船舶机舱设备虚拟装配与工艺说明数字化技术研究

摘 要：我国的船舶制造业发展位于世界领先地位，船舶制造业的蓬勃发展也解决了我国大量人口的就业问题，船舶制造同样肩负着进出口贸易和保障国家海域安全的重任。因此，船舶制造业的发展对国家经济发展至关重要，当下计算机技术的发展，为船舶制造工艺提供了新的方法。船舶机舱设备作为船舶制造的主体部分，其装备质量显得尤为重要。计算机虚拟装配技术在船舶机舱设备装配中的应用，为装配工艺提供了一个更加科学化的数字装配方法，本文将对船舶机舱设备虚拟装配与工艺说明数字化技术做简要的分析和探讨，以期为我国的船舶发展事业奉獻一己之力。

关键词：船舶；机舱设备；数字化；虚拟；装配

船舶制造业是一个大型的现代化技术化的工业产业，船舶制造业的发展在一定程度上标志着一个国家重工业的发展程度。大型船舶的制造在现代船舶制造业中兴起，使得旧有的船舶设备装配技术在一定程度上不再成为最优的选择。现代信息化社会的崛起，计算机技术的广泛使用，使得船舶制造业也不得不跟上时代的步伐，将新型的计算机虚拟装配技术引入船舶设备的装配过程中。在船舶的装配技术过程中，船舶机舱设备的装配是其中的主体过程。在对船舶机舱设备进行装配时充分利用计算机三维虚拟装配技术，对机舱设备的装配关键技术进行分析，对装配顺序进行规划，对装配过程的设备装配路径进行合理的设计，同时进行相应的碰撞测试，避免在装配的过程中发生不必要的损失，避免意外的产生。从而实现在实际装配过程中机舱设备装配效率的提高，装配速度的提升，从而在根本上缩短我国船舶制造的周期，实现船舶制造技术的飞速发展。

一、虚拟装配技术和数字化造船技术

虚拟装配技术是通过将船舶的实际尺寸形状和设备组件在计算机工具上进行同比例三维模拟，通过对计算机虚拟三维模型的操控及装配结果分析，来确定船舶制造中实际装配效果及可行性的方法。通过计算机虚拟三维模型对实际情况下船舶设备的装配过程模拟来预期实际船舶装配过程中所需的精确数据，工作布局，装配步骤及整个装配结果和效果的预期，以便实现更科学合理的实际装配工作。在进行计算机虚拟装配技术在船舶机舱设备装配过程中使用时，要对所有船舶机舱设备进行形状尺寸及功能的精准模拟，建立一套高仿真的环境，同时还要对装配过程进行程序编写和运行，对整个装配过程要保证无人干预，这样才能验证三维模型模拟的准确性，从而得知在实际的船舶机舱设备的装配过程中是否会出现差错，并提出相应的解决策略。其优点是在一定程度上降低了实际装配过程中的风险，确保实际装配过程能够有序进行，并对其中存在的可能的隐患进行了大幅的排除。但缺点是，模型中的场景设置都是根据人的经验进行设定的，所以对无法预期和没有经验的情景无法进行有效的预期，使得在实际装配中产生的问题无法得到解决。因此，对虚拟装配技术的使用应该要结合实际船舱机舱设备的特点进行模拟，充分利用其中智能化的部分。

数字化造船技术在现代造船技术中开始初步使用，随着信息化和计算机智能发展越来越高级，数字化技术在造船技术的使用也越来越成熟。数字化的造船技术是以数字化造船系统为核心，以数字化设计制造系统和过程自动化系统为主要辅助系统，在这个三个系统的配合下实现数字化造船目标的过程。

二、船舶机舱设备虚拟装配过程仿真

船舶机舱设备虚拟装配过程的仿真技术主要包括以下四个过程：虚拟装配仿真平台设计的总体思路设计、油水分离器虚拟装配过程中的关键技术分析、船舶机舱设备虚拟装配仿真平台设计及仿真平台登陆及主界面设计。其中对虚拟装配仿真平台设计的总体思路设计是为后续步骤进行指导的总领步骤，该步骤的合理设计有利于后续步骤的高效执行。

对油水分离器虚拟装配过程的中关键技术要进行详细的分析，保证虚拟过程与现实装配过程的高度相似，实现虚拟过程对实际操作过程的目的预期。油水分离器虚拟装配过程中主要考虑的是对其可装配性的分析进行估计，完成合理估计后，再进行相应的场景处理和动作预设过程的编辑，同时进行适宜的脚本编辑，最终保障一个完整的与现实场景贴合度极高的人机界面，对船舶机舱设备中油水分离器装配过程进行虚拟装配。

对船舶机舱设备虚拟仿真平台的设计是整个船舶机舱设备虚拟装配过程中的重点，除了对油水分离器虚拟装配过程的关键技术分析外，还要进行机舱底平台设备虚拟仿真的重点建设。在对机舱底平台设备虚拟仿真的模型建设过程中主要关注一下几点：首先要对装配的顺序进行事先规划，在计算机上进行模拟适配，接下来，要对设备装配路径进行规划，保障各个设备在装配的过程中不因装配路径不当而造成不必要的阻碍。最后要对机舱底平台设备进行虚拟碰撞测试，碰撞测试的进行，有利于避免实际装配过程中的材料资源损失，防止意外的发生。

除了上述步骤的仿真设计，最终要进行仿真平台登录及主界面的设计，科学合理的仿真平台登录及主界面设计有助于仿真模拟步骤的顺利进行，保障模拟过程不受各种误差影响。科学合理的仿真平台登录和主界面设计必须尽量简洁，避免不相关因素的干扰，保证仿真模拟的有效进行。

三、工艺说明数字化的实现

为实现工艺说明的数字化，必须充分实现对机舱各模型工艺图纸数据库的建立，同时还要注重工艺图纸数据库与虚拟装配控制系统的数据交互。在建立机舱各模型工艺图纸数据库时要遵循以下原则：1.保证数据库结构简单，简单的数据库结构方便对数据的抽取和使用；2.明确数据库信息，保证数据精确；3.确保数据库的安全性。

四、结语

综上所述，计算机虚拟装配技术的引入，有利于提高船舶制造的整体速度和质量，在一定程度上减少了不必要的损失，节约资源，使人力物力和财力资源得到了最合理最科学的利用。船舶机舱设备的装配作为船舶制造过程中的主体工作，占有重要的作用，因此，在进行船舶机舱设备的装配过程中，若能充分的使用计算机虚拟装配技术，则大大提高了船舶的效率，缩短了船舶的制造周期。使得我国海防工业得到最大的发展，使进出口贸易为我国的经济增长做出更大的贡献。

参考文献：

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