张建国

摘 要：现在我国的造船工业在世界造船工业上占有了很重要的地位，为了顺应时代发展的要求，我国的造船企业正在想着均衡化、快速化的总装造船模式转型。就目前我国造船企业的生产情况来看，多订单的生产方式明显不符合企业的发展实际。船舶建造流程虚拟仿真的运用，在保证企业造船成本控制的基础上，提高了造船工程中各项技术的效率问题。本文将从船舶建造流程的虚拟仿真相关技术语言入手，结合我国造船企业的实际情况，分析现代造船模式对我国造船企业的要求。

关键词：船舶；虚拟仿真技术；建造评估；应用

船舶建造流程中使用虚拟仿真技术，能够很好的解决船舶设计和制造阶段工作中的速度、质量和成本问题。因为船舶建造流程的虚拟仿真技术能够帮助船舶的设计和制造人员减少制造过程中的成本花费，以及在设计工程中因为设计问题出现的建造工程修改带来的额外开销。船体的结构设计是多个单位协同工作的结果，如何确保各个协调单位工作的高效化，是目前船舶生产设计者在设计工艺流程中需要关注的问题。

虚拟仿真技术的营运能够帮助船舶声场设计者在设计循环的早期阶段就发现建造流程中可能出现的问题，也就能够有效的降低整个设计的变更成本。有了虚拟仿真技术的保障，船舶建造的相继攻击的开展就能在三维情况下顺利进行并且获得验证，对着门技术的研究可以为三维工作船间专门的指令，让设计工艺的各个环节不再是独立的，而是能够与生产过程紧密联系，形成一体。

船舶建造流程的虚拟仿真技术是在计算机中建立虚拟的实体模型，对二维船舶制造进行设计，其中就包括了生产系统的创建，同时还含有生产工艺规划和操作顺序的验证。虚拟实体模拟技术还能够对船舶的生产工艺进行规划，对模型进行工艺的验证，甚至可以对整个虚拟建造的时间进行预测，其功能是非常丰富的。

1 船舶建造的虚拟仿真技术研究现状

传统的造船技术已经不能应付目前的市场要求。船舶建造的整个过程需要的时间长，同时因为船舶系统的细节中的很多元素都不是由单一企业参与，而是涉及多个供应商生产的问题，所以船舶建造从接到订单、开始设计、进行制造，甚至是售后服务整个流程，都需用运用科学的方法进行规划。对于整个船舶建造的过程，设计和建造的合理性，会很大程度对建造效率和建造质量起作用。下图1为虚拟仿真船舶模型举例。

目前发达国家在造船业上都采用了信息化的技术，这样的技术为国外造船业的发展带来了机遇，这都是对数字化技术和虚拟仿真技术深入了解和不断研究的成果。

美国早在1992年就获得融资并建立起一个能够在对实体船舶进行建造之前，通过虚拟仿真技术，在虚拟的环境中先对船舶进行设计、建造、运行以及评估，也就是我们所说的计算机上的船舶设计和船舶模型建造。这个方法已经运用到较为高级的潜艇设计当中，从工程效率来看，是非常高效的。

与此同时，美国还在开发设计船舶的的虚拟仿真软件，其主要的不敌是集合多学科技术，实现船舶设计成本减少一半的目标。加上美国高等学府对船舶设计和制造在虚拟环境中的应用研究的开展，美国船舶工业的虚拟仿真技术的发展目前处在一个国际领先地位。另外，船舶建造的虚拟仿真技术中部分分支的发展，也从船舶虚拟仿真设计、建造保障船舶实体组装存在生产设计和生产计划的错误率降低。

不仅仅是美国，国外很多船舶工业大国的虚拟船厂模型研究已经发展进入使用阶段。反观我国的在船舶虚拟仿真技术的研究和开发的发展，虽然不及国外发展那么迅速，但总体来看发展还是很可观的。该项技术的研究技术成果还只是在实用阶段的初期，现阶段还主要集中在结构设计和三维可视化的发展研究阶段。为了强化船舶建造过程的虚拟仿真研究和应用设计研究，我国已有高校自主考法虚拟仿真模型建造的平台，并且将船舶管系实行交互是装配，同时在装配系列和路径上做出规划。

2 船舶建造的虚拟仿真装配的应用

目前我国通过建立自主式的研究平台，对船舶建造的虚拟仿真技术进行研究，研究成果还是非常丰硕的。以上海交通导学的研究成果为例，此成果主要是虚拟装配的规划系统。这个系统的产品的零件和装备被设计在传统的CAD系统中，利用CAD的操作系统对零件及装配模型进行设计，再把设计的成果通过端口的方式接入到虚拟环境中，在短空中就可以实现对零件以及装配模型的分析、工艺规划、装配操作演练等工作。图2为船舶虚拟制造系统与船舶实际制造系统举例。

这个端口其实就是一个链接操作系统的桥梁。其使用性特别强，对多种工作环境下的设备都能链接。其支持的设备包括操作平台的外围设备、数据链接设备、语音设备、外放设备等。这一端口的工作环境的兼容性也是非常强大的。

该端口造作系统旨在为用户提供虚拟现实环境逼真的工作平台。在这样的工作平台下有一个系统导入另外一个系统的装配模型和装配环境模型，可以呈现出仿真度很高的虚拟装配场景。系统操作之处，船舶建造的各个零部件被放在对应的位置上，用户根据这一信息进行造作，这个过程主要涉及到装备过程的多个环节。最后的输出结果是应用CAD系统对船舶虚拟仿真模型建造修改的依据。

图2 船舶虚拟制造系统与船舶实际制造系统

3 船舶虚拟仿真的评估应用实现现存的问题

虚拟仿真技术进行标准化的技术应用对于船舶建造工业来说是非常重要的。但目前我国船舶建造企业在虚拟仿真技术上的标准化受到多方面因素的阻碍，要想解决虚拟仿真技术应用上的问题，就必须对标准化进行深入的研究。与此同时，船舶建造企业必须对虚拟仿真技术进行全面的应用，相关的软件开发商要注重软件的普及性，国内的科研所、高效之间要加强合作，运用各自的研究成果，共同为虚拟仿真技术的发展献计献策。

4 结语

我国的船舶建造的虚拟仿真技术相比于国外船舶建造的发达国家存在着很大的差距，不论是虚拟仿真技术的研究开发，还是在实用推广上，要追上世界发展的脚步，我国在这方面要付出的努力还很多。就目前我國的船舶虚拟仿真评估应用实现现存的问题，我国还需要更多的高科技人才的建言献策和不断深入研究。

参考文献：

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