基于三维模型的装配可视化研究

为提高船体结构制造中的船体装配可视化设计技术,更好地指导生产,提高生产效率,对基于三维模型的装配可视化技术进行研究。系统分析船体装配可视化设计,包括按工序出图、图纸信息集成、三维可视化技术、可视化系统和最终现场全面数字化环境下的可视化设计等,为船体制造中其他舾装专业的现场可视化协同装配和安装图纸表达提供参考,为最终实现船舶现场全三维数字化制造奠定基础。     

基于FLEXSIM三维仿真的集装箱起重机可视化监控技术

提出了一种基于三维可视化技术的集装箱起重机监控技术,利用三维仿真软件FLEXSIM二次开发技术,建立集装箱起重机仿真模型,开发三维模型的驱动接口和状态数据接口,实现集装箱起重机的三维可视化监控,实时并直观地监控起重机现场作业状态和作业流程。     

基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真

为提升船舶在复杂航行环境中的安全,提出基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真方法。该方法使用虚拟现实技术中的Vega Prime虚拟现实开发工具,依据海洋、船舶相关数据与图像,使用Crertor工具建立flt静态三维模型库,从该模型库内导出船舶三维模型所需数据后,使用Vega Prime虚拟现实开发工具的LynXPrime图形界面,对船舶航行复杂周围环境的水体、海浪等进行建模并进行纹理制作后,再通过实时驱动、视景仿真驱动以及仿真交互程序运行,实现船舶航行复杂周围环境图像三维仿真模型的交互。实验结果表明,该方法可有效对船舶航行复杂周围环境的洋流流向、流速、海水温度进行三维仿真。同时也可对船舶航行环境内其他船舶进行红外视景可视化,且应用效果较佳。     

基于Plant Simulation的船厂平直车间作业仿真与优化

船体分段的制造在整个船舶生产过程中占据了大量时间,因此,缩短分段制造时间是缩短船舶建造周期、降低建造成本、提高船厂生产效率的关键所在。以船厂平直车间为研究对象、以缩短车间生产平面分段的最大流程时间为目标,使用Plant Simulation对平面分段的生产制造流程进行模拟仿真,并基于仿真结果使用内置遗传算法功能模块对分段生产顺序进行优化处理,以达到缩短最大流程时间的目的,对分段车间的生产排程具有实际意义。     

基于虚拟现实的船舶制冷动态仿真系统的开发

针对轮机模拟器在船舶制冷仿真训练方面过于简化的问题,对某集装箱船制冷系统采用移动边界法和流体网络法建立系统的数学仿真模型,运用VC++的MFC开发系统的二维可视化仿真界面,基于3ds Max建立系统的三维物理模型,并采用细节层次技术(LOD)对模型进行优化,再进一步导入OGRE视景引擎中实时渲染。仿真结果表明:船舶制冷动态仿真系统能够实现冰机间与冷库的三维虚拟漫游,实现在二维端和三维端的人机交互操作等功能,可用于船员对船舶制冷系统的针对性学习和培训。     

物联网在船用管件制造流程中的应用

在船用管件的制造流程中,由于产品需求多样、制造工艺复杂、生产信息化水平低等因素导致制造企业生产水平和管理效率偏低。为了能够解决船用管件制造流程中存在的问题,在生产过程引入物联网技术,通过物联网,实现制造流程可视化,达到提高效率的目的。本文对船用管件制造管理物联网系统及其感知模块进行设计和实现,提出RP-WCL节点定位算法和L-RRP路由选择算法,最后进行仿真实验并给出实验结果。     

基于四元数的船舶运动姿态仿真研究

在开发船舶三维运动仿真系统或处理三维运动试验数据时,经常需要操纵物体旋转或对运动姿态数据进行插值计算,如果采用基于欧拉角方法对运动物体进行旋转操纵或插值,会出现明显的错误。因此提出在仿真系统中利用四元数来表示运动物体的姿态,并基于四元数对运动姿态序列进行球面插值,同时提出了依据插值节点信息实现?π全角度的欧拉角转换方法,由此在船舶仿真中实现了船舶姿态变化光滑连续的合理效果。     

