大数据环境下的船舶中间产品装配工时预测模型

基于大数据环境提出考虑误差修正的两阶段船舶中间产品装配工时预测模型。从船舶设计软件中提取中间产品装配工艺信息,建立反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)模型,实现装配工时的初步预测。采集对装配工时预测可能造成影响的外界因素大数据,建立基于极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting, XGBoost)算法的装配工时预测误差修正模型。两阶段预测结果相加得到装配工时预测值。实例验证该预测模型的有效性,可为船舶企业完善装配工时管理提供切实可行的解决思路。     

船舶精细化工时管理模式及应用

以船舶与海洋工程制造企业工时管理体系为研究对象，以构建数字化、集成化、智能化、标准化的工时管理信息系统为目标，对设计数据和实动工时进行深度挖掘，系统研究数据抽取规则、工时测算规则、工时修正方法及其与任务派工标准和结算标准等方面之间的关联规则，实现与设计数据的有效集成，完善和规范工时物量管理的业务流程和测算方法，有效帮助企业改进生产工艺、提高生产效率，显著提升企业核心竞争力。     

基于虚拟现实的船舶产品装配仿真研究

虚拟装配是虚拟制造领域的研究热点。为实现船舶产品的装配仿真，自主开发了虚拟装配仿真平台；介绍了虚拟装配平台IVAE（Interactive Virtual Assembly Environment）的系统结构，并结合船舶产品装配特点分析了主要关键技术：虚拟装配环境下的模型表达、装配约束处理和碰撞检测。最后，以一个船舶产品装配实例进行了验证。验证结果表明：在平台的仿真环境下能有效地解决船舶产品的装配问题，这对船厂的实际装配生产具有一定指导意义。     

船舶柴油机装配工艺专家系统研究

船舶柴油机装配工艺专家系统是人工智能在船舶柴油机制造领域的一个具体应用,它能帮助船舶柴油机装配工艺设计人员制定工艺方案。研究结合实际课题,运用专家系统的知识,将专家系统、网络数据库、软件工程等理论与技术应用到船舶柴油机装配工艺设计中,提出了船舶柴油机装配工艺专家系统的实现方案。     

激光投影在船舶装配过程中的应用

针对船舶装配过程中划线工序耗时较长且效率较低的问题,提出一种基于激光投影的船舶数字化装配技术。通过将三维数字化模型与激光投影设备相结合实现零部件精准定位,在此基础上,施工人员根据投影信息开展装配作业。以船体小组立装配过程为例,对该技术方案进行应用验证。研究及验证结果表明,该数字化装配定位技术满足船舶装配过程中的定位需求,可在船舶装配定位领域推广应用。     

肥大型船舶的航速估算方法

本文在分析比较已有船舶航速估算方法的基础上，重点进行了肥大型船舶的航速估算方法研究，其中包括有效功率估算，自航因子估算，螺旋浆初步设计和相关补贴等研究，提出了最新的肥大型船舶航速估算方法。有效功率估算研究是将上海船研所肥大船系列试验图谱重新分布、表达，再根据二十余年积累的大量肥大船模型和实船试验资料，对球首和船型的影响进行修正，用４０余艘肥大船模型试验结果校核、修改、完善，得到肥大型船舶的有效功率     

考虑船舶影响的升船机结构动力特性

运用ANSYS有限元软件建立了包含塔柱、承船厢、水体、船舶、提升系统等构件的大型垂直升船机整体模型,计算分析了升船机结构的动力特性。计算结果表明:横荡、扭转、纵荡是承船厢结构低阶主要振型。厢内有船会降低承船厢系统的自振频率,其有船与无船工况下横荡自振频率分别为0. 130 9 Hz和0. 280 5 Hz;升船机整体结构低阶特征振型主要包括整体系统的横向摆动、绕竖向的扭转、纵向摆动。承船厢内有无船舶计算得到的同种振型下升船机整体结构的自振频率相差很小,表明船舶对升船机整体结构自振特性的影响不大;承船厢位置的升高会使得升船机整体结构的自振频率降低;承船厢位置的变化对升船机低阶振型影响较大,对高阶振型的影响较小。     

Study on real-time estimation of the ship motion cross spectra

 Time-varying coefficient vector autoregressive (T-VVAR) modeling with instantaneous responses is applied to spectrum analysis based on the nonstationary motion data of ships. Because of the ship's maneuvers, changes such as course and speed, the ship motions in waves are regarded as a nonstationary random process, although the seaway can be considered as a stationary stochastic process. The T-VVAR model is transformed into a state space model, and the time-varying coefficients can be evaluated by using the Kalman filter algorithm. Using the estimated time-varying coefficients, the instantaneous cross spectra of the ship motions can be calculated at every moment. In order to examine the reliability of the proposed procedure, on-board tests were carried out. Under stationary conditions, at a constant speed and course, the proposed method shows good agreement with stationary vector autoregressive (SVAR) modeling analysis. Moreover, it is confirmed that the proposed method can estimate the instantaneous cross spectra of the ship motions even under nonstationary conditions, showing that this is a powerful tool for on-line analysis of the nonstationary motion data of ships. Received: August 2, 2002 / Accepted: November 28, 2002 Acknowledgments. The authors thank the captain and crew of the training ship Shioji Maru, Tokyo University of Mercantile Marine. Address correspondence to: T. Iseki (iseki@ipc.tosho-u.ac.jp) Updated from the Japanese original, which won the 2002 SNAJ prize (J Soc Nav Archit Jpn 2001;190:161–168)     

