TCSNAME 036-2021 船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng) 總體要求

ICS47.020.01U06團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSNAME036-2021船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)總體要求Shipconstructionsitevisualizationsystem:Generalrequirements2021-07-30發(fā)布 2021-10-30實(shí)施中國(guó)造船工程學(xué)會(huì) 發(fā)布T/CSNAME036-2021T/CSNAME036-2021II目 次前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14系統(tǒng)架構(gòu)與功能 14.1系統(tǒng)架構(gòu) 1系統(tǒng)功能要求 2系統(tǒng)性能要求 2系統(tǒng)集成要求 25系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程要求 26輸入功能要求 3裝配工藝輸入要求 3三維模型輸入要求 3二維圖文檔輸入要求 37管理功能要求 37.1數(shù)據(jù)管理 37.2關(guān)聯(lián)管理 47.3系統(tǒng)管理 57.4反饋管理 68輸出功能要求 6信息發(fā)放要求 6虛擬裝配計(jì)劃 68.3工藝仿真 69現(xiàn)場(chǎng)終端要求 8終端操作要求 8終端應(yīng)用要求 89.3現(xiàn)場(chǎng)反饋 810部署要求 811軟硬件要求 9數(shù)據(jù)庫要求 9三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)服務(wù)器要求 9圖文檔服務(wù)器要求 9可視化系統(tǒng)服務(wù)器要求 912系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)展要求 9T/CSNAME036-2021T/CSNAME036-2021IIII前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)術(shù)委員會(huì)提出。本文件由中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)歸口。哈爾濱工程大學(xué)。本文件主要起草人：班繼新、陳衛(wèi)彬、曹榮祥、廖良闖、王進(jìn)寧、封雨生、張成、趙川、劉子豪、陳琳、崔俊、王大偉、張寶民、李政潤(rùn)、王常濤、劉佳文、張成順、王遠(yuǎn)志、龍濤、富威。T/CSNAME036-2021T/CSNAME036-2021PAGEPAGE1船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)總體要求范圍功能、現(xiàn)場(chǎng)終端顯示、部署、軟硬件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展等要求。本文件適用于船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署。規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1 船舶建造現(xiàn)場(chǎng) shipconstructionsite船舶分段、組立、舾裝零件等生產(chǎn)與裝配現(xiàn)場(chǎng)。3.2現(xiàn)場(chǎng)可視化sitevisualization把產(chǎn)品信息傳遞給制造部門，在現(xiàn)場(chǎng)將所需的產(chǎn)品信息綜合在一個(gè)界面上。系統(tǒng)架構(gòu)與功能系統(tǒng)架構(gòu)船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)主要由三個(gè)層面組成（如圖1所示），具體如下：圖1 船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖真過程中形成的二維圖紙數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等，各類XML等；界面層：界面層是用戶和系統(tǒng)的交互接口，用戶可根據(jù)不同的權(quán)限瀏覽訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能要求現(xiàn)場(chǎng)終端要求輸出功能現(xiàn)場(chǎng)終端要求輸出功能管理功能輸入功能船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)反饋終端應(yīng)用終端操作工藝仿真虛擬裝配計(jì)劃信息發(fā)放反饋管理系統(tǒng)管理關(guān)聯(lián)管理數(shù)據(jù)管理二維圖文檔三維模型裝配工藝圖2 船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖輸入功能：接收裝配工藝信息、三維模型、二維圖文檔等外部數(shù)據(jù)文件；管理功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、關(guān)聯(lián)管理、可視化管理；與結(jié)果；現(xiàn)場(chǎng)終端要求：現(xiàn)場(chǎng)可對(duì)發(fā)布的數(shù)據(jù)在終端進(jìn)行操作、應(yīng)用以及標(biāo)記與反饋。