CN112287475B - 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法 - Google Patents

一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112287475B
CN112287475B CN202011062235.5A CN202011062235A CN112287475B CN 112287475 B CN112287475 B CN 112287475B CN 202011062235 A CN202011062235 A CN 202011062235A CN 112287475 B CN112287475 B CN 112287475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
design
unit
dock gate
model
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011062235.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112287475A (zh
Inventor
蒋梦嫣
董胜龙
慎辰
汪佳君
张罕冰
蒋明
潘润道
南海博
汤大伟
翟虎道
吴凯峰
刘涛伟
华寅超
苗志一
沈清清
张晓明
刘珺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Shipbuilding NDRI Engineering Co Ltd
Original Assignee
China Shipbuilding NDRI Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Shipbuilding NDRI Engineering Co Ltd filed Critical China Shipbuilding NDRI Engineering Co Ltd
Priority to CN202011062235.5A priority Critical patent/CN112287475B/zh
Publication of CN112287475A publication Critical patent/CN112287475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112287475B publication Critical patent/CN112287475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/12—Geometric CAD characterised by design entry means specially adapted for CAD, e.g. graphical user interfaces [GUI] specially adapted for CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Abstract

本发明涉及坞门设计技术领域，具体为一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，包括模拟仿真计算单元、图纸工程化单元、设计成果可视化单元、虚拟场景生成单元和运维远程化单元；将场地测量数据等相关信息导入建模系统内，然后通过模拟仿真计算单元得到三维化模型，并对模型进行自我修正和细节调整，得到设计图纸；并将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性；通过设计成果可视化单元将模型进行可视化处理，在屏幕界面上进行展示；通过虚拟场景生成单元生成虚拟场景，监测设计模型中的不足，进行调整设计；采用HMI人机界面作为展示屏幕，实时显示坞门中各主要泵、阀的工作状态及相应的故障警示。

Description

一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法
技术领域
本发明涉及坞门设计技术领域，具体为一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法。
背景技术
坞门是船厂生产的重要大型设备。浮式坞门具有各种型式，其中倒T型坞门，目前在世界范围内，只有极少数的船坞使用。倒T型坞门具有轻载排水量小，结构轻，特别对于大型坞门，优势明显；坞门处于工作状态时，一侧止水投入使用，另一侧止水处于无水侧，可以进行维护和修理等优势。以往对倒T型坞门的系统研究很少，对此类设备在极寒环境下正常运行所必须的防冰融冰措施的研究很少，基础数据缺乏积累，三维设计模型数据缺少。同时，坞门设计还需要考虑建造及维护成本，坞门设计的可靠性也将影响坞门的使用效率。
对于新型的坞门，以往的设计在方案阶段考虑需要设计人员具有较多的设计经验，同时，依靠设计人员的三维想象能力，进行布局。从而，在设计方面容易产生如下几个问题：
1、结构干涉、局部结构设计不合理。
坞门在狭小空间内会有管路及钢结构同时存在情况，因而干涉问题一直是坞门设计的主要问题。在施工设计，甚至在制造环节都会产生具体的干涉问题，需要解决，产生的后果甚至会影响整个项目的成败。初步计算都是通过手工计算的方式决定钢结构材质及选型，在设计时存在大尺寸结构节点应力集中，部分结构强度过多造成材料的浪费，增加项目的整体成本超出。
2、原有设计经验的问题。
随着海外市场的开拓，因地理、气候、运维要求等超出原有设计经验的问题也随之产生。例如如何针对严寒地区坞门，设计坞门内部防冻结系统和外部融冰系统，保障坞门在寒冷气候条件下正常工作；如何解决坞门历史故障数据繁琐的人工存储过程和远程监控问题等等。
3、图纸绘制工作量大，项目周期长。
坞门图纸设计中，所有图纸均使用纯平面平台进行设计。当设计发生修改后，牵涉其他图纸时修改往往比绘制更加耗费精力。而且，绘制图纸过程中无论是标注还是编制零件号，往往产生大量机械重复劳动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，包括模拟仿真计算单元、图纸工程化单元、设计成果可视化单元、虚拟场景生成单元和运维远程化单元；
S1：将场地测量数据等相关信息导入建模系统内，然后通过模拟仿真计算单元得到三维化模型，并对模型进行自我修正和细节调整，得到设计图纸；