船管车间生产数据驱动仿真与调度优化

船舶管子因其复杂的生产形式导致生产计划制定和生产性能评估难以进行。为此，提出数据驱动的生产物流建模与仿真方法。采用IDEF1X建模方法建立船舶管子车间仿真数据库的底层数据结构，基于数据驱动技术和面向对象的生产物流仿真技术，利用仿真数据驱动仿真软件QUEST快速生成船舶管子车间的生产物流仿真模型，并采用先到先加工遗传算法优化生产计划。文章所提方法提高了建模效率，解决了模型难以重用的问题，实现了船舶管子车间生产计划的可视化动态仿真，生产完工时间缩短了7.4%。     

基于Vega和VC＋＋舰艇运动视景仿真系统实现

以研究舰艇运动响应的可视化为目的,对视景仿真系统开发中各种常见的建模和驱动技术进行了重点研究。提出了舰艇运动视景仿真系统的整体设计方案及流程,利用建模软件Creator建立了逼真的三维舰艇实体模型。采用DOF节点技术建立了舵＼翼舵、鳍＼翼鳍及螺旋桨的活动模型,解决了视景仿真系统开发中的视点切换、多通道显示、仿真数据加载等关键问题。基于VC＋＋集成开发环境,应用VegaAPI编程技术开发了系统,三维仿真结果表明该系统具有较好交互性和逼真度。     

船舶机舱虚拟场景三维模型的建立及优化

随着计算机技术、通信技术和传感器技术的飞速发展,可视化信息模型成为国内外的研究热点,其中,虚拟现实技术是一种全新的三维人机交互和仿真技术,在建筑、航空、船舶、医疗等领域有非常高的应用价值。船舶机舱是船舶动力系统的控制单元,也是船舶人机交互最频繁的单元,因此,研究船舶机舱的三维仿真模型,提升操作人员的工作水平,改善船舶操纵质量有重要意义。本文结合计算机图形学知识和Multigen Creator软件,完成了船舶机舱虚拟场景的三维建模及软、硬件开发。     

基于Plant Simulation船舶分段制造车间的仿真与优化

目前分段车间生产过程面对的主要问题是生产流程受各类资源约束,无法达到节拍均衡生产。文章基于Plant Simulation软件采用流程再造技术,仿真船舶分段制造车间的生产流程,分析生产节拍的均衡性,并对此流程进行优化,进而得出最优的生产资源配置情况,消除制造瓶颈,使生产节拍最优。     

WEB前端开发技术在船舶通信数据可视化中的应用

针对传统的船舶通信数据可视化方法存在数据过滤性能较差的问题,提出设计一种基于WEB前端开发技术的船舶通信数据可视化方法。时域信息作为船舶通信数据的一个重要属性,包括持续通信时间与系统时间,它们的属性分别为跨度与刻度,采用不同的方式对二者进行处理。获取船舶通信数据中节点间的通信流具体数量与通信总数量,利用获取数据对节点聚类进行计算,根据聚类指数计算船舶通信节点作用力。利用Web前端开发技术对船舶通信数据棒状图的图标进行绘制,最终实现船舶通信数据可视化。为了证明该方法的数据过滤性能较好,将原有方法与基于Web前端开发技术的船舶通信数据可视化方法进行对比实验,实验结果证明该方法的数据过滤性能优于传统方法。     

面向云计算的船舶生产信息平台建设

近年来我国船舶工业迅速发展。然而与发达国家船舶制造企业相比较,我国在船舶生产管理方法与理念方面还存在差距,尤其在生产的数字化、信息化程度上。为此,本文对船舶生产信息平台建设进行研究,针对我国船舶生产过程存在的问题,提出基于知识工程的船舶制造与管理模型,提出云架构下的船舶生产信息平台结构设计,同时对该平台的开发环境、安全措施及费用进行分析和评估。     

PDM技术在船舶三维模型管理系统的应用研究

船舶整个制造过程涉及多个部门,如规划部门、设计部门、生产部门、测试部门及使用部门。如何对船舶制造过程进行统一管理及信息集成是提高船舶制造效率的关键。PDM系统是一种基于软件共享平台,可实现不同网络、不同平台之间的数据共享与交互,构建起船舶设计、制造、生产等不同部门之间信息平台的统一管理平台。本文分析了船舶制造管理流程,构建了基于计算机辅助设计、辅助工艺设计及辅助制造的集成管理平台,最后进行了仿真。     

