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面向三维作业指导的船舶管件工艺设计方法研究

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面向三维作业指导的船舶管件工艺设计方法研究

作者：张刚大连理工大学

学位级别：硕士

船舶管件的加工制造所耗费的工时约占整个造船周期的12%～15%左右,在船舶建造过程中占有重要地位,船舶管件的质量和制造效率直接影响船舶的建造质量和建造周期。传统的船舶管件设计制造模式存在自动化水平低、数据管理混乱、人为因素影... 详细信息

船舶管件的加工制造所耗费的工时约占整个造船周期的12%～15%左右,在船舶建造过程中占有重要地位,船舶管件的质量和制造效率直接影响船舶的建造质量和建造周期。传统的船舶管件设计制造模式存在自动化水平低、数据管理混乱、人为因素影响大、缺乏有效的作业指导方式等问题,严重制约着生产效率的进一步提升。为此,本文面向三维作业指导的生成开展船舶管件工艺设计方法研究,主要从船舶管件设计模型信息的自动获取、船舶管件加工工艺知识的管理和存储、基于工艺知识的船舶管件加工工艺信息自动生成和工艺路线的自动规划、工艺参数的程序化计算以及基于MBD的船舶管件三维作业指导生成等方面进行了深入研究,对于提高船舶管件加工制造的数字化、自动化水平具有一定的作用。主要的研究工作如下:(1)为了解决船舶管件工艺设计过程中,工艺人员获取设计信息存在过程繁琐、不便等情况,本文借助CATIA建模软件的二次开发工具,基于VB开发了模型设计信息管理系统,完成了对船舶管件设计模型信息的自动提取,并通过交互界面显示。通过XML文件实现了设计信息在建模软件与工艺设计系统之间的传递。(2)针对船舶管件加工工艺知识管理混乱、知识重用率低、过度依赖经验等情况,本文基于SQL Server数据库构建了船舶管件加工工艺知识库。深入分析了船舶管件加工工艺知识的内容、特点,将经验性知识规则化并构建工艺规则库。研究了工艺知识的表示与存储方式,完成了对工艺知识的有效管理,为系统的正常运行提供了必要的数据支持。(3)针对船舶管件工艺设计自动化水平低的问题,本文在构建的船舶管件加工工艺知识库的基础上,研究了基于知识的船舶管件加工工艺信息自动生成技术,包括基于实例知识检索的工艺生成方式、基于决策推理的工艺路线自动规划方式及工艺参数程序化计算等关键技术,实现了船舶管件加工工艺信息的自动生成,提高了船舶管件工艺设计的自动化水平,并以弯管设备选择规则为例,验证了方法的有效性。(4)针对工艺现场缺乏有效指导的问题,本文对三维作业指导方式展开了研究,开发了基于MBD的船舶管件三维作业指导方式。集成了船舶管件加工制造所需的工艺信息,并按照MBD数据集规范定义的方式表达,结合轻量化处理后的船舶管件MBD工艺模型,共同生成三维作业指导书。将数字化的成果共享到工艺现场,摒弃复杂的二维工程图纸,实现对船舶管件加工工艺现场的有效指导。

关键词：船舶管件加工 MBD技术工艺设计工艺决策三维作业指导

面向航天制造企业的三维作业指导关键技术研究

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面向航天制造企业的三维作业指导关键技术研究

作者：沈正林南京理工大学

学位级别：硕士

随着航天制造企业产品结构、工艺规划和功能要求越来越复杂,以二维工艺规程为基础的传统作业指导方式已经不能满足对工人的作业指导要求。随着产品设计、工艺三维化的实现,航天制造企业迫切需要实现制造执行的三维化,以打通产品全生命... 详细信息