S2：根据测量数据通过技术人员进行手工计算，得出计算结构，然后根据S1)中的结果对设计节点进行调整，取得达到设计最优化的成果，并将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性；
S3：通过图纸工程化单元将设计图纸进行工程化转化，形成完整且具有细节的三维模型，并通过设计成果可视化单元将模型进行可视化处理，在屏幕界面上进行展示；
S4：在已经设计好的设计模型中，通过虚拟场景生成单元生成虚拟场景，包括不同水况下坞门运行状态、极端天气下坞门运行极限值和应急情景模拟处理操作，监测设计模型中的不足，进行调整设计；
S5：采用HMI人机界面作为展示屏幕，实时显示坞门中各主要泵、阀的工作状态及相应的故障警示，并可对相关数据进行储存，进行坞门的日常管理和维护。
优选的，所述模拟仿真计算单元包括数据导入模块、干涉检查模块、优化调整模块和结果对比模块；其中：
数据导入模块，将设计计算所需要的数据导入系统内，并进行记录；
干涉检查模块，基于计算获得的三维化模型，通过Creo的干涉检查功能对管道与结构进行处理；
优化调整模块，根据结果可以对设计节点进行调整，获得达到设计最优化的成果；
结果对比模块，将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性。
优选的，所述模拟仿真计算单元通过PTC Creo Parametric建立的模型导入AnsysWorkbench处理后，直接进行模拟仿真计算。
优选的，所述图纸工程化单元通过Creo建模的工程图转化功能，可以根据其中某一参数变化，联动调整模型，其参数化效果将修改的影响降至可控范围内。
优选的，所述设计成果可视化单元包括可视化转换模块、模拟屏连接模块和分屏控制模块；其中：
可视化转换模块，将设计模型转化为可视化数据；
模拟屏连接模块，连接运维远程化单元和可视化转换模块，进行画面传输；
分屏控制模块，HMI人机界面包括监控主画面及相应功能子画面组成，在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。
优选的，所述虚拟场景生成单元与模拟仿真计算单元相互连接，基于虚拟场景的虚拟效果，检测坞门的运行反应，进而重新计算。
优选的，所述运维远程化单元采用HMI人机界面替代传统的模拟屏，其功能包括：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；可触摸操作；报警处理及打印；同时具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
优选的，坞门的控制系统PLC中带有工业以太网网口，通过无线网络将坞门上设备的相关数据传输至网络上，实现远程监控；工作人员在浏览器地址栏输入相应IP地址登陆网页，再输入用户名和用户密码，即可访问到登录页面，进行坞门设备管理、地图显示、实时监测、数据统计、系统设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于原有的浮式坞门的设计手段，进行数字化、网络化升级，采用先进的设计方法，结合项目特点进行设计创新优化，将显著的提高设计质量，提升设计效率，增加设计的安全性和可靠性，为船厂设备行业带来全新的设计模式。
附图说明
图1为本发明的系统流程示意图。
图中：1、模拟仿真计算单元；11、数据导入模块；12、干涉检查模块；13、优化调整模块；14、结果对比模块；2、图纸工程化单元；3、设计成果可视化单元；31、可视化转换模块；32、模拟屏连接模块；33、分屏控制模块；4、虚拟场景生成单元；5、运维远程化单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，包括模拟仿真计算单元1、图纸工程化单元2、设计成果可视化单元3、虚拟场景生成单元4和运维远程化单元5；
S1：将场地测量数据等相关信息导入建模系统内，然后通过模拟仿真计算单元1得到三维化模型，并对模型进行自我修正和细节调整，得到设计图纸；
S2：根据测量数据通过技术人员进行手工计算，得出计算结构，然后根据S1中的结果对设计节点进行调整，取得达到设计最优化的成果，并将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性；
S3：通过图纸工程化单元2将设计图纸进行工程化转化，形成完整且具有细节的三维模型，并通过设计成果可视化单元3将模型进行可视化处理，在屏幕界面上进行展示；
S4：在已经设计好的设计模型中，通过虚拟场景生成单元4生成虚拟场景，包括不同水况下坞门运行状态、极端天气下坞门运行极限值和应急情景模拟处理操作，监测设计模型中的不足，进行调整设计；
S5：采用HMI人机界面作为展示屏幕，实时显示坞门中各主要泵、阀的工作状态及相应的故障警示，并可对相关数据进行储存，进行坞门的日常管理和维护。
进一步的，所述模拟仿真计算单元1包括数据导入模块11、干涉检查模块12、优化调整模块13和结果对比模块14；其中：
数据导入模块11，将设计计算所需要的数据导入系统内，并进行记录；
干涉检查模块12，基于计算获得的三维化模型，通过Creo的干涉检查功能对管道与结构进行处理；
优化调整模块13，根据结果可以对设计节点进行调整，获得达到设计最优化的成果；
结果对比模块14，将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性。
进一步的，所述模拟仿真计算单元1通过PTC Creo Parametric建立的模型导入Ansys Workbench处理后，直接进行模拟仿真计算。
进一步的，所述图纸工程化单元2通过Creo建模的工程图转化功能，可以根据其中某一参数变化，联动调整模型，其参数化效果将修改的影响降至可控范围内。
进一步的，所述设计成果可视化单元3包括可视化转换模块31、模拟屏连接模块32和分屏控制模块33；其中：
可视化转换模块31，将设计模型转化为可视化数据；
模拟屏连接模块32，连接运维远程化单元5和可视化转换模块31，进行画面传输；
分屏控制模块33，HMI人机界面包括监控主画面及相应功能子画面组成，在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。
进一步的，所述虚拟场景生成单元4与模拟仿真计算单元1相互连接，基于虚拟场景的虚拟效果，检测坞门的运行反应，进而重新计算。
进一步的，所述运维远程化单元5采用HMI人机界面替代传统的模拟屏，其功能包括：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；可触摸操作；报警处理及打印；同时具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
