全球航運(yùn)業(yè)向綠色化、智能化轉(zhuǎn)型中，船舶動(dòng)力升級(jí)是核心突破口。船舶燃?xì)鈾C(jī)以高效、緊湊、低排放優(yōu)勢(shì)，成為大型船舶、特種船舶及海軍艦船的“動(dòng)力心臟”，逐步替代傳統(tǒng)動(dòng)力。數(shù)字孿生技術(shù)的滲透，推動(dòng)這一核心動(dòng)力從“機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)”走向“智能管控”，更延伸至全船、全艦船數(shù)字化管理，構(gòu)建起“部件-設(shè)備-艦船-船舶”全維度智慧運(yùn)維體系。

圖撲數(shù)字孿生案例覆蓋全面，從聚焦核心動(dòng)力的船舶燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)字孿生，到整合全船系統(tǒng)的智慧船舶可視化，為海事行業(yè)量身打造了一套功能完備的數(shù)字化解決方案。

艦用燃?xì)廨啓C(jī)

艦用燃?xì)廨啓C(jī)是現(xiàn)代船舶動(dòng)力的革新產(chǎn)物，靠“空氣壓縮-燃料燃燒-氣體膨脹做功”循環(huán)，高效將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。對(duì)比傳統(tǒng)柴油機(jī)，它的核心優(yōu)勢(shì)集中在三點(diǎn)：

■功率密度高：體積小、重量輕，同等空間能輸出更強(qiáng)動(dòng)力，適配集裝箱船、LNG 運(yùn)輸船等需求；

■啟動(dòng)速度快：數(shù)分鐘即可從啟動(dòng)到滿(mǎn)負(fù)荷，遠(yuǎn)快于柴油機(jī)的數(shù)十分鐘，適合特種船舶與海軍艦船；

■環(huán)保性能優(yōu)：燃燒效率高，氮氧化物、硫化物排放遠(yuǎn)低于 IMO 標(biāo)準(zhǔn)，助力航運(yùn) “碳中和”。

高精度仿真

依托圖撲軟件自研的 HT for Web 產(chǎn)品搭建艦用燃?xì)廨啓C(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，構(gòu)建高精度數(shù)字模型，精準(zhǔn)還原燃?xì)廨啓C(jī)核心部件形態(tài)與裝配關(guān)系，深度匹配實(shí)際運(yùn)維場(chǎng)景需求。同時(shí)借助數(shù)字孿生三維拆解功能，可直觀(guān)呈現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部復(fù)雜構(gòu)造，打破傳統(tǒng)查看方式的局限，讓關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系一目了然。

設(shè)備智能監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)。結(jié)合圖示中紅藍(lán)氣流的動(dòng)態(tài)模擬，實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)速、溫度等核心參數(shù)，同步將氣流狀態(tài)、部件熱力分布等數(shù)據(jù)映射至模型，既可視化呈現(xiàn)實(shí)時(shí)工況下氣流交互、部件熱態(tài)等細(xì)節(jié)，又能依據(jù)參數(shù)異常自動(dòng)預(yù)警故障、輔助定位問(wèn)題，為艦用燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定運(yùn)行提供全方位保障。

三維拆解動(dòng)畫(huà)

借助數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)艦用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行三維拆解呈現(xiàn)，能讓人們更透徹地了解其內(nèi)部構(gòu)造與工作機(jī)理。在數(shù)字孿生場(chǎng)景下，可突破物理實(shí)體拆解的限制，自由且精準(zhǔn)地拆分燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪機(jī)等核心部件。

通過(guò)圖撲三維說(shuō)明書(shū)的形式，不僅能清晰看到各部件的形狀、尺寸及相互裝配關(guān)系，還能動(dòng)態(tài)模擬部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，比如壓氣機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)、燃?xì)庠谌紵业牧鲃?dòng)等，讓技術(shù)人員乃至普通學(xué)習(xí)者，都能更直觀(guān)、深入地掌握燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部奧秘，為其設(shè)計(jì)優(yōu)化、故障排查與運(yùn)維等工作提供有力支持。

智慧艦船可視化

在海軍裝備領(lǐng)域，艦用燃?xì)廨啓C(jī)堪稱(chēng)艦艇動(dòng)力的 “心臟”，作為現(xiàn)代大中型艦艇的主流動(dòng)力裝置，以功率密度高、啟動(dòng)速度快、可靠性強(qiáng)等突出優(yōu)勢(shì)，通過(guò)吸入空氣，經(jīng)壓縮、燃燒、膨脹做功等過(guò)程，高效將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)艦艇前進(jìn)，其性能直接關(guān)乎艦艇航速、續(xù)航力與作戰(zhàn)效能，從驅(qū)逐艦的高速機(jī)動(dòng)到護(hù)衛(wèi)艦的靈活部署，都離不開(kāi)它的強(qiáng)力支撐。

