基于数字样机的舰船维修性设计分析技术

针对传统维修性分析技术的准确性与直观性问题,结合舰船维修性设计的实际需求,基于虚拟样机建模、虚拟人建模与仿真、参数化维修动作建模与仿真、基于维修问题的维修性分析等关键技术,以包含界面层、应用层、对象层、技术支持层的系统框架为指导,在商业软件Jack 7.0的基础上,通过二次开发设计实现基于数字样机的舰船维修性设计分析系统。同时,以舱室内某型水质后处理设备更换滤芯维修任务为例,开展维修性设计分析、评价和改进,从技术上验证了该系统的可行性与有效性。     

海军舰船装备的虚拟维修

文章介绍了一种新的海军舰船装备维修手段--虚拟维修.首先分析指出了舰船装备生命周期的数字模型为虚拟维修提供了可能和基础.重点论述了舰船装备虚拟维修系统的构建过程中,如何建立虚拟维修环境、虚拟维修性评估模型和如何开展维修性可视化分析.阐述了虚拟维修在舰船装备维修设计、维修训练、维修评估、辅助维修、维修指导等方面的应用.     

基于hadoop的舰船通信网络数据并行处理方法

舰船通信网络数据量的显著提升对数据处理性能提出更高要求,为提升数据处理效率,研究基于hadoop的舰船通信网络数据并行处理方法。设计由数据应用层、数据处理层和数据存储层共同组成的基于hadoop的舰船通信网络数据并行处理架构：数据应用层作为用户与数据处理架构的交互工具,将所采集的数据上传至架构内;数据处理层运行MapReduce程序实现数据存储、解析与聚类等并行化处理;数据存储层采用HBase与HDFs等多种不同的存储方式存储舰船通信网络数据。实验结果显示,该方法可实现准确的舰船通信网络数据聚类,大幅节省数据处理时间,在数据量较大的条件下具备较好的数据处理加速比。     

舰船装备虚拟维修性验证系统研究

文章针对传统维修性分析验证方法的不足,提出了运用虚拟现实技术进行舰船维修性验证的方法。文章介绍了系统的工作原理和主要功能,重点分析了系统的产品信息建模方法和虚拟维修自动仿真活动的实现原理。     

基于任务流程的舰船RMS建模与仿真

舰船的可靠性、维修性、保障性(RMS)是影响舰船战备完好性的重要设计特性,为了丰富舰船装备RMS设计手段与分析方法,运用计算机建模与仿真技术,提出了基于任务流程建立舰船RMS仿真模型的总体思路,建立了反映舰船任务、装备、保障资源三者之间关联关系的动态描述模型,运用离散事件系统仿真的思想设计了舰船RMS仿真流程,在此基础上设计了舰船RMS建模与仿真平台的总体框架、功能模块和主要用户界面,并对系统进行了实现,该系统能够为舰船RMS设计提供技术手段支撑和分析决策支持。     

基于数字孪生的舰船上层建筑运维系统

以降低舰船运行故障为目的,设计基于数字孪生的舰船上层建筑运维系统。该系统利用数据采集层内传感器数据采集模块采集舰船上层建筑设备基本数据和运行数据,得到舰船上层建筑设备中控数据,通过报文解析后,将其存储到MySQL数据库内;数字孪生层通过调取MySQL数据库舰船上层建筑设备中控数据,构建数字孪生体后,利用其模拟舰船上层建筑设备生产和同步虚拟运行后,得到舰船上层建筑设备实时虚拟运行数据,并将其传输到业务逻辑层内;业务逻辑层对实时虚拟运行数据进行预处理后,通过映射驱动将其传输到故障诊断模块内,该模块使用基于规则变量分析的舰船上层建筑故障诊断方法得到舰船上层建筑设备实时运行故障状态,并将故障状态信息传输到展示层内;展示层利用基础管理、数据统计和检测维保等功能实现舰船上层建筑运维。实验表明,该系统运行较为稳定,可精准诊断舰船上层建筑设备故障诊断,并为用户提供设备运维视情优先级。     

