基于数字孪生技术的船用柴油机关键件切削参数在线决策优化方法

针对船用柴油机关键件加工过程中碳排放量高、效率低等问题,提出一种基于数字孪生技术的船用柴油机关键件切削参数在线决策优化方法,通过构建切削参数在线决策优化数字孪生模型,使物理车间、虚拟车间及切削参数在线决策优化模块进行数据互联与驱动,实现柴油机加工过程中的切削参数采集、决策优化和反馈一体化.创建机床生产效率和碳排放量的数...     

基于数字孪生的过盈配合组件装配质量监测方法

[目的]针对过盈配合组件装配质量难以控制的问题,提出一种基于数字孪生的过盈配合组件装配质量监测方法。[方法]结合数字孪生技术,构建过盈配合组件装配质量监测系统框架;综合分析实际装配过程,设计基于压装力的装配过程实时监测流程;结合压装过程中压装力历史数据,建立了基于Markov的压装力状态预测模型。综合比较理论压装力、实际压装力以及压装力预测状态,实现过盈配合组件装配质量的综合判断。[结果]以典型船用行星减速器输出轴与太阳轮过盈配合为例进行验证,验证结果表明,该方法可实现在装配过程中关键点压装力的实时采集和监测,预测未来质量特征点的压装力状态,同时,实验结果与模型预测结果具有一致性。[结论]以数字孪生为基础监测过盈配合组件装配质量的方法是有效可行的,研究结果对机械产品智能化装配过程中质量监测的实现具有重要参考意义。     

船体结构数字孪生技术及应用

数字孪生技术可真实复刻物理实体至数字空间进行虚实映射,其框架包括物理世界、数字世界、孪生数据池、服务应用和数据连接等五个维度。船体结构数字孪生即在数字世界中建立载荷物理场与结构孪生体并实时获取结构响应状态,可从设计仿真、生产制造和航行运维三个阶段探讨应用方向。本文针对模型降阶技术,基于本征正交分解法对船体结构位移场矩阵计算得到正交基底,截取主要成分构建低阶方程组,可快速求解得到降阶模型在各工况下的位移推算值。本文方法与传统有限元结果吻合较好,计算效率大幅提升,可实现船体结构响应的实时分析,为构建船舶数字孪生体提供基础支撑。     

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...     

基于人工智能和数字孪生技术的码头全周期健康监测应用研究

码头健康监测是利用现场的、无损的、实时的方式采集码头结构与环境信息,通过分析结构反应的各种特征对码头结构状态进行识别,提高码头设施的安全性、适用性和耐久性,确保码头设施处于良好技术状态。通过对码头健康监测的现状研究,对码头的全周期健康监测技术路线进行研究,同时引入基于人工智能数字孪生技术对码头的技术状态进行识别,为码头全周期安全运行提供技术支撑。     

煤炭港口数字孪生系统构建及应用

针对当前煤炭港口数字化转型相关研究及实践中存在的技术应用场景比较单一、对全链条全场景覆盖度不够、子系统存在信息孤岛等问题,进行煤炭港口数字孪生系统构建及应用研究。基于对煤炭港口场景的深入了解和运营实践,采用物联网、系统仿真等关键技术,在已有研究的基础上实现数据标准化和接口标准化,提出涵盖全要素、全流程、全场景的煤炭港口数字孪生架构和五维模型。依托某煤炭港口进行应用,系统实现了全面准确反映港口运营情况、规避煤炭自燃安全隐患、大幅提升运营效率的目标。     

数字孪生体技术在船舶轴系试验台架中的应用研究

轴系试验台架是研究船舶轴系的主要方式之一,对研究船舶轴系的动力特征以及故障机理起着重要的作用.但由于客观条件的限制,目前轴系试验平台在进行故障诊断、状态识别中对于判据知识的获取还存在一定的问题.数字孪生作为实现物理空间在虚拟空间的双向映射的手段,其在船舶行业中的应用较少,文章基于数字孪生的思想,研究数字孪生在轴系试验平...     