进一步的，坞门的控制系统PLC中带有工业以太网网口，通过无线网络将坞门上设备的相关数据传输至网络上，实现远程监控；工作人员在浏览器地址栏输入相应IP地址登陆网页，再输入用户名和用户密码，即可访问到登录页面，进行坞门设备管理、地图显示、实时监测、数据统计、系统设置。
工作原理：。
S1：将场地测量数据等相关信息导入建模系统内，然后通过模拟仿真计算单元1得到三维化模型，并对模型进行自我修正和细节调整，得到设计图纸；
S2：根据测量数据通过技术人员进行手工计算，得出计算结构，然后根据S1中的结果对设计节点进行调整，取得达到设计最优化的成果，并将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性；
S3：通过图纸工程化单元2将设计图纸进行工程化转化，形成完整且具有细节的三维模型，并通过设计成果可视化单元3将模型进行可视化处理，在屏幕界面上进行展示；
S4：在已经设计好的设计模型中，通过虚拟场景生成单元4生成虚拟场景，包括不同水况下坞门运行状态、极端天气下坞门运行极限值和应急情景模拟处理操作，监测设计模型中的不足，进行调整设计；
S5：采用HMI人机界面作为展示屏幕，实时显示坞门中各主要泵、阀的工作状态及相应的故障警示，并可对相关数据进行储存，进行坞门的日常管理和维护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：包括模拟仿真计算单元(1)、图纸工程化单元(2)、设计成果可视化单元(3)、虚拟场景生成单元(4)和运维远程化单元(5)；
S1：将场地测量数据相关信息导入建模系统内，然后通过模拟仿真计算单元(1)得到三维化模型，并对模型进行自我修正和细节调整，得到设计图纸；
S2：根据测量数据通过技术人员进行手工计算，得出计算结构，然后根据S1中的结果对设计节点进行调整，取得达到设计最优化的成果，并将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性；
S3：通过图纸工程化单元(2)将设计图纸进行工程化转化，形成完整且具有细节的三维模型，并通过设计成果可视化单元(3)将模型进行可视化处理，在屏幕界面上进行展示；
S4：在已经设计好的设计模型中，通过虚拟场景生成单元(4)生成虚拟场景，包括不同水况下坞门运行状态、极端天气下坞门运行极限值和应急情景模拟处理操作，监测设计模型中的不足，进行调整设计；
S5：采用HMI人机界面作为展示屏幕，实时显示坞门中各泵、阀的工作状态及相应的故障警示，并可对相关数据进行储存，进行坞门的日常管理和维护。
2.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述模拟仿真计算单元(1)包括数据导入模块(11)、干涉检查模块(12)、优化调整模块(13)和结果对比模块(14)；其中：
数据导入模块(11)，将设计计算所需要的数据导入系统内，并进行记录；
干涉检查模块(12)，基于计算获得的三维化模型，通过Creo的干涉检查功能对管道与结构进行处理；
优化调整模块(13)，根据结果对设计节点进行调整，获得达到设计最优化的成果；
结果对比模块(14)，将计算结果与手工计算结果进行比对，实现两方联动提高计算结果的一致性。
3.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述模拟仿真计算单元(1)通过PTC Creo Parametric建立的模型导入Ansys Workbench处理后，直接进行模拟仿真计算。
4.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述图纸工程化单元(2)通过Creo建模的工程图转化功能，根据其中某一参数变化，联动调整模型，其参数化效果将修改的影响降至可控范围内。
5.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述设计成果可视化单元(3)包括可视化转换模块(31)、模拟屏连接模块(32)和分屏控制模块(33)；其中：
可视化转换模块(31)，将设计模型转化为可视化数据；
模拟屏连接模块(32)，连接运维远程化单元(5)和可视化转换模块(31)，进行画面传输；
分屏控制模块(33)，HMI人机界面包括监控主画面及相应功能子画面组成，在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键依次进入相应子画面，执行所需的功能。
6.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述虚拟场景生成单元(4)与模拟仿真计算单元(1)相互连接，基于虚拟场景的虚拟效果，检测坞门的运行反应，进而重新计算。
7.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：所述运维远程化单元(5)采用HMI人机界面替代传统的模拟屏，其功能包括：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；可触摸操作；报警处理及打印；同时具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方智能化控制功能。
8.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门内部安全性设计优化方法，其特征在于：坞门的控制系统PLC中带有工业以太网网口，通过无线网络将坞门上设备的相关数据传输至网络上，实现远程监控；工作人员在浏览器地址栏输入相应IP地址登陆网页，再输入用户名和用户密码，即可访问到登录页面，进行坞门设备管理、地图显示、实时监测、数据统计、系统设置。
CN202011062235.5A 2020-09-30 2020-09-30 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法 Active CN112287475B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011062235.5A CN112287475B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011062235.5A CN112287475B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112287475A CN112287475A (zh) 2021-01-29
