长三角海工实验室建设产品系统

一 、技术需求
1、高精度模拟与仿真
设备操作模拟：数字孪生平台应具备对船、海设备的精确模拟能力，包括但不限于设备的启动、运行、停机等动态过程。这要求平台能够准确捕捉设备的物理特性、运动规律以及在不同工况下的响应情况。
数值仿真：平台应提供先进的数值仿真算法，能够对海洋工程物的结构强度、流体动力学性能（如阻力、升力、稳定性等）进行精确模拟与预测。这些仿真结果应能够反映模型在不同海况、工况等条件下的性能表现，为海洋工程物的设计与优化提供科学依据。
2、多场景集成与兼容性
场景集成：数字孪生平台应能够集成船舶、海洋工程等产业设计、生产、维护等多个应用场景，实现数据的无缝流转与共享。这要求平台具备强大的数据集成和处理能力，能够接收并处理来自不同来源、不同格式的数据，并将其转化为可用于模拟、仿真和分析的统一格式。
数据兼容性：平台应支持多种数据接口标准，确保与不同品牌、型号的船海设备以及各类仿真软件和监测系统的兼容与互操作。同时，平台还应提供数据转换和格式化工具，以应对数据格式不匹配的问题。
3、持续开发与拓展能力
模块化设计：数字孪生平台应采用模块化设计，将平台划分为多个独立的功能模块，每个模块都具备独立的功能和接口。这有助于降低平台的复杂性和维护成本，同时提高平台的可扩展性和可定制性。
可扩展性：平台应具备良好的可扩展性，支持未来可能出现的新技术、新应用场景的集成与应用。这要求平台具备灵活的架构设计和开放的开发接口，能够方便地添加新功能、新模块或新服务。
二、业务需求
1、通用数字孪生开发平台
标准化接口：数字孪生平台应提供标准化的数据接口和API，降低用户的使用门槛，促进平台在船舶海工行业内的广泛应用。这些接口应具备良好的通用性和可扩展性，能够适应不同用户、不同应用场景的需求。
行业适用性：平台应针对船舶海工行业的特殊需求进行定制化开发，确保平台的功能和性能能够

为加速数字化、智能化技术在船舶与海工领域落地应用，打造硬件在环协同仿真技术创新研发和示范工程，本项目计划建设一套“海工综合数字孪生平台”。该平台具备船海设备操作模拟功能和数值仿真模拟与监测功能，具备持续开发和拓展各类船海数字孪生场景案例功能。后期计划将该平台建设为船舶海工行业内的通用数字孪生开发平台，广泛服务于船海工程行业，创造科研、工程经济价值。
本平台主要由四大模块组成数字孪生开发总控功能区、船舶数字孪生功能区、水下作业数字孪生功能区、文化展示功能区。
数字孪生开发总控功能区：基于数字孪生场景开发的流程，设计一套数字孪生开发总控台，可自主设计开发船舶数字孪生平台和水下作业数字孪生平台，可进行任务分配、场景维护升级，显示多种数据信息，并可持续开发更多数字孪生场景案例信息，且能与创新中心超算中心联系，进行基于超算中心算例的数字孪生场景开发。
船舶数字孪生功能区：利用虚拟现实技术、无缝拼接宽视场角环幕投影技术等，可将海洋环境与海洋工程物动态、逼真地展现在操作人员面前。船舶综合驾驶台涵盖船舶上的主要航海仪器，包括船载磁罗经、载GPS导航仪、船载自动识别系统AIS等，形成了一套专业的训练模拟器，为航海培训提供科学有效的理论支持、技术支撑和关键装备。
水下作业数字孪生功能区：搭建ROV模拟实操系统，能够进行水下环境作业的模拟、水面船舶性能的模拟、ROV等水下设备的作业模拟，便于开展水下作业的预演练。支持海底电缆巡检、海底电缆/管道漏油点查找、海上风电场等海底构架及设备巡检等场景，通过操作台的控制，将相关操作信息、水下机器人状态、水下工作状态实时模拟在显示界面。
文化展示功能区：该功能区配备多媒体、VR设备，基于VR等技术，构建互动展示场景，显示船、海行业数字孪生研究室文化、数字孪生研究室成果、研究室数字孪生操作规程等内容，并且具备可持续更新展示的能力。

我司完全独立自主完成长三角海工中心实验室建设，包括软硬件所有内容：
数字孪生平台由数字孪生开发总控台、水下作业数字孪生平台和船舶数字孪生平台组成，主要功能是下发作业任务或控制信号。
1)数字孪生开发总控台
数字孪生开发总控台包含数字孪生开发平台和管控平台。数字孪生开发平台负责数字孪生场景的二次开发，配备一台主机和两台显示器，负责开发功能；管控平台负责实验室整体功能控制，配备主控主机，即视频显示控制计算机和一台仿真验证数据处理计算机。
2)水下作业数字孪生平台
水下作业数字孪生平台硬件为ATOM-08型ROV座舱操作台，设有ROV水下作业与采矿车采矿作业两款软件。
3)船舶数字孪生平台
船舶数字孪生平台硬件为Dragon-5000型船舶模拟器操作台，包含10种商船、10种场景库，实现船舶航行仿真。
4)文化展示区
文化展示区包含2面多媒体展示墙和2侧VR展示区，多媒体展示区各配备一台多媒体华为智选HD75PRUA显示器。
5)AUV硬件在环仿真区
AUV硬件在环仿真区放置了一台AUV设备。AUV硬件在环仿真设备具备真实AUV设备外观，配备动力驱动模块、通信模块、电池模块等硬件设备并且能够通过数字孪生仿真平台对其进行简单控制。