的板材使用信息，并根据板材使用信息确定使用板材的总重；型材总重获取单元，用于根据型材总重和型材利用率经验值确定使用型材的总重；第二求和单元，用于将使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。
第三方面，本发明实施例还提供一种船舶材料利用率的计算设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面及其各可能的实施方式之一提供的方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的船舶材料利用率的计算方法、装置及设备，利用下料版图中的零件信息以及使用板材信息，获取全船零件的总重以及全船实际使用材料的总重，并计算得到材料利用率，可以提高计算的准确度。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种船舶材料利用率的计算方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种船舶材料利用率的计算方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种船舶材料利用率的计算装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种船舶材料利用率的计算装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种船舶材料利用率的计算装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
假设全船结构板材总重为wp、型材总重ws、板材使用总重为wup、型材使用总重为wus、全船结构总的材料利用率为ua的计算公式为：ua＝(wp+ws)/(wup+wus)。现有技术大都通过三维软件提供模块计算全船结构重量，存在以下缺点：(1)软件本身中存在无法验证的零件重量总和准确度的问题，容易形成累计误差；(2)软件模型(例如tribon)中余量、剖口间隙、收缩量无法精确计入实际下料零件中；(3)软件模型存在着临时板架、虚拟板架、背景板架等均会被计入零件重量中；(4)实际下料版图中多套、少套、板材代用等人为因素均被理论值排除在外；(4)多船合用板容易被忽视，计算时仅计算单船利用率。以上计算方式仅较为简单的使用了设计软件的功能，但忽略了软件的局限性和人为因素导致的偏差；并且也无法给项目管理提供更多详细的参考指标。
基于此，本发明实施例提供的一种船舶材料利用率的计算方法、装置及设备，可以提高计算的准确度，并进行有效分析。本发明实施例通过剔除模型到下料零件过程中可能存在的各种偏差，直接从下料版图中提取全船板材零件重量，并对全船使用板材进行信息抽取、分析。由于所有信息来源于最后实际下料版图中的数据，不存在上述诸多缺点。同时可以对全船零件、使用板材进行信息抽取，可以延伸分析多分析项目，从而改变原有项目的材料管理理念，从全船材料管理细化到区域、分段等阶段；还可以更准确地描述出某区域板规变化与全船利用率的关系数据等。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种船舶材料利用率的计算方法进行详细介绍。
实施例1
本发明实施例提供了一种船舶材料利用率的计算方法，参见图1所示的船舶材料利用率的计算方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤s102，通过全船的下料版图获取全船零件的总重。该全船零件的总重包括板材总重和型材总重。
本实施例中通过船舶开发程序直接抽取下料版图中的零件信息及使用板材信息，生成相应的数据格式，例如excell数据等。由于下料版图中全船零件的数据最为精确，保证了数据来源的准确性。基于上述材料利用率的计算公式，需要先获取全船零件的总重，该全船零件的总重包括板材总重和型材总重。
步骤s104，获取全船实际使用材料的总重。该使用材料的总重包括使用板材的总重和使用型材的总重。
其中可以通过船舶开发程序抽取全船使用的全部板材的信息，包括板材的面积、重量、厚度以及种类等信息；可以通过经验值确定型材的利用率，通过该利用率和上述型材总重计算得到使用型材的总重。
步骤s106，根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率。
基于上述材料利用率的计算公式，将全船零件的总重除以全船实际使用材料的总重，得到船舶的材料利用率。
本发明实施例提供的船舶材料利用率的计算方法，利用下料版图中的零件信息以及使用板材信息，获取全船零件的总重以及全船实际使用材料的总重，并计算得到材料利用率，可以提高计算的准确度。
考虑到延伸分析的需要，可以通过下料版图分别获取全船各个分段的总重，上述通过全船的下料版图获取全船零件的总重的步骤，可以按照以下步骤执行：
(1)从下料版图中抽取全船按分段汇总的分段板材总重和分段型材总重。可以将全船分为多个分段，例如双层底区域、底边舱区域、横舱壁区域、顶边舱区域、甲板区域、首部区域、机舱区域、尾部区域、上建区域、舱口围区域、艏楼、舷墙、舵叶及桅屋等，将板材和型材的总重按照上述分段分别汇总得到总重。上述分段汇总的总重，可以用来对各个分段的材料使用情况进行进一步分析，例如各分段的板材利用率、某种钢板的使用率、平均厚度等。
(2)将分段板材总重和分段型材总重，求和得到全船零件的总重。
基于上述延伸分析的需要，上述获取全船实际使用材料的总重的步骤，可以按照以下步骤执行：
(1)从下料版图中抽取全船的板材使用信息，并根据板材使用信息确定使用板材的总重。其中，从通过开发程序从下料版图抽取全船所有的使用板材信息，并从中计算得到使用板材的总重。
(2)根据型材总重和型材利用率经验值确定使用型材的总重。该型材利用率经验值例如可以确定为94％，将型材总重除以该型材利用率经验值，即得到估算的使用型材的总重。
(3)将使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。
在船舶实际设计生产过程中，存在多船共用板材的情况，例如一系列船舶的某零件均需要使用某种特种钢的板材，即可以在该特种钢的板材套料出多个该零件，即板材共用。如果将该板材的全部均计入某艘船舶的实际使用板材量，则与材料的实际使用情况出现较大的偏差。考虑到上述原因，在根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率的步骤之前，本实施例提供的方法还包括：
