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。     

舰艇作战系统数字孪生的内涵与特征研究

数字孪生作为一种在信息世界刻画物理世界、仿真物理世界、优化物理世界、增强物理世界的重要技术,有望给舰艇作战系统等武器装备的发展带来重大变革。本文分析舰艇作战系统在全生命周期存在的主要问题,提出舰艇作战系统数字孪生的基本内涵以及对应数字孪生体的总体架构,总结舰艇作战系统数字孪生在系统顶层架构、虚实互动机制、综合运用流程等三大能力特征,对指导舰艇作战系统数字孪生的应用具有重要意义。     

欧洲铁路数字孪生战略实施计划与应用现状

文章首先探讨在数字孪生趋势下欧洲铁路行业发展的机遇,阐述在数字孪生研发上进行持续投入对推动铁路数字化转型的关键作用。然后,简述法国国家铁路网应用数字孪生技术时面临的挑战,介绍目前与该公司数字孪生计划相关的5个项目的详细信息,以及通过部署此类技术带来的铁路网络性能的潜在收益。最后,介绍数字孪生技术作为铁路向数字化转变的一部分是如何在荷兰ProRail公司推广并应用于复杂、关键设施设备的健康状态判断的,以期为铁路行业从业者提供经验借鉴。     

利用数字孪生技术助力石河水库运行管理

水是人类生活不可或缺的重要资源之一,水库的管理对保障水资源的有效利用和防止灾害的发生具有重要意义。然而,传统的水库管理方式面临着一系列的挑战和困难,例如信息不对称、决策依靠经验等,这不利于高效的水库运行管理。为了提升水库管理效能,数字孪生技术应运而生,并且在智能决策中起着重要作用。     

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。     

桥梁结构状态评估方法研究现状与展望

桥梁老龄化日益严重,桥梁安全状态成为广泛关注的问题,对桥梁进行合理的状态评估有助于桥梁管理养护和危险预警,保证桥梁正常运营。首先介绍了桥梁健康监测系统,分析监测系统存在的问题。其次分别从试验、数据分析和数字孪生方面介绍了桥梁评估方法的研究现状,然后阐述了桥梁状态评估的发展与挑战,综合分析表明目前结构健康监测系统仍存在较多问题,试验方面基于动力测试的损伤识别和基于视觉监测的桥梁状态评估都有自身的局限性,海量的监测数据需要进行有效的处理,BIM技术下的桥梁健康监测系统能实现监测与养护一体化运维管理,数字孪生技术将为桥梁状态评估带来新的可能。     

基于BIM标准体系的铁路协同设计体系研究

随着物联网、云计算、大数据等前沿技术的不断进步,铁路行业正在迎来新的发展机遇。数字孪生铁路是以智能建造、智能装备、智能运营为核心的智能高铁技术应用数字环境,也是铁路工程全生命周期应用的数据基础。传统的设计方式中各专业内和专业间数据相对离散、逻辑关联性不高、成果不易维护且信息存在大量冗余,无法满足铁路智能化应用的要求。以京张客运专线BIM项目为载体,研究能够集中管理各专业设计资源、定制各专业设计参数交互流程、构建专业间数据层面逻辑关联、具有统一数据框架的协同设计体系。该体系强化了各专业间的联系,提升了设计质量,为工程数字化建设提供了数据结构组织有序、易于维护、动态可感知的数字孪生工程,同时也为勘察设计企业拓展工程全生命周期业务提供了可靠的技术保障。     

基于事件驱动的板材切割作业实时调度方法

船舶板材切割存在工艺流程复杂、加工任务多变、加工装备随机停台等情况,生产计划依赖于管理人员通过经验进行人工现场调度,效率低且难以实现生产资源的优化,容易造成任务脱期。基于船舶切割车间的五维数字孪生建模方法,建立事件驱动的切割作业实时调度模型,通过生产现场的状态驱动生产资源的重新调度,并利用免疫遗传算法进行求解,实现切割作业任务的动态调度优化。应用表明该调度模型可以动态响应生产现场的随机状态变化,自动对切割作业任务进行重调度,提高生产资源的利用率,降低切割作业任务的脱期率。     

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。     

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。