在海軍裝備領(lǐng)域，艦船的“動(dòng)力可靠性”與“態(tài)勢(shì)感知能力”直接關(guān)乎作戰(zhàn)效能。

圖撲軟件利用自主研發(fā)的 HT 產(chǎn)品構(gòu)建的智慧艦船可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了“全域態(tài)勢(shì)感知-動(dòng)力精準(zhǔn)調(diào)控-安全智能防御”的一體化管控。

全域態(tài)勢(shì)感知

圖撲搭建的數(shù)字孿生平臺(tái)，以全域態(tài)勢(shì)感知為核心能力之一。平臺(tái)聚焦艦船燃?xì)廨啓C(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)，集成多維度數(shù)據(jù)，在界面上清晰呈現(xiàn)艦船整體及動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行態(tài)勢(shì)，通過(guò)可視化方式，讓相關(guān)人員能全面、實(shí)時(shí)掌握艦船從宏觀(guān)航行到微觀(guān)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，為艦船的態(tài)勢(shì)把控與決策提供有力支撐。

本案例，圖撲采用線(xiàn)框模式呈現(xiàn)艦船及相關(guān)設(shè)備，可在清晰展示結(jié)構(gòu)輪廓與空間關(guān)系的同時(shí)，減少視覺(jué)干擾，讓數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備形態(tài)與布局細(xì)節(jié)更精準(zhǔn)地被呈現(xiàn)，從而以更直觀(guān)、更易于理解的方式助力智慧艦船系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)。

圖撲軟件自研的 HT for Web 產(chǎn)品包含 2D 編輯器與 UI 庫(kù)，擁有豐富的圖表、圖形以及設(shè)計(jì)元素，能夠?qū)⒅腔叟灤到y(tǒng)的各項(xiàng)管理數(shù)據(jù)，從相對(duì)復(fù)雜、抽象的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可視化形式，以更直觀(guān)、更易于理解的方式呈現(xiàn)出來(lái)。

動(dòng)力精準(zhǔn)調(diào)控

艦船動(dòng)力系統(tǒng)是現(xiàn)代化船舶的核心，既保障航行安全、提供航行動(dòng)力，也支撐人員日常生活。而艦用燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的核心設(shè)備，其性能直接決定動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定性，是維系船舶運(yùn)行的關(guān)鍵。

圖撲依托輕量化三維建模技術(shù)，將智慧艦船動(dòng)力艙等區(qū)域透明化，清晰呈現(xiàn)艦用燃?xì)廨啓C(jī)的安裝布局與關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過(guò)連接燃?xì)廨啓C(jī)及配套設(shè)備傳感器，實(shí)時(shí)獲取其轉(zhuǎn)速、溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)，并整合艦船電力、動(dòng)力信息，形成核心動(dòng)力監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

安全智能防御

智慧艦船可視化平臺(tái)的安全智能防御模塊，依托數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建防護(hù)體系。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集防火抗沉、艦用燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行等安全數(shù)據(jù)，結(jié)合三維模型實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；若監(jiān)測(cè)到燃?xì)廨啓C(jī)過(guò)熱等異常，可智能定位風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、推送方案并聯(lián)動(dòng)調(diào)度資源，全程智能化，為艦船筑起精準(zhǔn)安全防線(xiàn)。

智慧船舶可視化

船舶燃?xì)廨啓C(jī)的數(shù)字孿生是 “單點(diǎn)突破”，而智慧船舶可視化系統(tǒng)則是“系統(tǒng)整合”——將船舶燃?xì)廨啓C(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、貨控系統(tǒng)等全船設(shè)備的數(shù)字孿生模型集成，構(gòu)建覆蓋“動(dòng)力-航行-運(yùn)營(yíng)-安全”的全維度管理平臺(tái)。

以 Hightopo 智慧船舶可視化解決方案為例，其核心價(jià)值在于 “數(shù)據(jù)匯聚 + 場(chǎng)景化呈現(xiàn)”，通過(guò)整合船舶燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)狀態(tài)到全船動(dòng)力、航行等多維度的場(chǎng)景化可視管理，讓艦用燃?xì)廨啓C(jī)的效能在全船系統(tǒng)中得到精準(zhǔn)體現(xiàn)與協(xié)同管控。

從艦用燃?xì)廨啓C(jī)的“單點(diǎn)智能”，到海軍艦船的“作戰(zhàn)智能”，再到全船舶的 “系統(tǒng)智能”，數(shù)字孿生技術(shù)正在重塑海事領(lǐng)域的發(fā)展邏輯：它不僅是“運(yùn)維工具”，更是“價(jià)值創(chuàng)造引擎”—— 為航運(yùn)業(yè)降本增效、為海軍裝備提升戰(zhàn)力、為全球海事綠色轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。

未來(lái)，隨著 5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步融合，數(shù)字孿生將實(shí)現(xiàn)更高維度的突破：如 “多船協(xié)同數(shù)字孿生”（實(shí)現(xiàn)船隊(duì)整體調(diào)度優(yōu)化）、“全生命周期管理”（從燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到報(bào)廢的全流程數(shù)字化），持續(xù)推動(dòng)海事行業(yè)邁向 “更智能、更高效、更安全” 的新未來(lái)。

審核編輯 黃宇