系統(tǒng)性能要求船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)性能要求如下：1%～10%；支持當(dāng)前主流游覽器進(jìn)行瀏覽；30fps；輕量化的模型信息應(yīng)包括體現(xiàn)模型外形信息、不同模型間位置關(guān)系等信息。系統(tǒng)集成要求能，要求如下：三維模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)；于反饋現(xiàn)場(chǎng)修改信息；現(xiàn)場(chǎng)信息發(fā)送至吊裝可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程要求信息輸入：系統(tǒng)接收裝配信息、三維模型、二維圖文檔數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記識(shí)別；審批管理、反饋管理；信息輸出：系統(tǒng)發(fā)放數(shù)據(jù)文件、進(jìn)行虛擬裝配及工藝仿真；現(xiàn)場(chǎng)可視化：設(shè)計(jì)與工藝信息實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可視化，并對(duì)存在疑問信息進(jìn)行反饋。輸入功能要求裝配工藝輸入要求裝配工藝輸入要求包括：裝配工藝信息：應(yīng)包含裝配場(chǎng)地、設(shè)施及工裝設(shè)置的具體情況等；模型標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)包含裝配信息的模型標(biāo)注、技術(shù)參數(shù)等；裝配工藝原則：應(yīng)包含各專業(yè)裝配范圍、裝配時(shí)機(jī)與裝配信息標(biāo)注、裝配結(jié)構(gòu)樹等；協(xié)同設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則：應(yīng)包含多專業(yè)（如船體裝配、舾裝裝配、管路裝配等）三維模型輸入要求三維模型輸入要求包括：工藝信息：包括構(gòu)件的裝配階段、舾裝模裝配位置、裝配順序號(hào)等；基本參數(shù)信息：包括構(gòu)件名稱、構(gòu)件尺寸、構(gòu)件重量、構(gòu)件材質(zhì)等信息。二維圖文檔輸入要求二維圖文檔輸入要求包括：系統(tǒng)應(yīng)支持接收多種格式的二維圖文檔；每一類二維圖文檔數(shù)據(jù)都應(yīng)設(shè)有其各自的屬性及特征，具有獨(dú)立唯一的類別標(biāo)識(shí)號(hào)；每一個(gè)具體的二維圖文檔都應(yīng)具有系統(tǒng)內(nèi)唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)。管理功能要求數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)分類可視化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括以下類型：三維模型：船體模型、舾裝模型、設(shè)備模型、管件模型等三維模型信息；1表1 可視化系統(tǒng)的二維圖文檔分類序號(hào)名稱內(nèi)容1船體包含船體結(jié)構(gòu)、零件、加工、工藝等信息2管舾包含管子材料、安裝位置、安裝工藝、附件等信息3機(jī)裝包含機(jī)裝件類型、參數(shù)、安裝工藝、分布位置、設(shè)備及其舾裝件等信息4鐵舾包含鐵舾制作、安裝、布置、附件等信息5電舾包含電舾布置、系統(tǒng)、安裝、附件等信息6居舾包含舾裝區(qū)域、制作、安裝、附件等信息7工藝包含檢測(cè)、分段劃分、吊裝眼板布置、吊裝設(shè)計(jì)、調(diào)試、合攏順序等工藝信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理可視化系統(tǒng)可通過轉(zhuǎn)換接口將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可識(shí)別、顯示的格式，轉(zhuǎn)換接口描述包括：配置工具：可將三維模型和二維圖文檔轉(zhuǎn)換為可在信息系統(tǒng)中顯示的格式；文件索引：可索引多種格式的文件，如：pdf、doc、xls、dwg數(shù)據(jù)檢索應(yīng)包括以下幾種方式：數(shù)據(jù)導(dǎo)航：可按零部件類型、文檔類型、構(gòu)件結(jié)構(gòu)、裝配計(jì)劃等方式進(jìn)行分類展開；快速檢索：應(yīng)支持指定的關(guān)鍵字進(jìn)行快速檢索；型；信息關(guān)聯(lián)導(dǎo)航：可利用不同數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行檢索。關(guān)聯(lián)管理數(shù)據(jù)集成三維模型集成可視化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三維模型與裝配計(jì)劃及構(gòu)件描述信息的集成管理，如圖3所示，主要包括：可視化系統(tǒng)可將船體、舾裝、設(shè)備、管件等三維模型進(jìn)行集成管理；可視化系統(tǒng)可將構(gòu)件描述信息與構(gòu)件模型進(jìn)行集成管理；可視化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)裝配計(jì)劃與三維模型的集成管理。二維圖文檔集成可視化系統(tǒng)將導(dǎo)入的二維圖文檔進(jìn)行集成管理，如圖3所示，應(yīng)包括：1裝配信息等；可視化系統(tǒng)可根據(jù)界面要求實(shí)現(xiàn)文字、圖紙、模型等的集成。