船舶机舱设备虚拟装配与工艺说明数字化技术研究

摘要

机舱是船舶最重要的组成部分，其中集中了大量的设备、管路，其布置设计需要有经验的设计人员花费较长时间才能完成。因为机舱区域一般都是要在较小的空间范围内放置大量的设备以及诸多管径大小不容忽视的管路，所以设计人员需要仔细思考如何实现最佳布置。机舱总体布置的工作量主要集中在机舱底部，这是因为70%左右的设备都集中在这个区域，可见合理的机舱布置对各设备正常运行意义重大。同样，在现阶段对船舶进行维护修理时，都是船员根据经验来自行维护或是编制维修单交由承修方修理，船舶图纸除了在建造阶段发挥作用外，在船舶实际运行中设备等出现故障需要修理时都没发挥其作用。
　　针对机舱布置复杂而难以规划的问题，本课题提出了利用虚拟装配技术来辅助规划。同时针对船舶维护管理不科学的问题，本课题提出了工艺说明数字化的解决方案。本文的研究对象是某船的机舱底平台，在实现以上两个功能时主要作了以下工作：
　　首先，在Tribon中按照实际需求建立好模型后导入3DS Max 2009中进行模型调整，并对模型做后期灯光、贴图、渲染及烘焙处理，处理完成之后制作装配动画。
　　其次，先以机舱底平台中的油水分离器为例说明了虚拟装配中需要考虑的四个技术问题，然后将3DS Max 2009中处理完成的模型导入VRP中进行脚本编辑，最后利用VRP-OCX控件将VRP嵌入到C#中设计人机交互界面，利用程序实现对装配过程的精确控制。再运用同样的流程对整个机舱底平台的设备、管路等进行虚拟装配人机交互界面的设计，最后与油水分离器的界面整合在一起。
　　最后，将管路、船体板、设备等的二维CAD图纸从Tribon中导出，并建立文件夹分类存储，同时建立Access数据库存储这些模型的工艺说明信息。完成数据存储过程后利用VRP中的连接数据库的功能，将场景中每个模型与对应的数据库信息相关联，以实现工艺图纸数据库与虚拟装配控制系统的数据交互。
　　最终设计完成的系统，在船舶机舱设备的安装布置和船舶维护管理中发挥了一定作用，而且本课题的研究工作对功能更完善的船舶维护管理系统的设计提供了一种新思路。

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第1章 引言

1.1 选题背景和意义

1.2 虚拟装配技术

1.3 数字化造船技术

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 虚拟仿真环境及数据库平台建设

2.1 船舶机舱设备虚拟装配仿真平台的选择

2.2 工艺说明数字化数据库平台的选择

第3章 船舶机舱三维实体建模

3.1 机舱三维实体建模的基本流程

3.2 机舱的结构

3.3 机舱的三维实体建模

第4章 船舶机舱设备虚拟装配过程仿真

4.1 虚拟装配仿真平台设计的总体思路

4.2 油水分离器虚拟装配仿真平台的设计

4.3 船舶机舱设备虚拟装配仿真平台设计

4.4 仿真平台登陆及主界面设计

第5章 工艺说明数字化的实现

5.1 机舱各模型工艺图纸数据库的建立

5.2 工艺图纸数据库与虚拟装配控制系统的数据交互

第6章 总结与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文