集装箱船自适应舱群配载优化算法

传统船舶舱群配载算法在集装箱分布排列最优计算过程中,忽略了空间分布的约束条件,导致计算结构的适应值非最优值,降低了船舶空间使用率,增加了船舶运输成本的投入。因此,提出集装箱船舶自适应舱群配载优化算法研究。通过建立船舶舱群配载约束条件模型、配载分布数据模型与自适应优化模型,完成对集装箱船舶舱群配载过程中集装箱分布适应量的约束优化,通过对分布适应函数量的条件约束,获得分布最优量,完成优化计算。通过仿真对比实验表明,提出的集装箱船舶自适应舱群配载优化算法,在集装箱舱群配载仿真测试中的配载量大于传统算法的配载量,提出优化算法效果明显,符合实际要求。     

船体结构分段装配研究

通过数字化设计软件平台来构建船体结构3D模型,在仿真环境中对模型进行操作和分析,按照分段进行纽装,实现分段装配过程的仿真处理,并对各个级别装配的构件进行集合上的干涉检查,实现了从船体结构建模到结构装配仿真的基本操作与运算。     

船舶水下辐射噪声特性研究

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究.首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流-固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算.然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件.最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究.本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好.     

船舶舱室火灾通道烟气特性研究

有毒有害烟气是船舶火灾发生后最大的危害,对其控制和管理显得尤为重要,但目前相关的研究和应用较少,特别是火灾发生后如何消除烟雾和有害气体的研究更为缺乏。文章通过模拟舱室火灾试验,研究通道烟气的蔓延规律和温度分布情况,获得燃料的热释放速率曲线和质量燃烧速率曲线。通过通道布置的探测点得到了舱室火灾通道烟气运动规律及温度分布情况,为船舶消防损管系统设计中排烟风机的选用、布置、人员逃生和相关消防战术的制定提供参考。     

考虑船舶影响的超高扬程升船机地震响应研究

采用ANSYS有限元软件,建立了200 m扬程的升船机整体有限元模型,包含了卷筒、钢丝绳、平衡重、塔柱、承船厢、顶部联系梁、纵横导向机构、挡土墙以及地基。利用Housner模型和修正Housner模型简化了厢-水、厢-水-船动力耦合模型。通过有限元计算,对比分析了8度地震作用下,厢内有船和无船两种工况时,升船机塔柱以及承船厢的位移和加速度响应以及特征部位的应力响应。结果表明:升船机塔柱顶部的最大横向位移为36.61 cm,满足规范限值要求;地震作用下底板和塔柱筒体的交界面发生应力集中现象,需加强配筋;厢内船舶对升船机整体系统的动力响应影响不大,但是对承船厢有较为明显的影响,在研究地震作用下承船厢动力响应时,厢内船舶不能被忽略。     

现代统计学理论的船舶事故发生频率估计研究

随着航海业的蓬勃发展,船舶数目得到大幅度的增长,船舶安全问题成为影响航海业发展的重要因素之一。在以往的船舶事故发生频率估计研究中,对于航线因素考虑不够细致,导致估计结果失真情况时有发生。因此,使用现代统计学理论设计船舶事故发生频率估计方法。获取航线事故数据,对其进行清洗与处理,获取数据之间相互关联性。以GM(1.1)模型为蓝本,使用同质法对航线进行划分,将划分结果带入模型中得到基础事故率,同时构建修正系数函数,确保数据计算结果的可靠性。至此,现代统计学理论的船舶事故发生频率估计方法设计完成。通过实验对比可知,此方法的估计结果与实际事故数相似度较高,估计结果较为可信,在日后的研究中可使用此方法提高船舶事故发生频率的研究深度。     

景洪升船机500吨级船舶实船试验船厢水面波动特性研究

升船机承船厢对接过程是升船机运行全过程中重要的一环,对接过程中船厢内的水面波动直接影响厢内船舶的安全停靠和水力式升船机同步轴工作条件。针对这一过程中厢内水面波动变化特性对升船机安全运行的影响,进行了在不同对接水位差启闭卧倒门和在不同航速进出船厢的500吨级船舶实船试验。重点探讨了对接水位差、船舶进出船厢航速对厢内水面波动特征值的影响,给出了船厢内波动振幅与水深和水位差的经验公式,分析其对船厢和船舶航行安全的影响。实船试验成果验证了景洪升船机500吨级船舶通航安全性。     

基于CFD方法的舰船纵倾组合浮态阻力计算的研究

随着舰船大型化和快速化的发展,舰船易发生横倾和纵倾等浮态变化。如何准确地预报舰船的阻力状况是设计船体时的重要步骤。针对此问题,本文主要采用计算流体动力学的方法估计舰船阻力。本文在介绍CFD技术原理的基础上,研究了CFD主要技术思路和详细计算流程。对船体在航行过程中所受阻力进行归纳分类,推导流体动力学控制方程式,研究应用广泛的湍流模型。最后,进行船模试验,验证CFD模拟计算结果。试验结果表明,CFD计算结果较为精确,具有实际应用价值。