對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)方式可視化系統(tǒng)可根據(jù)編碼進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，如下所示：應(yīng)在可視化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行全文檢索，提取出所有與輸入相關(guān)的信息；應(yīng)通過可視化系統(tǒng)查出構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的層次關(guān)系。關(guān)聯(lián)對(duì)象的其他信息，如型號(hào)、屬性、文檔、序列號(hào)及其他構(gòu)件等如圖3所示。型號(hào)構(gòu)件3文檔構(gòu)件2構(gòu)件屬性序列號(hào)構(gòu)件1序列號(hào)

構(gòu)件C設(shè)計(jì)部門

構(gòu)件A

構(gòu)件B數(shù)集成 對(duì)關(guān)聯(lián)圖3 可視化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成與對(duì)象關(guān)聯(lián)系統(tǒng)管理審批內(nèi)容審批內(nèi)容一般包括二維圖文檔、三維裝配模型、虛擬化裝配方案等。狀態(tài)標(biāo)識(shí)視化系統(tǒng)應(yīng)對(duì)文件的全過程狀態(tài)進(jìn)行管理。審批發(fā)放內(nèi)進(jìn)行保存并發(fā)放，如圖4所示。發(fā)布數(shù)據(jù)庫發(fā)布數(shù)據(jù)庫船舶裝配工藝信息系統(tǒng)發(fā)布船體數(shù)據(jù)船體數(shù)據(jù)舾裝數(shù)據(jù)。。。。。。注： 為有權(quán)限進(jìn)行上傳的人員上傳內(nèi)容...組員組員組員組長(zhǎng)...組員組員組員組長(zhǎng)裝配模擬三維裝配模型二維圖文檔圖4 船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)的審批發(fā)放過程示意圖反饋管理反饋管理主要包括：反饋信息狀態(tài)管理：包含反饋信息處理狀態(tài)、標(biāo)識(shí)等；反饋信息發(fā)布管理：對(duì)處理完成后的反饋信息進(jìn)行重新發(fā)布。輸出功能要求信息發(fā)放要求信息在發(fā)放過程中應(yīng)遵循以下要求：文件上傳前應(yīng)具有檢查功能；文件上傳時(shí)，應(yīng)支持多人同時(shí)存放，但上傳應(yīng)受權(quán)限限制；應(yīng)根據(jù)已完成的文件進(jìn)行批量發(fā)放；文件發(fā)放后，應(yīng)顯示發(fā)布信息已經(jīng)提交處理，或已完成處理；系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新時(shí)，應(yīng)根據(jù)增量更新，上傳內(nèi)容更改時(shí)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)才會(huì)更新；信息應(yīng)包括：分段模型、設(shè)計(jì)參數(shù)、零部件編碼、裝配計(jì)劃等；三維模型、構(gòu)件參數(shù)、裝配計(jì)劃的集成應(yīng)是自動(dòng)發(fā)布的，圖文檔應(yīng)自動(dòng)化處理及發(fā)布。虛擬裝配計(jì)劃虛擬裝配計(jì)劃應(yīng)實(shí)現(xiàn)船舶在裝配過程中的裝配順序規(guī)劃，主要包括：裝配過程整體規(guī)劃：包含三維模型之間的嵌套關(guān)系和銜接順序、裝配順序；（順序等節(jié)點(diǎn)規(guī)劃；虛擬裝配計(jì)劃：包含裝配工藝、各專業(yè)裝配順序節(jié)點(diǎn)，要體現(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)一致的裝配順序。工藝仿真分段制造仿真分段制造仿真過程可視化系統(tǒng)的分段制造仿真過程主要包括以下幾點(diǎn)，如圖5所示：輸入仿真數(shù)據(jù)：輸入基本信息及其制造計(jì)劃信息等仿真數(shù)據(jù)；初始化系統(tǒng)：建立虛擬仿真環(huán)境；開始仿真：開始進(jìn)行任務(wù)調(diào)度；調(diào)度程序：調(diào)取最先執(zhí)行的工序信息；控制時(shí)間：將時(shí)間推進(jìn)到當(dāng)前的工序時(shí)刻；突發(fā)事件：可視化系統(tǒng)按照事先定義的概率，隨機(jī)產(chǎn)生突發(fā)事件；過程影響：當(dāng)前工序受到突發(fā)事件的影響，應(yīng)按照影響程度延長(zhǎng)該工序的時(shí)間；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的性能參數(shù)；控制時(shí)間調(diào)度程序開始仿真初始化系統(tǒng)輸出仿真結(jié)果：輸出仿真系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)，供后續(xù)優(yōu)化使用?？