随着航天制造企业产品结构、工艺规划和功能要求越来越复杂,以二维工艺规程为基础的传统作业指导方式已经不能满足对工人的作业指导要求。随着产品设计、工艺三维化的实现,航天制造企业迫切需要实现制造执行的三维化,以打通产品全生命周期的三维数字化。要实现在全三维制造环境下的作业指导,首先需要解决两个问题：一是作业指导信息的快速获取、组织和展示;二是在车间制造环境下生产工人对三维作业指导信息的浏览和反馈。本文重点研究了航天企业车间制造条件下的作业指导系统信息组织和人机自然交互的问题。在对航天制造企业生产现状调研分析的基础上,明确了车间作业指导的功能需求,构建了面向航天制造企业的三维作业指导系统总体架构。研究了基于本体的作业指导信息组织方法,运用Protege本体建模软件构建了本体模型,并通过与工艺、制造资源等数据的映射完成作业指导书的快速自组织。在此基础上,以产品三维模型为核心研究了面向车间制造过程的作业指导系统人机自然交互方案,提出了基于Leap Motion体感传感器的自然交互方法。通过对车间生产角色的分析构建了车间自然交互用户模型,按作业指导信息展示特点和用户需求设计了交互手势库,研究了手势获取与识别方法,并对自然交互方案进行了用户测试,对自然交互效果进行了分析和评价。通过对上述关键技术的研究,结合航天制造企业的特点和需求,本文基于JAVA语言,运用JENA、Ajax、Dom4j等技术开发了作业指导软件系统,并基于Leap Motion体感传感器完成了系统的自然交互开发,并通过系统运行实例验证了系统的有效性和可行性。

关键词：三维作业指导自然交互 Leap Motion 本体自组织

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基于MBD的船体装配三维作业指导技术研究

船舶标准化与质量 2021年第4期 33-38页

作者：朱雨雷李瑞陈宏伟舟山中远海运重工有限公司大连理工大学船舶工程学院

为改善当前船厂车间二维作业指导方式的种种弊端,基于MBD技术进行三维作业指导研究。首先,基于MBD技术的定义,提出分段MBD数据集的分类、组织结构和总体应用框架;总结MBD模型的具体内容。其次,基于P-MBD模型,提出船舶分段的装配仿真流... 详细信息

为改善当前船厂车间二维作业指导方式的种种弊端,基于MBD技术进行三维作业指导研究。首先,基于MBD技术的定义,提出分段MBD数据集的分类、组织结构和总体应用框架;总结MBD模型的具体内容。其次,基于P-MBD模型,提出船舶分段的装配仿真流程。最后,基于VRML技术,轻量化MBD模型;并开发软件实现三维作业指导功能。

关键词： MBD 虚拟装配仿真 VRML 三维作业指导

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装备制造业三维作业指导应用研究

机械设计与制造工程 2014年第2期43卷 74-76页

作者：彭涛邱华胡华强何其昌三一集团有限公司湖南长沙410010 SJTU-SANY数字化工厂技术联合实验室上海200240

分析了装配工艺指导现存的问题,介绍了三一集团三维装配工艺指导的具体实施方案。通过三维产品装配资源建模、交互式装配工艺规划、三维装配工艺文件生成与远程发布等应用,实现产品三维设计数模向工艺、制造环节的传递,强化信息化手段... 详细信息

分析了装配工艺指导现存的问题,介绍了三一集团三维装配工艺指导的具体实施方案。通过三维产品装配资源建模、交互式装配工艺规划、三维装配工艺文件生成与远程发布等应用,实现产品三维设计数模向工艺、制造环节的传递,强化信息化手段对装配操作信息的有效管理。

关键词：装备制造三维作业指导应用研究

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基于MBD的船体装配三维作业指导技术研究

基于MBD的船体装配三维作业指导技术研究

面向在线作业指导的船体建造三维工艺设计技术研究

2019年数字化造船学术交流会议

作者：陈宏伟李瑞汪骥孙瑞雪大连理工大学船舶工程学院大连船舶重工集团有限公司

基于MBD的三维作业指导是数字化技术在制造业的应用,将船厂车间现场生产作业所需信息通过三维模型及三维工艺表达出来。本文在分析了施工图纸和船舶设计制造特点的基础上,重点研究了船舶MBD结构和内容。针对某一典型分段组立装配过程,应... 详细信息

基于MBD的三维作业指导是数字化技术在制造业的应用,将船厂车间现场生产作业所需信息通过三维模型及三维工艺表达出来。本文在分析了施工图纸和船舶设计制造特点的基础上,重点研究了船舶MBD结构和内容。针对某一典型分段组立装配过程,应用CATIA进行基于MBD的船体建模:CAA二次开发技术,实现工艺信息提取,模型轻量化,完成装配过程仿真。最后开发软件,实现船体装配三维作业指导。