(1)根据下料版图记录的多船合用板材信息，对使用板材的总重进行折减。
首先，可以先通过多船合用板材信息确定合用板材的船舶的数量。然后，将合用板材的重量除以该数量，得到合用板材在船舶中实际占用的重量，基于共用船舶分担该合用板材的原理，将合用板材的重量除以共用的数量获得该合用板材实际应该计入的重量。最后，将实际占用的重量作为合用板材折减后的重量。
(2)将折减后的使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。将由于多船合用板材而多计入的重量折减后，得到更贴合实际使用情况的全船实际使用材料的总重。
为了更好地分析材料的使用情况，对船舶制造项目进行精细管理，还可以基于上述获取的数据进行更多的延伸分析，本实施例提供的方法还可以包括：通过下料版图获取全船零件按分段汇总的零件信息；该零件信息可以包括重量信息、面积信息和厚度信息；根据零件信息进行船舶的材料使用情况延伸分析。该延伸分析可以包括：计算板材利用率极限数据，计算全船套料用板总重极限数据，计算主甲板以下货仓区板材利用率，计算艏艉及主甲板以上区域板材利用率，计算高强钢用板占全船比例以及计算全船平均板厚等。
本发明实施例提供的船舶材料利用率的计算方法，利用下料版图中的零件信息以及使用板材信息，获取全船零件的总重以及全船实际使用材料的总重，剔除了模型到下料零件过程中可能存在的各种偏差，直接从下料版图中提取全船板材零件重量，并对全船使用板材进行信息抽取、分析；通过对全船零件、使用板材进行信息抽取、分析可以延伸出来诸多分析数据，改变原有材料管理理念，从全船材料管理细化到区域、分段阶段。
实施例2
为了便于理解，本发明实施例提供了一种船舶材料利用率的计算方法，参见图2所示的船舶材料利用率的计算方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
步骤s202，通过开发程序抽取全船每张下料版图按分段汇总的零件信息。
参见表1所示的分段零件(板材)和分段型材的重量面积数据，其中示出了船舶的部分分段的分段零件总重、分段零件面积、分段型材总重以及分段型材总重。各个分段的序号用于表示该分段对应的区域或位置等。
表1
步骤s204，通过开发程序抽取全船所有使用板材信息。
参见表2所示的全船使用的板材的数据，其中示出了船舶使用的部分板材的种类、厚度、宽度、长度、使用区域、净区域和重量，并对全船所有板材的总重进行了计算。
表2
步骤s206，通过下料版图登记的多船合用板材信息进行计算折减。
参见表3所示的多船合用版图登记表，其中示出了多船合用板材的信息，包括分段序号、应用的套料版图、材质、板规和合用船舶数量。参见上述实施例中的折减的内容，在此不再赘述。
表3
步骤s208，对上述统计数据进行分析、计算，得出全船结构总的材料利用率。例如，全船套料零件总重wp为9865.1t、全船套料板材使用总重wup为10932.88t、全船型钢总重ws为1298.5692t、全船型钢使用总重wus为1381.5t，则全船材料利用率为：
ua＝(wp+ws)/(wup+wus)＝(9865.1+1298.5692)/(10932.88+1381)＝90.66％
步骤s210，针对上述统计数据进行延伸数据分析。
参见表4所示的用板数据分析表，其中示出了各种材质的板材的数量、总重以及占用的比例。
表4
参见表5所示的分段、区域利用率分析表，其中示出了船舶的多个区域的使用材料情况。
表5
基于上述数据，可以计算板材利用率极限数据、全船套料用板总重极限数据、主甲板以下货仓区板材利用率、艏艉及主甲板以上区域板材利用率、高强钢用板占全船比例、全船平均板厚。其中板材利用率极限数据为满足合同要求的材料利用率(例如85％)的前提下，板材的最小利用率。
本发明实施例提供的船舶材料利用率的计算方法，选取了下料图中的数量庞大而真实的下料零件进行数据分析，而不是简单的模型抽取汇总；对使用板材进行了详尽的分类处理，可以延伸出来诸多分析数据，从全船材料管理细化到区域、分段阶段，通过全船的大数据分析，进行了诸多延伸数据的分析，改善了项目的材料管理。
实施例3
本发明实施例提供了一种船舶材料利用率的计算装置，参见图3所示的船舶材料利用率的计算装置的结构示意图，包括：
第一总重获取模块31，用于通过全船的下料版图获取全船零件的总重；全船零件的总重包括板材总重和型材总重；
第二总重获取模块32，用于获取全船实际使用材料的总重；使用材料的总重包括使用板材的总重和使用型材的总重；
利用率计算模块33，用于根据全船零件的总重和全船实际使用材料的总重计算得到材料利用率。
参见图4所示的船舶材料利用率的计算装置的结构示意图，上述第一总重获取模块31包括：分段汇总单元41，用于从下料版图中抽取全船按分段汇总的分段板材总重和分段型材总重；第一求和单元42，用于将分段板材总重和分段型材总重，求和得到全船零件的总重。
参见图5所示的船舶材料利用率的计算装置的结构示意图，上述第二总重获取模块32，包括：板材总重获取单元51，用于从下料版图中抽取全船的板材使用信息，并根据板材使用信息确定使用板材的总重；型材总重获取单元52，用于根据型材总重和型材利用率经验值确定使用型材的总重；第二求和单元53，用于将使用板材的总重和使用型材的总重，求和得到全船实际使用材料的总重。
本发明实施例提供的船舶材料利用率的计算装置，与上述实施例提供的船舶材料利用率的计算方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种船舶材料利用率的计算设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述实施例的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施方式上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施方式，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本公开进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。