船舶产品设计虚拟评估系统研究及工程应用韦乃琨 杨润党 徐东 谢子明摘 要为了在船舶设计阶段对船舶产品的设计结果进行评估，提出了开发船舶产品设计虚拟评估系统（SPNavis）。本文分析了系统需要具备的功能，提出了技术架构，解决了异构数据转换、虚拟装配、动态剖切等各种关键技术，开发了虚拟评估系统，用于解决虚拟环境下舱室布局评估与优化、建造过程可装配性与可维修仿真等问题。该系统已成功应用于多艘船舶的设计检查，与传统 CAD 软件相比，具有明显的优势。关键字：虚拟评估 船舶产品 海量数据 虚拟装配 动态剖切1 引言常用船舶设计系统主要用于船舶产品设计和生产设计，使用交互式手段实现数据输入完成设计。由于设计系统本身包含了大量信息，产品设计信息与生产设计信息割裂，无法使用于多通道集群系统等特点，导致处理大规模数据时效率低、操作难度大、检查手段弱、扩展能力有限。船舶产品虚拟漫游系统就是为了解决船舶设计系统存在的不足而量身定制的，解决软大数据量组织、存储、保存技术，多通道集群管理技术，并行渲染技术等关键技术，开发船舶设计虚拟评估系统，能应用于大型图形工作站、图形集群、微机等硬件，为设计结果评估提供仿真环境。2 船舶产品设计虚拟评估系统功能需求及技术架构2.1 功能需求2.1.1 数据转换为了保证仿真的真实性，确保设计与仿真数据的一致性，仿真数据都源于船舶设计系统。开发常用船舶设计系统，如 Tribon、CADDS、SPD 及 SB3DS 与虚拟仿真的接口，为船舶产品的设计和虚拟评估提供数据。2.1.2 海量数据处理能力船舶产品具有海量数据的特点，一艘七万吨的散货船包含的管子超过 5,000 根，电缆超过 100 千米，船体和铁舾件超过两万个零件，舰船包含的零件数目则更大。因此，为了满足实时、快速地完成船舶产品的设计和评估工作，要求系统具备处理海量数据的能力。2.1.3 设计虚拟评估船舶产品结构复杂，舱室众多，大型舰船的舱室多达数千个，还有其它许多如指挥塔、导航、通讯、探测、生命、推进等许多系统和模块，在前期初步设计的基础上，利用虚拟仿真技术，对大型船舶各个系统和模块的布置进行仿真和交互式漫游，验证这些系统布置的合理性。船舶的舾装根据专业划为管系、电装、轮机、外舾、内舾和风管，分布在船体的各个区域，在不同的阶段进行安装。生产设计时，各专业的设计人员根据布置图和原理图等资料，分别进行设计，存在大量相互干涉的情况，要求设计虚拟评估软件按区域...