基于多源异构模型和数字孪生的船舶运动仿真

随着科学的发展,船舶运动仿真系统也趋于复杂化,以往的建模与仿真手段难以满足智能船舶数字化的发展需要,利用多源异构建模协同仿真技术与数字孪生技术能够解决复杂系统仿真困难的问题。本文剖析当下国内外多源异构建模协同仿真技术和数字孪生技术,设计多源异构建模方法和协同仿真系统,提出基于数字孪生技术的船舶运动仿真设计框架和关键技术,为船舶运动的数字化研究提供借鉴和参考。     

基于数字孪生的测试场景架构及应用研究

虚拟测试场景在智能船舶评估中占有重要地位,数字孪生技术能够对现实环境进行描述、预测,实现智能现实环境与虚拟场景的交互映射。本文探索如何将数字孪生应用于智能船舶虚拟测试,构建船舶和环境数字孪生体来实现船舶在现实环境中如何获取数据、在哪获取数据,获取何种数据映射到虚拟测试场景中,并寻求更为准确的参数。初步构建出基于数字孪生的船舶虚拟测试场景架构,基于该架构进行虚拟测试前后以及船舶远程操作时延优化应用,该架构具有一定的有效性和可靠性。基于数字孪生技术能够提高智能船舶虚拟测试系统的效率和操作精度,增强实验结果的可靠性。     

基于数字孪生的船闸安全智慧管理方法

船闸承担着防洪和通航等重大任务.传统的船闸安全管理方法实时性、直观性不足,且对于危险的响应速度存在明显的滞后现象,难以满足船闸现代化运维管理要求.基于数字孪生概念,提出利用大数据、人工智能等技术,构建船闸安全管理智慧解决方案.并在此基础上开发基于数字孪生的船闸安全智慧管理系统,旨在提高船闸安全管理的智慧化水平.     

数字孪生五维模型及十大领域应用

数字孪生是在计算机系统中对物理实体进行全面精准刻画的数字化模型,其应用可助力提升水路运输智能化管理水平。基于大数据监测与分析、数字孪生体构建、虚实模型的信息实时匹配与交互和数字驱动控制,以及动态可视化等水路运输数字孪生关键使能技术的分析,详细阐述基于数字孪生的船舶系统智能制造、运营管理、全生命周期智能运维、虚拟场景构建与虚拟实验的研究与应用现状,在此基础上,对水路运输装备的数字孪生技术进行归纳与展望,为数字孪生技术在水路运输领域的发展与应用提供参考。     

基于数字孪生的船闸信息管理方法

针对当前船闸在运维管理过程中存在实时性与直观性不足的问题,建立一种新的基于数字孪生的船闸信息管理方法。运用BIM技术与WebGL技术,提出船闸三维数字信息化场景构建方法。通过分析船闸多源化异构数据实体关系,构建船闸多源异构数据库。基于建立的三维模型场景与多源异构数据库,制定一种三维虚拟仿真场景与多源异构数据库相互调用机制,基于B/S架构,研发基于数字孪生体的船闸BIM数字档案管理平台,实现船闸全景漫游、空间网格管理、档案信息查看、实时仿真互动等功能,为船闸运维管理的数字化、网络化与智能化提供技术支持,提升船闸管理水平。     

基于数字孪生的船舶管加工数字化车间研究

数字孪生是实现物理车间与虚拟车间交互融合的有效技术手段,被国内外相关学术界和企业高度关注,但目前的研究尚处于理论研究阶段,研究成果相对较少且缺乏整体解决方案。本文分析传统车间管控系统架构存在的不足,提出基于数字孪生的数字化车间运行新流程。基于B/S架构进行数字孪生系统设计,并给出与业务系统进行数据及接口集成的方法。利用数据采集网关技术,将现场设备数据进行实时采集、分类、清理及上传,实现基于现场实时驱动的虚拟车间运行。从产品、生产线、过程信息3个方面构建基于数字孪生的车间信息模型。最后,基于武昌造船集团有限公司的全自动化直管柔性加工生产线实现了数字孪生车间系统。     

船用柴油机混合建模方法研究

鉴于单一的机理建模法和辨识建模法在船用柴油机建模领域都存在一定的不足,提出基于机理与网络辨识互补的船用柴油机混合建模方法。机理模型用来保证不同使用工况下的模型全局可信度,网络模型用来辨识系统中不可描述部分所带来的模型误差,二者通过互补形成混合模型。测试结果表明,采用混合建模方法可更好地反映船用柴油机的真实特性     

人工智能和数字孪生在船体结构安全评估中的应用探索

为能实时准确地获取船体结构载荷监测数据,顺应结构“数字孪生”概念的发展,对基于人工智能的结构载荷反演技术进行研究。介绍基于人工智能的结构载荷反演技术的研究进展情况,探讨其在船舶安全评估领域应用的有效性和难点。在此基础上,介绍数字孪生的基本概念和发展历程,并结合船舶领域已有的技术基础,探讨数字孪生的应用前景和亟需突破的关键技术。