基于HLA的邮轮全生命周期虚拟仿真平台构建方法

为提升邮轮全生命周期虚拟仿真平台应用架构的耦合性、可拓展性、可移植性及互通性,探讨将HLA高级体系架构应用到该框架的设计中,加快虚拟仿真平台研发速度。基于仿真需求,提出系统设计原则,划分出系统平台功能模块;利用多层技术优化了初始功能架构,基于HLA联邦架构,划分出邮轮设计、建造、运营各阶段的联邦成员,构建出邮轮全生命周期虚拟仿真平台系统总体架构。以某邮轮内装设计为应用实例,搭建出内装设计虚拟仿真系统平台架构,利用UE4虚拟引擎实现平台开发,来验证该架构的性能优越性。测试结果表明,由该架构建立的仿真平台具有良好的实时性、互操性、拓展性、人机交互性及二次开发性。     

基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统

利用运动姿态监测结果为舰船可靠航行提供决策依据。为此,设计了基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统。系统设施层中,利用MEMS陀螺仪芯片与3轴MEMS加速度计采集舰船运动姿态信息,并将所采集信息传送至业务逻辑层;业务逻辑层利用控制子层和管理子层为用户提供姿态数据监测服务;控制子层中的姿态解算模块,依据传感器信息采集结果,利用卡尔曼滤波算法解算舰船运动姿态信息。基于此,利用Bootstrap的前端开发框架,通过viewport元数据标签完成前端UI设计,为用户提供可视化的人机交互界面,将姿态解算结果利用用户界面层为用户展示。测试结果表明,该系统对舰船航行运动姿态的监测结果与实际结果极为接近,适用于实际工作。     

舰船装备维修性数据管理系统研究

文章针对舰船装备维修性数据浩繁复杂，种类繁多的特点，利用现代计算机信息技术，按照装备全系统全寿命管理的要求，结合海军在实际维修过程中积累的经验和技术，以数据库为核心，建立了舰船装备维修性数据管理系统。该系统的应用能够进一步加强舰船装备维修性数据管理能力建设，更好地开展维修性研究工作，为新一代舰船装备维修性设计提供有力的数据支持，为搞好舰船装备维修性管理提出建设性的意见和措施。     

舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现

文章围绕舰船电气设备的维修训练和考核需求,规划设计虚拟维修系统的组成结构和软件模块,运行状态转换控制流程及数据通信交互模式,详细阐述了训练考核教控管理、三维模型显示交互、数学模型仿真计算等软件功能。利用Lab VIEW、3DMAX和Post Engineer软件联合开发,研制完成了舰船海水淡化装置虚拟维修系统,实现虚拟现实交互、运行特性仿真、实时数据通信和训练考核评估等性能。     

基于虚拟仿真的船舱大型部件维修通道分析

如何在狭小的船舱空间中对数量众多的设备进行高效的维修一直都是舰船综合保障分系统设计的重要研究部分。良好的维修通道是实现舰船高效维修的基础。文章在船舱设备的维修性评价指标体系的基础上,提出了分析大型部件吊运维修通道的4个指标。然后,基于虚拟仿真和层析分析法,提出了具体的评价方法。最后以辅机舱汽缸盖维修通道为例,进行了验证。     

基于数字孪生的舰船蒸汽动力总体模型框架研究

[目的]为了实现舰船蒸汽动力系统的数字化、网络化和智能化,提出一种总体数字孪生模型应用体系。[方法]从物理对象、过程要素、生命周期及虚拟空间这4个维度,提出基于数字孪生的舰船蒸汽动力系统总体“四维思想模型”,并创建总体全生命周期的“五阶体系模型”,涵盖概念论证、系统设计、总装建造、试验试航及运维保障这5个典型的阶段。通过引入大数据、物联网、云计算、人工智能和基于模型的系统工程等先进技术,形成由物理层、接口层、数据层、模型层、调度层、功能层及应用层组成的舰船蒸汽动力系统总体数字孪生“7层架构模型”。[结果]舰船蒸汽动力系统虚拟设计分析及试验平台的验证结果表明,数字孪生体系框架可以有效支撑系统方案设计、操作运行分析及试验方案评估,从而实现舰船全生命周期中物理空间与虚拟空间的交互协同。[结论]研究成果可为舰船蒸汽动力系统的总体数字化设计提供参考。     