CN112287475B true CN112287475B (zh) 2023-04-14

Family

ID=74421704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011062235.5A Active CN112287475B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112287475B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114115103A (zh) * 2021-11-12 2022-03-01 中船第九设计研究院工程有限公司 一种坞门人机界面扩展系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106408630A (zh) * 2016-11-18 2017-02-15 江苏省水利勘测设计研究院有限公司 一种基于vr互动技术的泵站优化运行参数模拟方法
CN110414694A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 一种船用潜液泵虚拟机关键部件远程运维装配方法
CN111667579A (zh) * 2020-05-30 2020-09-15 青岛港国际股份有限公司 自动化码头三维可视化系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11305953B2 (en) * 2016-05-03 2022-04-19 Assa Abloy Entrance Systems Ab Control systems for operation of loading dock equipment, and associated methods of manufacture and use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106408630A (zh) * 2016-11-18 2017-02-15 江苏省水利勘测设计研究院有限公司 一种基于vr互动技术的泵站优化运行参数模拟方法
CN110414694A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 一种船用潜液泵虚拟机关键部件远程运维装配方法
CN111667579A (zh) * 2020-05-30 2020-09-15 青岛港国际股份有限公司 自动化码头三维可视化系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Research into the Virtual Simulation and Scheduling Optimization Technology in Ship Dock Assembly Process;Chong Wang;《Applied Mechanics and Materials 》;20140919;第1940-1943页 *
倒T型坞门吊装方案设计及吊耳强度分析;刘会议;《机械》;20151225;第42卷(第12期);第14-18页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112287475A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112417619B (zh) 一种基于数字孪生的泵机组优化运行调节系统及方法
CN110362894B (zh) 配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统
WO2019076235A1 (zh) 一种智能车间平行控制方法及系统
CN110889238B (zh) 一种数字孪生驱动的热压罐管控系统
DE112018005582T5 (de) Kundenspezifisches Schnelldesignverfahren für Smart-Workshops und dessen System
Zhaoyun et al. Application status and prospects of digital twin technology in distribution grid
CN112666885A (zh) 基于工业互联网环保设备监控管理平台
CN112287475B (zh) 一种倒t型坞门内部安全性设计优化方法
CN113379196A (zh) 一种基于数字孪生技术的变电设备管理评价系统
CN103049551B (zh) 一种组态软件中数据库的数据点自动关联的方法
CN111260086A (zh) 基于bim的中央空调运维方法、系统和装置
CN116341214A (zh) 一种洗涤塔工业除尘设备的数字孪生系统及其构建方法
CN210072621U (zh) 基于bim管理的超大盖体车辆段深化改造系统
CN114897271A (zh) 数字孪生环境下基于故障传播的中央空调预测性维护方法
CN211827011U (zh) 一种城市供水生产监测系统
CN112734379A (zh) 一种基于bim技术的工程造价管理系统
CN111080267A (zh) 智慧水务数字化管网信息模型
CN202472351U (zh) 轮胎厂硫化机集中监控装置
CN216014298U (zh) 一种基于bim的建筑监管系统
CN104035401A (zh) 数控热成型硫化系统及其控制方法
CN109711001B (zh) 基于柔性化子系统划分和场景属性聚类的水电站多维全数字建模方法
CN103413249A (zh) 一种基于计算公式的变电站设备状态评估方法
CN113343414A (zh) 水泥固化体生产线运行仿真与数字孪生系统
CN110781549A (zh) 一种泵站全景漫游巡检方法及系统
Ye et al. Research on integration application of BIM technology in water conservancy and hydropower automation system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant