船舶动力装置关键部件虚拟维修技术研究

论文摘要

随着现代科学技术的发展,船舶设备的技术含量越来越高,整个船舶动力装置系统也越来越庞大和复杂,导致维修和保养难度更大。现代维修已成为一种内容广泛、涉及技术程度深的产业并且在国民经济中扮演着重要的角色。另外现代维修在减少环境污染、国防建设和社会稳定的方面也越来越被重视。船舶动力装置虚拟维修是一种应用计算机技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术、人工智能技术等实现对维修的虚拟和仿真的现代维修方式。虚拟维修能够改进维修的操作和管理,以及改善设备的维护和保养。建立船舶动力装置虚拟维修可以使得对船舶的操纵和管理基于虚拟现实技术给予船员充分的训练,让其在日常工作中可以经常对所要完成的任务在虚拟系统里面进行训练,从而提高效率并且极大的降低费用。本论文将船舶动力装置虚拟维修分为管理性和技术性两个方面,以虚拟维修的管理过程和操作体系进行建模和仿真为研究内容。与传统的维修方式相比,这种虚拟维修方式可以使维修人员熟悉维修流程,在极为逼真的虚拟环境中了解设备结构,达到直观、真实的效果,而且费用低廉、安全性更高。船舶动力装置虚拟维修研究具有很大的发展空间和前景,其研究内容具有很大的理论意义和现实意义。论文的主要内容由四个部分组成。(1)分析船舶动力装置的组成,研究船舶动力装置系统结构。通过这一结构建立船舶动力装置虚拟维修对象的模型特征。(2)分析维修的基本概念,研究当前维修的发展特点,分析虚拟维修的典型维修策略。将船舶动力装置虚拟维修分为虚拟维修流程仿真和虚拟维修操作仿真两个方面进行研究。(3)利用Extend软件平台进行虚拟维修流程管理的仿真,实现维修在管理上的虚拟化过程。对管理的虚拟更能节省人力、物力,更能减少维修成本。(4)在具体虚拟维修操作上,利用Solidworks2007建模软件,建立船舶动力装置三维模型。引入Virtools 3.0控制软件,实现对三维模型的控制。从而完成虚拟维修的具体操作过程仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.1.1 论文研究的背景
• 1.1.2 论文研究的意义
• 1.2 船舶动力装置及其发展
• 1.2.1 船舶动力装置的含义与组成
• 1.2.2 国内外的维修状况
• 1.3 虚拟维修的国内外研究现状
• 1.3.1 国内外虚拟维修技术的应用及研究现状
• 1.3.2 虚拟维修的特点以及存在的意义
• 1.4 论文的主要工作
• 1.4.1 论文的主要内容
• 1.4.2 论文的结构
• 第2章 维修基本理论及策略
• 2.1 基本概念和专业术语
• 2.1.1 维修的基本概念
• 2.1.2 基本维修理论
• 2.2 维修领域的特点及发展
• 2.3 维修决策问题的讨论
• 2.3.1 故障诊断系统
• 2.3.2 设备维修级别决策
• 2.3.3 设备维修次序决策
• 2.4 船舶动力装置典型维修策略
• 2.4.1 船舶维修保养体系
• 2.4.2 船舶机械计划保养
• 2.4.3 PMS与CWBT的联系与区别
• 2.5 本章小结
• 第3章 船舶动力装置虚拟维修流程及其仿真
• 3.1 船舶虚拟维修流程系统
• 3.1.1 Extend软件特点
• 3.1.2 仿真原理
• 3.2 基于Extend的虚拟维修流程的模型建立
• 3.2.1 模型中主要使用的模块
• 3.2.2 维修流程的系统仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 船舶动力装置虚拟维修技术
• 4.1 虚拟现实技术概述
• 4.1.1 虚拟现实的重要特征和分类
• 4.1.2 虚拟现实的硬件组成
• 4.2 基于虚拟现实技术的虚拟维修
• 4.2.1 虚拟维修系统的结构
• 4.2.2 虚拟维修系统涉及的技术领域
• 4.3 虚拟现实开发工具
• 4.3.1 常用虚拟现实开发工具介绍
• 4.3.2 开发工具VIRTOOLS的介绍
• 4.4 船舶动力装置模型及控制
• 4.4.1 动力装置零件建模
• 4.4.2 三维场景模型
• 4.4.3 运动模型
• 4.5 本章小结
• 第5章 船舶动力装置虚拟维修系统的架构设计
• 5.1 系统概述
• 5.2 船舶动力装置虚拟维修系统总体架构
• 5.3 船舶动力装置虚拟维修系统设计
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文