舰船监控网络异构监控数据自适应存储方法

为快速有效存储舰船监控网络异构监控数据,提出舰船监控网络异构监控数据存储方法。此方法主要用于优化舰船监控网络监控数据云存储平台的存储效果,多个舰船监控设备,经多个虚拟网关在数据接口层统一接口的使用下,将异构监控数据发送至数据处理层;数据处理层使用基于聚类的异构监控数据分类方法,将异构监控数据按照来源分类;分类后数据发送至分布式数据存储层,使用基于自适应分配的异构监控数据存储方法,结合分布式数据存储模型的可用容量与带宽状态,将分类后监控数据以自适应分配方式,存储于性能最优的存储模型,完成自适应分配存储。实验结果表明,此方法具备舰船监控网络异构监控数据自适应存储能力,存储效率、成功率显著提高。     

潜艇电机吊装路径规划及虚拟维修仿真分析

目前,产品的维修性分析最普遍的方法是在其物理样机上进行维修作业,然后进行相应的维修性分析。但是,制造产品的物理样机会大大增加研发成本,并会延长研发周期。而虚拟维修仿真技术通过虚拟操作和虚拟维修仿真过程进行维修性分析验证,使设计者及时发现设计上的缺陷并做出调整,克服了制造虚拟样机的缺陷。文章针对潜艇进坞维修时,电机吊装出舱过程进行虚拟仿真,首先对吊装路径进行规划,然后对吊装过程进行虚拟仿真,最后对虚拟仿真过程进行分析,验证了电机吊装路径的可行性。     

物联网环境下远程舰船通信网络数据安全存储方法

常规的数据存储方法存在数据丢失的问题,导致通信网络数据安全性降低,因此研究物联网环境下,远程舰船通信网络数据安全存储方法。该方法设计了一个数据虚拟存储空间,经拆分平面拆分后重置数据置乱规则,通过建立分级混合加密机制,实现远程舰船通信网络数据的安全存储。实验测试表明,与常规的数据存储相比,应用该方法网络数据丢失量骤减,存储安全得到提升。     

舰船研制中基于STEP的数据模型集成系统设计

舰船研制过程中需要建立一种能直接服务于舰船系统的采办过程并能集成性能、设计、分析、仿真及费用评估的数据模型。采用以STEP标准为基础的数据模型技术来解决舰船研制中不同应用之间的数据交换,分析了数据模型集成中的核心处理模块与基本功能模块,构建了由应用接口层、核心层、数据存取层组成的数据模型集成体系。     

基于模糊信息融合的舰船维修数据集成存储方法

利用传统方法对舰船维修数据进行集成存储后,数据完整性较低。针对上述问题,提出基于模糊信息融合的舰船维修数据集成存储方法。设计方法结构,根据该结构将方法分为3部分设计:首先利用数据仓库技术进行数据提取,并验证、清洗;然后在此基础上进行数据集成;最后将集成后的维修数据迁移到本地数据库当中,完成数据存储。结果表明:与传统数据集成存储方法相比,利用基于模糊信息融合方法进行数据集成存储后,数据完整性提高12.15%。     

舰船装备维修性设计集成管理技术与系统

针对维修性设计与舰船装备传统设计过程相互割裂的问题,将产品的维修性建模分配、维修性分析、维修性预计等使能工具融合到结构设计系统,研究了其中的集成模式、功能模型和实现方法,最终研制了舰船维修性设计集成平台。     

舰船全寿命全系统维修经济性分析

文章从全寿命全系统的角度论述了维修经济性的问题，重点分析了维修性设计及系统．的匹配对舰船的全寿命费用的影响，以及在服役期中如何提高维修经济性的问题。     

舰船虚拟维修训练系统开发初探

针对舰船维修训练实际,提出了舰船虚拟维修训练的设想,并基于开放源代码虚拟现实开发平台VRJuggler,对舰船虚拟维修训练系统进行了开发研究,提出了虚拟维修训练系统的解决方案和应用实例。