数字孪生技术在船舶全生命周期的应用架构

详细介绍数字孪生技术的发展历史和概念内涵。将包括物理实体、虚拟模型、服务系统、孪生数据和链接的五维应用模型与船舶全生命周期管理相结合,提出基于数字孪生的船舶全生命周期应用架构。针对船舶研制阶段和营运阶段,提出适用的数字孪生应用框架。为船舶的智能化发展和数字孪生技术在船舶行业的应用提出建议。     

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。     

基于数字孪生技术的水资源高效利用研究

随着数字化、信息化技术的快速发展,数字孪生技术在水资源管理领域展现出巨大潜力。本文聚焦淠史杭灌区数字孪生技术一个应用案例,围绕数字孪生技术在提高水资源利用效率方面进行了探讨。首先简要介绍了数字孪生技术的基本概念,随后分析安徽省水资源现状及面临的挑战,以及现有水资源管理方法的局限性。重点研究了数字孪生技术在安徽省水资源管理中的应用,并评估了其在提高决策效率、降低管理成本、提高安全性能以及促进可持续发展等方面的影响。此外,还探讨了数字孪生技术在水资源管理领域面向未来的策略与建议。研究表明,数字孪生技术能够有效提升水资源管理的精准性和效率,为实现水资源的高效利用和可持续发展提供新的途径。     

基于数字孪生的船舶预测性维护系统

针对造船技术和需求的发展,使得船舶维护面临着成本不断上升的问题,提出面对高端复杂船舶采用数字孪生技术进行预测性维护。在研究了数字孪生预测性维护模型模型基础上,将其分为创建数字孪生体、数据获取、数据预处理、模型训练、故障预测与诊断和设备维护六个阶段,并分别介绍了各阶段的主要任务和技术。最后分析总结了进行数字孪生船舶预测性维护难点及发展路径。     

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。     

船用承压结构变形场混合数字孪生监测模型方法实现

[目的]旨在为实现船舶的全生命健康监测设计一种面向结构健康监测的混合数字孪生系统。可实时采集及反馈关键舱室结构的变形,从而提升航运的信息化和安全管理能力。[方法]首先,采用奇异值分解法对多组载荷形成的物理场信息进行数据压缩降维得到特定的标准正交基,创建基向量与载荷关系的响应面模型,输出基于实时输入载荷的有限元降阶模型。其次,采用基于地统计学的克里金插值算法,按照特定拓扑结构布点,将实时的传感器数据和降阶模型输出的补充点位数据经由卡尔曼滤波算法进行融合修正,共同计算监测对象的变形情况。最后,通过构建变形监测软硬件系统,实现监测物理特性的采集到可视化的全过程。[结果]该系统在预设的载荷下,硬件采集系统能够稳定进行数据采集,配套的应用程序能够按照预期的要求进行实时可视化采集。[结论]该结构健康混合数字孪生系统满足船舶的健康监测需求,对未来船舶的高度一体化、智能化发展具有一定的参考意义。     

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台的应用,从对象选取、模型构建、数据库设计等方面,提出构建轴系试验平台数字孪生体的方法,并通过真实试验,验证所构建的数字孪生体。     

基于数字孪生技术的船体结构设计研究

由于传统舰船设计方法中存在船体结构设计不合理、设计效率低、多任务协调性差、准确性验证不足、辅助决策功能不成熟等一系列问题,研究基于数字孪生技术的船体结构设计方案。根据船体设计物理信息,使用三维建模技术构建船体结构数字孪生体,采用第三代波浪数值模型求解海洋环境矢量场,模拟真实海洋环境,实现船舶虚拟呈现。通过刚体六自由度运动方程建立船体水动力模型,模拟船舶航行状态,根据模拟航行的测试结果不断迭代优化船体结构设计方案,最终实现船体结构设计优化。实验表明,该方法构建的船舶数字孪生体效果非常逼真,航行模拟状态很准确,相对误差很小,完全可以达到船体结构性能测试的要求。     

数字孪生技术在船舶海工领域的应用前景

近日,国家发改委、中央网信办印发《关于推进"上云用数赋智"行动培育新经济发展实施方案》。《方案》指出,加快数字化转型共性技术、关键技术研发应用。支持在具备条件的行业领域和企业范围探索大数据、人工智能、云计算、数字孪生、5G、物联网和区块链等新一代数字技术应用和集成创新。《方案》提出,鼓励研究机构、产业联盟举办形式多样的创新活动。     