关键词： MBD CATIA 装配仿真三维作业指导

来源： cnki会议评论

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面向在线作业指导的船体建造三维工艺设计技术研究

作者：陈宏伟大连理工大学

学位级别：硕士

作业指导作为施工信息的来源,是船舶设计建造过程中一项非常重要的内容。鉴于当前二维作业指导方式的种种弊端,无法满足数字化造船和船舶市场形势的需求,所以对于三维可视化的在线作业指导的研究具有重要意义。三维可视化的在线作业指... 详细信息

作业指导作为施工信息的来源,是船舶设计建造过程中一项非常重要的内容。鉴于当前二维作业指导方式的种种弊端,无法满足数字化造船和船舶市场形势的需求,所以对于三维可视化的在线作业指导的研究具有重要意义。三维可视化的在线作业指导方式可以改变船厂的传统作业指导形式。此种方式基于网络环境,将设计信息、工艺信息、标准说明、工程注释、装配建造仿真结果等依附三维实体模型统一下发到车间现场终端设备,指导工人进行生产作业;并且车间现场可以实时与设计部门进行信息反馈和问题交流等。本文主要进行以下三个方面的研究,为实现三维可视化的在线作业指导方式提供技术基础。（1）基于MBD技术的概念,提出船舶分段MBD数据集的分类及组织结构、几何信息和非几何信息表达与管理方法;并提出分段设计MBD模型、工序MBD模型、典型施工工艺模板的具体内容和结构形式。根据实现全三维设计制造模式要求,提出分段MBD数据集的总体应用框架。（2）在分析分段装配制造特点的基础上,提出实现分段虚拟装配仿真的流程;研究仿真工艺模型的表达形式;分析动态仿真和人机工程分析过程;构建相应仿真工艺模型,展示动态仿真和人机工程仿真过程。（3）基于VRML技术进行MBD模型轻量化;结合轻量化案例,判断基于VRML的轻量化方案是否满足MBD模型的轻量化需求。结合三维作业指导软件需求,开发三维作业指导软件。

关键词： MBD 虚拟装配仿真三维作业指导

基于三维可视化技术的大型复杂异型结构吊装作业指导技术研究

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基于三维可视化技术的大型复杂异型结构吊装作业指导技术研究

2021年数字化造船学术交流会议

作者：李瑞孙瑞雪陶文轩刘凌杰大连理工大学大连船舶重工集团有限公司

近年来船体分段吊装事故发生频繁,据统计,吊装作业事故约占船体建造事故总数的90%。引发事故的重要原因之一是以二维图纸为核心的指导方法已不能满足现阶段吊装作业指导的要求。本文提出数字化作业指导需求并归纳吊装作业信息,完成三维... 详细信息

近年来船体分段吊装事故发生频繁,据统计,吊装作业事故约占船体建造事故总数的90%。引发事故的重要原因之一是以二维图纸为核心的指导方法已不能满足现阶段吊装作业指导的要求。本文提出数字化作业指导需求并归纳吊装作业信息,完成三维吊装作业指导系统框架搭建,在此基础上设计并开发了三维可视化吊装作业指导软件。实现了交互式吊装方案查看和吊装过程动态仿真,可有效预报吊装过程中存在的干涉问题,保证施工过程安全。

关键词：船体分段吊装三维作业指导可视化 Tribon数据抽取

来源： cnki会议评论

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基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法

船海工程 2023年第6期52卷 34-38页

作者：李瑞张刚汪骥刘晓刘玉君大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

针对目前船舶管件设计与制造阶段的不协同问题,提出一种基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法,在三维环境下将船舶管件MBD设计模型作为工艺设计的基础,在工艺知识库的支持下实现工艺路线的自动规划、工艺信息的自动生成等工艺设计过程,基... 详细信息

针对目前船舶管件设计与制造阶段的不协同问题,提出一种基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法,在三维环境下将船舶管件MBD设计模型作为工艺设计的基础,在工艺知识库的支持下实现工艺路线的自动规划、工艺信息的自动生成等工艺设计过程,基于MBD数据集规范定义方式生成用于指导加工制造过程的船舶管件MBD工艺模型,该方法将MBD模型作为唯一数据源,贯穿整个工艺设计过程,进而实现设计阶段与制造阶段的协同。

关键词：船舶管件三维工艺设计 MBD 三维作业指导