3 The design of workflow for virtual ship assembly modeling

The workflow of virtual ship assembly, as shown in Fig.3, includes the initialization of the simulation structure tree, the transformation of the three-dimensional model, the initialization of the simulation data, and  various applications of simulation. The process mainly involves the construction designers and the simulation designers. The specific steps are as follows:

Fig.3 Workflow of a ship virtual assembly model

(1) Construction designers should build the structure tree of the ship assembly, make the three-dimensional design plan, and establish the appropriate subsystem models on the three-dimensional design platform.

(2) By analyzing the ship model program, simulation designers can achieve the subsystem code of the three-dimensional model and information of the production node.

(3) According to the information of the production  node such as the production category and the model storage location, simulation designers should add various subsystem codes to their respective transformation script, and then complete the script configuration of the transformation plan.

(4) Simulation designers run the transformation script and convert the three-dimensional modeling which has been finished  on  the  design  platform  into  the  simulation  visual

model, and when these steps are finished, download the model to the saving catalogs.

(5) Simulation designers import the model which  needs to be assembled into the simulation software and then run the simulation.

摘要：本文介绍了一种结合船舶三维设计和船舶施工规划的虚拟船舶模型的新方法。还建立了基于虚拟船舶装配过程的模拟建模工作流模型;此外，制定了船舶三维设计和船舶建造计划之间的信息转换方法。为了满足船舶虚拟装配中不同系统之间信息共享的要求，使用软件工程设计方法和关系数据模型创建了一个模拟数据库。通过应用该数据库，船舶三维设计，施工规划和虚拟装配的信息可以集成到一个系统中。随后，这种新方法被用作模拟船舶虚拟装配的工具，结果保证了其合理性和可靠性。

关键词：船舶虚拟装配;仿真建模;工作流模型;仿真数据库;三维设计;建设规划

文章ID：1671-9433（2011）04-0447-08

1简介

  船舶建造需要一个庞大和复杂的工程系统，涉及在有限的空间和资源内的各种类型的工作的合作。它的特点是高度的技术，资本和劳动力。虚拟制造（VM）是一种初步模拟船舶建造过程并准确预测性能指标的综合方法（Kim等人，2003年）。虚拟船舶装配被认为是虚拟船舶制造中最重要的应用之一。这是一个基于计算机的设计过程，协调船舶组件，包括实体建模，组装和干扰检查。通过应用虚拟装配技术，设计者可以确认船舶装配设计和操作模式的有效性（Mclean和邵，2001）。如果装配过程中存在一些问题，设计人员可以提前发现它们，并通过修改模型或更改装配顺序来解决这些问题，并且可以为工程师和技术人员显示装配过程。在组装之后，系统可以制定用于组件的后续分析的必要信息，例如评估报告和视频记录器。

  船舶模拟模型的建立在虚拟船舶装配中是重要的。除了组件实体的几何信息之外，仿真模型还可以包括其他信息，例如组装路径，组装序列，装配时间和装配节点。此外，为了确认模拟结果是正确和有效的，模拟模型的信息应与船舶设计和工程计划的信息严格一致。船舶建造是一个复杂的工程任务，设计人员很难以有效的方式建立模拟模型。尽管已经对虚拟船舶组装的建模的模拟进行了大量研究。 李等人（1997）采用了面向对象的方法并模拟了造船厂的提升过程，但模拟效果受到提升过程的视觉建模的缺失的影响。 徐和金（2007）提出了一个定时变换Petri网模型，并通过应用共享合成方法将各种子网集成到一个模型中。虽然显示了时间信息和提升组件的顺序，但它仍然无法可视化模拟模型。 刘等人（2004）建议CAD模型应转换为虚拟装配模型，以提供几何建模和视觉建模。该方法可以提高实体几何建模的效率，其包含来自虚拟船舶组件的太多工作。然而，这个建议没有将虚拟装配建模与建筑规划系统集成。从上述所有研究中可以得出一个结论，虽然已经做了一些研究来模拟虚拟船舶装配建模，但是现有建模方法仍然存在一些短缺。首先，模拟建模不能与船舶设计和规划系统集成;因此设计信息和规划信息不能重复使用。此外，保持设计信息的一致性，计划信息和仿真模型也将花费大量的额外时间，结果将是仿真建模的信心和效率不能满足虚拟船舶组装的工程需求。因此，虚拟船舶组装在实际条件下没有被广泛应用。