刂茣r(shí)間調(diào)度程序開始仿真初始化系統(tǒng)輸入仿真數(shù)據(jù)輸入仿真數(shù)據(jù)過程影響突發(fā)事件進(jìn)行處理過程影響突發(fā)事件進(jìn)行處理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)仿真結(jié)束輸出仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)仿真結(jié)束輸出仿真結(jié)果圖5 分段制造仿真過程示意圖分段制造仿真功能能，主要包括：裝配干涉仿真：裝配干涉應(yīng)分析船舶分段產(chǎn)品與設(shè)備之間的干涉和操作空間情況；裝配過程仿真：裝配順序和路徑定義；及操作者之間融為一體的三維動(dòng)態(tài)仿真，使工作現(xiàn)場(chǎng)更加符合工藝布局原則；色的變化來表示,也可以通過在界面上彈出對(duì)話框來實(shí)現(xiàn)；員的工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，人機(jī)工程仿真主要包括以下幾方面：可視性：人眼和視覺、測(cè)量工具等可達(dá)到的感知或工作范圍；可操作性：裝配人員的身體能否到達(dá)裝配位置進(jìn)行裝配操作，空間是否便于操作；安全性：對(duì)人員、設(shè)備的安全生產(chǎn)要求及造成的影響進(jìn)行仿真；視覺等承受范圍內(nèi)。吊裝模擬仿真吊裝模擬仿真過程可視化系統(tǒng)的吊裝模擬仿真過程主要包括以下幾點(diǎn)，如圖6所示。船體模型重構(gòu)：輸入仿真數(shù)據(jù)后，可視化系統(tǒng)可根據(jù)模型的屬性信息自動(dòng)重構(gòu)船體模型；可展現(xiàn)吊裝過程中船體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；動(dòng)力學(xué)仿真分析：實(shí)時(shí)顯示吊繩和吊碼的受力狀況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)吊裝過程中的過載現(xiàn)象；有限元仿真分析：可生成載荷計(jì)算文件，對(duì)吊裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析；輸出仿真結(jié)果：可輸出位移、應(yīng)力及應(yīng)變等結(jié)果云圖。初始化系統(tǒng)初始化系統(tǒng)輸入仿真數(shù)據(jù) 船體模型重構(gòu)輸入仿真數(shù)據(jù)船體模型重構(gòu)吊裝過程模擬有限元仿真分析仿真結(jié)束吊裝過程模擬有限元仿真分析仿真結(jié)束進(jìn)行處理開始仿真輸出仿真結(jié)果動(dòng)力學(xué)仿真分析吊裝模擬仿真功能吊裝模擬仿真應(yīng)包括接口轉(zhuǎn)換、模擬吊裝作業(yè)、結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力有限元分析等功能。設(shè)置自動(dòng)重構(gòu)船體模型，并根據(jù)計(jì)算精度的要求對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化及網(wǎng)格劃分；仿真計(jì)算功能，可分析吊裝過程、檢測(cè)吊裝作業(yè)期間的不良現(xiàn)象（如：結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、吊繩干涉、過載、過應(yīng)力及過位移等）；應(yīng)力及應(yīng)變等結(jié)果云圖?，F(xiàn)場(chǎng)終端要求終端操作要求現(xiàn)場(chǎng)終端可對(duì)可視化系統(tǒng)發(fā)布的信息進(jìn)行操作，主要操作如下所示：及其他便捷查看的操作；隔離、測(cè)量等。終端應(yīng)用要求示：二維圖紙及文檔可視化：應(yīng)使技術(shù)資料能夠在車間通過客戶端進(jìn)行查看；一體化瀏覽：所有數(shù)據(jù)應(yīng)通過構(gòu)件編碼來組織，可在同一界面內(nèi)集成瀏覽；信息檢索和統(tǒng)計(jì)：應(yīng)利用檢索工具進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，可利用報(bào)表工具進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；動(dòng)態(tài)過程模擬畫面?，F(xiàn)場(chǎng)反饋車間現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備現(xiàn)場(chǎng)反饋功能。有疑問的地方進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)行標(biāo)記的三維模型和二維圖文檔可傳送到可視化系統(tǒng)中；變更。部署要求船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)可采用域管理形式的總線型結(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7所示?？梢暬到y(tǒng)服務(wù)器人員認(rèn)證（內(nèi)部局域網(wǎng)）管路設(shè)計(jì)人員認(rèn)證（內(nèi)部局域網(wǎng)）管路設(shè)計(jì)·····三維仿真管理現(xiàn)場(chǎng)終端船體設(shè)計(jì)圖7 船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖軟硬件要求數(shù)據(jù)庫要求船舶建造現(xiàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的要求為：產(chǎn)品工藝信息應(yīng)可通過與可視化系統(tǒng)的接口導(dǎo)出為中性格式文件上傳至數(shù)據(jù)服