大型客船搭载作业交互协同仿真方法技术

本申请涉及一种大型客船搭载作业交互协同仿真方法

【技术实现步骤摘要】
大型客船搭载作业交互协同仿真方法、平台、设备和介质


[0001]本申请涉及交互协同仿真
，特别是涉及一种大型客船搭载作业交互协同仿真方法
、
平台
、
计算机设备和存储介质
。

技术介绍

[0002]目前因缺少搭载作业协同交互虚拟仿真手段，无法提前预判搭载现场存在的问题，极大制约了高技术远洋客船的搭载效率，影响建造周期和交付节点
。
为了能在船舶建造过程中，提高船舶总段搭载的效率
、
加快搭载的速度，进一步缩短造船周期，提高船厂的建造水平与竞争力，因此，有必要对船舶总段的一次定位搭载技术进行虚拟仿真研究
。
[0003]技术
CN202122181924.4
提供了一种用于
VR
多人协同交互管理的教学一体机，但并未对搭载作业方案作出回答；专利技术专利
CN202010982620.5
提供了一种维修作业智能决策交互系统及其协同方法，但该方法仅从数据层面对维修作业相关信息
、
指令
、
人员状态等进行管理及决策评估，并没有在三维环境下对作业流程进行仿真推演与评估优化
。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在三维环境下对作业流程进行仿真推演与评估优化的大型客船搭载作业交互协同仿真方法
、
平台
、
计算机设备和存储介质
。
[0005]一方面，提供一种大型客船搭载作业交互协同仿真方法，所述方法包括：
[0006]搭载作业仿真场景构建步骤，将仿真所需数据导入搭载作业交互协同虚拟仿真平台，在三维环境中对船舶建造数据进行定义，构建形成用于搭载作业仿真场景的船舶三维实体造型；
[0007]搭载作业动态模拟步骤，通过搭载作业交互协同虚拟仿真平台内置的仿真引擎进行搭载过程仿真推演，形成搭载作业流程方案；
[0008]搭载作业过程数据记录分析步骤，通过三维可视化方式执行搭载作业流程方案展示搭载作业动态过程，并记录所述搭载作业流程方案中每一步骤的执行过程数据，获取执行过程数据中的异常数据并分析产生异常数据的原因；
[0009]搭载作业过程评估优化步骤，获取执行过程数据中的异常数据及产生异常数据的原因，并返回所述搭载作业动态模拟步骤，根据预设安全条件对所述搭载作业流程方案的每一步骤进行优化并调整步骤顺序，生成优化后满足预设安全条件的所有搭载作业流程方案
。
[0010]在其中一个实施例中，所述搭载作业仿真场景构建步骤中，所述仿真所需数据包括船体三维模型
、
关键建造资源模型
、
船型数据
、
搭载网络及搭载计划；所述船体三维模型包括产品结构树
、
分段
/
总段模型
、
属性工艺信息；所述关键建造资源模型包括起重机资源模型
、
吊排资源模型
、
吊耳资源模型
、
吊绳资源模型
、
辅助工装资源模型；所述船型数据包括分段名称
、
重量及长宽高，总段名称
、
重量及长宽高；所述搭载网络包括搭载分段
/
总段
、
紧
前关系数据；所述搭载计划包括搭载起始时间
、
搭载结束时间
。
[0011]在其中一个实施例中，所述搭载作业动态模拟步骤中，通过搭载作业交互协同虚拟仿真平台内置的仿真引擎进行的搭载过程仿真推演包括：搭载路径智能规划
、
吊钩脱钩模拟
、
吊装模拟
、
焊接模拟；所述的搭载路径智能规划是指通过人工智能算法充分考虑实际工况，智能规划出船舶总段搭载路线；所述吊钩脱钩模拟是指采用
VR
交互设备将吊装过程中吊钩脱钩过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况；所述吊装模拟是指采用
VR
交互设备将搭载作业的吊装过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况；所述焊接模拟是指采用
VR
交互设备将搭载作业的焊接过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况
。
[0012]在其中一个实施例中，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：
[0013]结构碰撞检测步骤，通过有限元分析方式
、
干涉检查方式分析在吊装过程中各部件之间的碰撞情况；
[0014]碰撞次数
、
碰撞对象锁定步骤，若在搭载过程中发生结构碰撞时，在三维界面中高亮显示碰撞对象，统计碰撞次数和碰撞对象名称
。
[0015]在其中一个实施例中，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：
[0016]倾覆
、
吊绳及吊耳过载评估步骤，对总段吊装过程中出现倾覆
、
吊绳及吊耳过载的事故进行风险评估，获取发生倾覆
、
吊绳及吊耳过载的事故概率；
[0017]搭载对象受力和运动情况展示步骤，通过三维可视化方式展示搭载对象的受力和运动情况
。
[0018]在其中一个实施例中，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：
[0019]仿真搭载周期记录步骤，记录完成所述搭载作业流程方案中每一步骤完成搭载对象搭载的仿真作业时间，统计完成所述搭载作业流程方案所有步骤的仿真搭载周期；
[0020]仿真搭载周期与搭载计划对比步骤，将完成所述搭载作业流程方案中每一步骤完成搭载对象搭载的仿真作业时间及完成所述搭载作业流程方案所有步骤的仿真搭载周期与搭载计划的时间进行对比来验证所述搭载作业流程方案的合理性
。
[0021]在其中一个实施例中，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：
[0022]吊装作业有限元分析计算步骤，通过有限元分析方式
、
干涉检查方式分析在实际工况下，船体总段
、
吊绳的受力情况，以及在吊装过程中各部件之间的碰撞情况；
[0023]多人协同人机交互步骤，通过采用
VR
交互设备，以虚拟人的形式分角色对搭载作业中不同工种的操作与协同过程进行人机交互仿真模拟
。
[0024]在其中一个实施例中，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：
[0025]多人协同人机交互步骤，通过半实物模拟设备来模拟实际操作，实现多人协同人机交互操作方式；
[0026]记录真人操作
、
多人协同作业过程步骤，根据多人协同人机交互操作方式记录实际作业过程及协同作业情况
。
[0027]在其中一个实施例中，在所述搭载作业过程评估优化步骤之后还包括：
[0028]输出搭载作业流程方案步骤，设置筛选条件参数优先顺序，将优化后满足预设安全条件的所有搭载作业流程方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，包括：搭载作业仿真场景构建步骤，将仿真所需数据导入搭载作业交互协同虚拟仿真平台，在三维环境中对船舶建造数据进行定义，构建形成用于搭载作业仿真场景的船舶三维实体造型；搭载作业动态模拟步骤，通过搭载作业交互协同虚拟仿真平台内置的仿真引擎进行搭载过程仿真推演，形成搭载作业流程方案；搭载作业过程数据记录分析步骤，通过三维可视化方式执行搭载作业流程方案展示搭载作业动态过程，并记录所述搭载作业流程方案中每一步骤的执行过程数据，获取执行过程数据中的异常数据并分析产生异常数据的原因；搭载作业过程评估优化步骤，获取执行过程数据中的异常数据及产生异常数据的原因，并返回所述搭载作业动态模拟步骤，根据预设安全条件对所述搭载作业流程方案的每一步骤进行优化并调整步骤顺序，生成优化后满足预设安全条件的所有搭载作业流程方案
。2.
根据权利要求1所述的大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，所述搭载作业仿真场景构建步骤中，所述仿真所需数据包括船体三维模型
、
关键建造资源模型
、
船型数据
、
搭载网络及搭载计划；所述船体三维模型包括产品结构树
、
分段
/
总段模型
、
属性工艺信息；所述关键建造资源模型包括起重机资源模型
、
吊排资源模型
、
吊耳资源模型
、
吊绳资源模型
、
辅助工装资源模型；所述船型数据包括分段名称
、
重量及长宽高，总段名称
、
重量及长宽高；所述搭载网络包括搭载分段
/
总段
、
紧前关系数据；所述搭载计划包括搭载起始时间
、
搭载结束时间
。3.
根据权利要求1所述的大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，所述搭载作业动态模拟步骤中，通过搭载作业交互协同虚拟仿真平台内置的仿真引擎进行的搭载过程仿真推演包括：搭载路径智能规划
、
吊钩脱钩模拟
、
吊装模拟
、
焊接模拟；所述的搭载路径智能规划是指通过人工智能算法充分考虑实际工况，智能规划出船舶总段搭载路线；所述吊钩脱钩模拟是指采用
VR
交互设备将吊装过程中吊钩脱钩过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况；所述吊装模拟是指采用
VR
交互设备将搭载作业的吊装过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况；所述焊接模拟是指采用
VR
交互设备将搭载作业的焊接过程进行模拟，真实记录过程所用工时及人员配置情况
。4.
根据权利要求1所述的大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：结构碰撞检测步骤，通过有限元分析方式
、
干涉检查方式分析在吊装过程中各部件之间的碰撞情况；碰撞次数
、
碰撞对象锁定步骤，若在搭载过程中发生结构碰撞时，在三维界面中高亮显示碰撞对象，统计碰撞次数和碰撞对象名称
。5.
根据权利要求1所述的大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，所述搭载作业过程数据记录分析步骤包括：倾覆
、
吊绳及吊耳过载评估步骤，对总段吊装过程中出现倾覆
、
吊绳及吊耳过载的事故进行风险评估，获取发生倾覆
、
吊绳及吊耳过载的事故概率；搭载对象受力和运动情况展示步骤，通过三维可视化方式展示搭载对象的受力和运动
情况
。6.
根据权利要求1所述的大型客船搭载作业交互协同仿真方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，石琎，杨润党，颜若尘，骆晓萌，郑菊艳，明星，
申请(专利权)人：上海船舶工艺研究所中国船舶集团有限公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：