计算机辅助设计的船舶智能制造

考虑到传统船舶智能制造技术存在效果差的问题,提出计算机辅助设计的船舶智能制造研究。根据船舶制造数据差与制造成本之间的关系函数,计算了船舶零件的公差因子,利用公差因子的均值处理,控制了船舶制造数据,根据船舶机械零部件的结构尺寸参数,通过确定船舶机械零件结构的尺寸范围,建立船舶零件的三维参数化模型,采用计算机辅助设计技术设计了船舶智能制造流程,实现了船舶的智能制造。实验结果表明,计算机辅助设计的船舶智能制造技术不仅可以提高零件细节的完整度,还可以提高零件之间的契合度,具有更好的效果。     

基于MBD技术的隔舱分段三维工艺设计

基于MBD(Model Based Definition)技术的船舶数字化工艺设计是对船舶设计模式的创新。分析三维工艺设计流程,利用不锈钢化学品船隔舱分段统一的三维模型进行隔舱分段的工艺流程设计,将工艺模型和船舶产品模型进行中间产品装配体的划分,利用DELMIA对隔舱分段中间产品和资源设备进行人机交互式工艺仿真设计,使用优化后的工艺模型完成三维工艺文档的设计。结果表明:基于MBD的三维工艺设计能够打通模型在设计、仿真、建造等多个环节的数据链路,从而有效提升船舶的建造效率和质量。     

船舶三维数字化设计研究

对船舶三维设计方法及技术进行了研究,阐述了基于CATIA的船舶三维设计具体设计流程和方法,并结合3100TEU集装箱船具体实例,探讨了船舶三维设计方法和一般步骤.该研究对船舶三维设计系统的开发有一定参考价值。     

应用FastCAM软件的船舶三维可视化模型构建

针对当前船舶三维可视化模型,由于计算机软件的局限性,导致船舶绘制过程中出现CAD零件图编辑处理效率和代码转换效率低的问题,提出了应用FastCAM软件的船舶三维可视化模型构建研究。利用STEP数据交换标准,管理船舶数据及其关系,设置船舶三维可视化模型输入数据,应用FastCAM软件,清除与压缩船舶绘制DXF/DWG文件,自动编程船舶轮廓并转换编程代码,桥接多个零件实现连续切割。叠加未变形网格图和变形网格图,三维可视化显示船舶位移里程与数据滤波,实现船舶三维可视化模型构建。实验结果表明,与当前模型相比,构建模型的CAD零件图编辑处理效率和代码转换效率数值较大,能够有效提高CAD零件图编辑处理和代码转换效率。     

Unity3D虚拟现实技术在机舱资源管理模拟器开发中的应用

针对目前机舱资源管理训练平台在高逼真度和强交互性等方面存在的不足,提出一种基于Unity3D平台的远程可交互式机舱资源管理模拟器的实现方法。首先,基于3ds Max/Unity3D的虚拟现实技术,阐述机舱资源管理模拟器的总体设计方案;其次,介绍Unity3D程序的开发流程和关键技术;最后,在应用3ds Max对超大型油船机舱设备进行三维建模的基础上,对应用Unity3D工具包实现虚拟场景的动态交互技术进行研究,实现三维船舶模型数据与二维模型数据的整合、碰撞检测和三维机舱虚拟漫游等。采用实船数据对该模型器进行仿真应用,结果表明:所开发的系统能很好地满足机舱资源管理训练的各项指标要求,且实现效率较高。     

面向船厂管子制造流程的仿真优化

管子生产是造船企业生产组织中的重要的加工环节,其生产计划的制定具有计算复杂性和多约束性的特点。结合仿真与优化算法,首先对船舶管子制造流程详细分析,构建管子生产流水线,并应用Plant-Simulation软件建立仿真模型,对船舶管子生产流水线的瓶颈进行分析,最后应用遗传算法实现生产计划的优化。利用国内某造船厂实际数据进行验证,结果表明该方法能够有效缩短工期。