江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

『中国船检杂志社』VRAR技术对船舶工业领域的影响


『中国船检杂志社』VRAR技术对船舶工业领域的影响
文章图片
『中国船检杂志社』VRAR技术对船舶工业领域的影响
文章图片
近年来 ， 虚拟现实技术与增强现实技术已经广泛应用于医疗、军事、航空、航天等领域 。 对船舶工业而言 ， 虚拟现实技术和增强现实可在船舶设计、建造以及服务等产业链带来颠覆性变革 ， 大幅提高生产效率 。
VRAR技术
虚拟现实技术(也称VR技术)是一种高度逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机界面技术 。 增强现实(也称AR技术) ， 是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术 ， 是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术 。 VRAR技术综合了计算机图形技术、仿真技术、传感器技术、显示技术等多种信息技术 ， 可在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境 ， 使用户具有身临其境的沉浸感 ， 具有与环境完善的交互作用能力 ， 并有助于启发思维 。 这种模拟具有两种基本特征 ， 即“沉浸”特征和“交互”特征 。 “沉浸”特征要求计算机所创建的三维虚拟环境能使“参与者”得到全身心置于该环境之中的体验；“交互”特性主要是指参与者通过使用专用设备实现用人类自然技能对虚拟环境中的实体进行交互考察与操作 。 因此 ， VRAR技术将从根本上改变人与计算机系统的交互操作方式 。
VRAR技术对船舶工业领域产生了变革性影响 ， 其视景仿真可用于产品方案评审与市场营销 ， 运维仿真可用于售后仿真培训及可视化运营管理 ， 工程仿真可用于工程设计评审、虚拟装配及人机供销分析 ， 系统集成可用于CAVE、CADWALL虚拟现实系统搭建 。 目前 ， VRAR技术已经逐步在船舶设计建造、教育培训、船舶运营等领域船开始应用 ， 如迈尔船厂的船舶虚拟制造计划 ， 康士伯的船员培训系统等 ， 大大提高了船舶设计制造水平 ， 降低了相关成本 。
对船舶设计的影响
将VRAR技术应用于船舶研制 ， 可以有效克服目前国内船舶研制中设计方法、手段和管理流程存在的问题 。 国外船厂应用VRAR技术开发出3D虚拟场景 ， 可以实时查看、修改船舶设计方案 ， 管理船舶配件 ， 对国内船厂具有较大借鉴意义 。
船舶虚拟设计是船舶工程领域中信息化技术应用的较高层次 。 设计师通过建立船舶产品三维模型来实现产品的并行设计 ， 在计算机中先“造”一艘“完整的船” ， 设计师就可以“进入”船体内部参观 ， 科学分析工人建造是否方便、人在船上是否舒适、进行故障模拟等 ， 全方位验证设计思路 ， 供船舶数字制造过程进行分析校验、评估评审、汇报演示等 ， 让船东对产品设计产生直观感受 。 2017年8月 ， 七一九所建成船舶行业首个沉浸式虚拟现实系统(CAVE系统) ， 该系统能够为设计人员提供高分辨率三维立体影像、完全沉浸式体验 ， 为设计人员、客户、建造厂技术人员提供一个共同参与设计的协同环境 ， 在设计阶段就能够“走进船里”并在船里漫游 ， 对设计合理性进行评估和检查 ， 提出改进意见 。
通过对面向船舶全生命周期的虚拟设计 ， 可大大提高船舶设计的质量 ， 减少船舶建造成本 ， 缩短船舶建造周期 。 迈尔船厂在2004年开始实施船舶虚拟制造计划 ， 该项计划采用IBM公司开发的产品全寿命期管理系统 ， 船舶设计时间缩短30% ， 建造时间下降20% ， 产品目录减少50% ， 并于2006年在迈尔船厂全面投入使用 。
对船舶建造的影响
虚拟制造可增强制造过程中各环节的决策与控制能力 。 虚拟制造是实际制造过程在信息系统中的映射 ， 即采用计算机仿真与VRAR技术 ， 利用网络各专业协同工作 ， 实现工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验等造船业务的管理与控制 ， 增强制造过程中各环节的决策与控制能力 。
在船舶建造过程中 ， 通过虚拟现实技术能够大幅提高生产效率 。 通过对船厂厂区、船舶内部结构和布置、船体建造工艺流程等进行逼真的3D可视化虚拟展示 ， 模拟船厂实际建造情况 ， 及时发现并解决在实船建造中可能出现的问题 ， 真正实现壳舾涂一体化与设计、制造、管理一体化 ， 提高生产效率、提升安全性、减少建造费用并缩短船舶建造周期 。 例如 ， 富士通开发了一款用于管件安装的AR系统 ， 该系统通过智能手机和平板电脑对安装管件进行拍摄 ， 系统画面上可以呈现管件的安装位置、安装顺序等指导安装作业的信息 ， 预计应用该系统可以将管件安装效率提高十倍；2016年日本多家船厂与日本船舶技术研究协会合作开发基于VRAR的现场工人行动分析系统和虚拟涂装作业系统 ， 该系统能分析工人最优作业模型 ， 可缩短约40%的作业时间；国内企业方面 ， 江南造船集团有限公司完全通过数字化建造的船于2019年3月正式下水 ， 该船先由三维体验平台进行设计和VR建造模型 ， 提前进行评估 ， 使得这条船的建造效率高了30% ， 返工率大幅下降了60%以上 。


推荐阅读


上一篇：韩国忠南西山乐天化学工厂发生爆炸

下一篇：【吉雅美芝历史】不少机友后悔又买早了！，荣耀20终于沦为“良心价”