虚拟现实在船舶行业的实践

2009-7-3 作者: 严睿 陈同江 来源: e-works

关键字: 武昌船舶 虚拟现实 应用案例 Quadro NVIDIA 

本文主要介绍武昌船舶重工有限责任公司采用NVIDIA Quadro系列产品,将虚拟现实技术应用在船舶建造中的实践体会。其中重点介绍了Quadro专业显卡在船舶的模拟仿真、多通道同步仿真视频制作和后续异步演示中的应用情况。

  对于多通道同步仿真的密集计算需求,NVIDIA Quadro PLEX可视化处理系统(VCS)在可视化运算密度方面给我们带来了惊喜,其处理效率和处理能力表现突出,能实现10240x1600/5120x3200等多种超高显示模式的实时3D渲染。而且该系统使在WINDOWS下,任意应用程序不经修改就能自动跨跃多块图形卡,解决了windows应用程序同时使用多块图形卡的问题。Quadro PLEX的SLI Mosaic驱动程序能将多个GPU组合成一个逻辑上的GPU,且GPU的2D和3D性能并不会受到影响。通过SLI Mosaic,单个Quadro PLEX工作单元能最多支持4台显示器(4Kx4K分辨率)。两个Quadro PLEX工作单元可被并联起来,最多支持8台显示器(8Kx8K分辨率)。同时支持主动立体显示功能和固定的像素重叠功能。因此其播放效果满足船舶多通道异步演示方面图形处理的要求。


图6 VS483海洋平台工作船工艺验证效果图

  如图6所示,在VS483海洋平台工作船同步仿真工作中,根据该船在结构上罐舱部分灰罐数量多、体积大、管系布置复杂、综合布置困难等特点,充分发挥NVIDIA Quadro系列图卡对虚拟仿真软件Division Mockup的支持能力,将虚拟制造技术研究成果应用到船舶建造的工程实际中,构建了VS483海洋工作平台船罐舱综合吊装工艺虚拟仿真模型,实现对罐舱部分的船体、舾装、电气各专业的综合吊装工艺的工程可视化仿真。发现了原始建造工艺中存在的问题,并对修改后的工艺进行了虚拟验证,检测了吊装过程中可能出现的动态干涉问题,形成了实用效果极佳的综合吊装工艺。在早期就为VS483最为复杂的罐舱部分综合吊装的顺利进行了预先验证。

  在Division Mockup生产视频片段过程中,Quadro FX3500表现稳定,与过去采用普通显卡时相比,FX3500在性能和稳定性方面体现出了明显的优势。采用了Quadro专业显卡后,在VS483海洋工作平台船项目中,大大提高了前期工艺验证的准确率,对优化船舶制造模型、预测产品的可制造性方面大有益处,有效的避免了在产品装配过程中的动态干涉,不但有效的缩短了建设后期,而且减少了船台、码头施工过程中不必要的返工。

  拥有了NVIDIA Quadro PLEX和NVIDIA Quadro FX系列的硬件支撑后,武船实现了在数字环境中,对产品装配、建造工艺等多方面的功能性校验,使船东和设计工程师能在虚拟环境下,对船舶设计和布局的合理性以及系统各模块在生产过程中的可装配性、可维护性和安全性的进行虚拟仿真,有效提高了总体设计和施工方案的准确性。

  武船在原有多通道异步演示系统基础上,不但构建了北船台建造区域及青岛海西湾大型海洋工程船舶建造基地的三维立体虚拟环境,而且完成了对12缆物探船、多用途海洋平台工作船等多种产品建造过程的展示。同时,对原有系统的应用和数据也顺利完成了从SGI平台到X86平台的移植。

 

  后记:

 

  武昌船舶重工有限公司采用NVIDIA Quadro FX专业显卡和NVIDIA Quadro PLEX多通道图形解决方案,在船舶建造可视化、展示可视化等方面进行了有益的探索,取得了丰硕的成果。在企业船舶数字化进程中,NVIDIA®(英伟达™)Quadro®与船舶设计在虚拟现实之间的默契配合还将不断深入。

 

  企业简介:

 

  武昌船舶重工有限责任公司,简称武船,隶属于中国船舶重工集团公司,始建于1934年6月6日,当时名为武昌机械厂,"一五"期间被国家列入156个重点建设项目,更名为武昌造船厂,2009年3月改制为武昌船舶重工有限责任公司,是我国重要的军工生产基地和以造船为主的大型现代化综合性企业。

  武船总占地面积240多万平方米,在阳逻经济开发区、庙山开发区等武汉4个区域设有分公司,在青岛海西湾设有大型造船基地。

  武船始终按照中船重工集团公司"创建中国最强最大,国际一流船舶集团"的发展要求,以科技为支撑,不断创新超越,在高技术船舶、大型水利工程、航天设施、大型现代化桥梁、重型装备和多种成套设备领域实现了规模化发展,形成了军品、民船、非船舶产品三大主业协调发展的经营格局,主导产品在国内同行业内处于领先地位,并正走向品牌化、高端化、国际化发展之路。




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责任编辑:熊东旭