人工智能技术如何引领船舶行业变革

正人工智能技术迅速发展,为各个行业的发展带来变革性力量,船舶智能制造将是人工智能技术应用的主要领域。近年来,人工智能技术迅速发展成熟,在多个领域得到广泛的应用,带来降本增效的实际商业价值。同时,人工智能技术不断向包括船舶行业在内的传统领域渗透,将对传统行业发展产生颠覆性影响。人工智能对传统行业的影响新一轮产业变革席卷全球,人工智能成为新一轮产业变革的核心方向。如今,越来越多传统制造企业在新旧动能转换中,将人工智能作为发展的新动力,不断创造出新     

数字孪生驱动半潜式钻井平台智能技术应用

通过运用数字孪生技术,将物理实体映射到数字孪生模型中,运用大数据挖掘技术并集成人工智能技术,实现多源信息数据的融合,构建海上钻井平台五维数字孪生系统,开发数字孪生驱动的半潜式钻井平台智能监测系统。     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

基于数字孪生技术的船舶智能机舱

<正>数字孪生是个普遍适应的理论技术体系,可以在众多领域应用,在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在国内应用最深入的是工程建设领域,关注度最高、研究最热的是智能制造领域。数字孪生技术数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、     

人工智能技术在船舶电力系统故障诊断中的应用

近年来人工智能技术在很多领域得到了成功应用,特别是故障诊断方面。船舶电力系统是保障船舶自动化系统正常工作的重要组成部分。由于船舶电力系统工作环境恶劣,因而船舶电力系统一旦出现故障将会产生很严重的后果。传统船舶电力系统故障检测费时费力,本文通过对人工智能技术进行分析,研究了人工智能技术在船舶电力系统故障诊断中的应用,提出了一种故障诊断系统架构,重点研究了基于人工神经网络以及专家系统的电力系统故障诊断,设计了神经网络模型,给出了推理机的故障诊断流程。     

船舶“智造”步履声声

正近年来,人工智能技术迅速发展成熟,在多个领域得到广泛的应用,带来降本增效的实际商业价值。同时,人工智能技术不断向包括船舶行业在内的传统领域渗透,将对传统行业发展产生颠覆性影响。船舶行业作为典型的传统制造业,也面临着绝大多数传统行业所面临的同样的处境。一方面,人工智能将成为船舶行业提高生产效率,降低企业成本的主要方式,帮助行业更好地优化生产流程、更好地配置整合资源,贯穿制造体系全流程。另一方面,人工智能的应用发展     

基于人工智能的船舶识别关键技术研究与应用

内河航运受环境和航道等因素影响,现有船舶识别技术对船舶身份进行识别,存在识别不准确、无法识别等问题。为解决这一问题,项目课题组首次提出通过人工智能技术来实现船舶自动识别。本文提出的基于人工智能的船舶识别技术,在湖州的实验表明,应用了人工智能技术的船舶识别系统,整体识别精度达到95%以上,识别效果改善明显。本文将对人工智能技术在船舶智能识别系统中的应用进行论述,以期为行业应用提供技术支撑。     

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。     

数字孪生技术在港口管理中的应用与效益分析

本文旨在探讨和分析数字孪生科技在港口管理中的应用及其优势。数字孪生技术是新型数码模拟工具,能够以更为智能和高效的方式为港口管理提供解决方案。通过盘点数字孪生科技在港口运营、安全管理、资源优化等方面的一系列应用案例,深度解析了数字孪生科技在港口管理中的卓越表现。本文还对数字孪生科技的未来应用前景进行了阐述和分析,并对今后的研究方向提出了建议。     

基于图像识别的智能船舶安检辅助系统构想

海事机构及其监管模式的改革,呼唤着新技术的应用。随着人工智能技术的长足进步,在行政监管领域和其他领域一样,必将会带来颠覆性的变革。为适应未来发展趋势,本文对一种基于人工智能的船舶安检辅助系统的开发进行初步探索,提出了一种基于图像识别的智能船舶安检系统的设计与实现方案以及应重点关注的问题,供以后类似研究及系统开发参考。