虚拟现实辅助工程技术在船舶分段装配中的应用

船舶是制造工艺极为复杂的工业产品，为降低制造难度，便于运输与维修，提高船舶的建造效率与质量，船舶制造厂均采用分段装配的方式进行制造。船舶的分段结构是集中材料最多，耗时最大，技术难度最高的中间产品，对船舶的质量与建造效率有着直接的影响。然而目前分段装配缺少完善的验证方法，大多是由设计人员基于经验进行规划，并且通常需要在装配过程中不断完善，从而十分影响制造进度。由于平面图纸的局限性，导致复杂工艺无法精准表现。因此，工程师们尝试引入新的技术手段来提高分段装配的工作效率与质量。虚拟现实辅助工程技术便是其中之一。

虚拟现实辅助工程技术具备实时性、交互性、直观性与工程性，能够构建虚拟现实仿真环境，在设计阶段就可以开始装配仿真工作。在针对可装配性进行分析时，虚拟现实辅助工程技术的优势尤为明显。传统的CAD软件只能进行静态干涉分析，因此只能分析零件装配完成后的状态是否合理，而无法验证装配过程的可行性，此时需要结合切面分析、测量等多种评审工具才能够得到相对准确的分析结果。而利用虚拟现实辅助工程技术进行虚拟装配，可以直接在虚拟环境中沉浸式装配，直观检验零件与工具的通过性，验证零件的可装配性。同时由于其直观性，针对工艺规划可以快速完成验证工作，缩短了规划所需时间。其次，基于经验的传统规划方式或问题解决手段在遇到新问题时往往难以下手，需要经过反复的计算验证才能够执行，而利用虚拟装配，可以不计成本地在虚拟环境中试错，快速制定改制方案。

现阶段，我国大部分船舶生产制造企业，对于船舶分段装配依然采用手工装配的方式，因此工艺规划过程中需要做好人机工程分析工作。利用虚拟现实辅助工程技术，在进行任务仿真验证装配工艺规划的过程中，还能够同步对操作员的可视性、可达性、舒适度、疲劳度等进行分析，保障作业人员能够安全顺利作业，降低实际操作过程中可能产生的不便与危害。在验证了零件与工具的通过性、装配单元划分的合理性、装配操作的可行性后，能够得到装配方案的整体评估，并在此基础上进行优化。

位于南澳大利亚的船舶设计公司Mincham以及制造商AXIOM，已经开始利用虚拟现实辅助工程技术来对船舶的分段装配工艺进行验证。利用设计阶段的数据，在虚拟环境中搭建数字样机与生产环境，让工程师可以在不依赖于实体零件的情况下完成零件可装配性的验证工作。同时通过这种沉浸式的装配验证方式，可以让操作者主观评价零件装配过程的便利性。Mincham负责人Mark Koennecke表示“我们通过这种方式提高了设计的迭代效率，同时加快了装配速度，减少了返工造成的时间与经济成本。”

北京朗迪锋作为虚拟现实辅助工程的践行者，坚持落实虚拟现实辅助工程技术的应用与落地，研发虚拟现实辅助工程平台以服务于船舶领域客户。MakeReal3D具备高精度物理引擎，能够实现准确的凹凸多边形检测，获得精准的虚拟装配仿真结果。同时，还具备SoErgo专业人机工程仿真分析模块，使用最新中国人体测量数据创建数字人，可进行可视性、可达性、舒适度、疲劳度等多种仿真分析功能，能够实现装配过程的仿真与分析，并形成分析报告。北京朗迪锋将继续深耕虚拟现实辅助工程技术，开拓应用新思路，持续为船舶行业的数字化贡献一份力量。