基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

朱寶會(huì)，孫彥剛，李玉山，翟 超

應(yīng)用研究

基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

朱寶會(huì)，孫彥剛，李玉山，翟 超

（招商局金陵船舶（威海）有限公司，山東 威海 264200）

本文提出了一種基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該方法采用AVEVA軟件實(shí)現(xiàn)船舶重量相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理,開發(fā)一套圖形化界面進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化展示和報(bào)表輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警。通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和分析，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)準(zhǔn)確度高、響應(yīng)速度快，能夠有效提高船舶設(shè)計(jì)和建造的效率與質(zhì)量。

AVEVA軟件 船舶重量重心 實(shí)時(shí)監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集 可視化

0 引言

船舶設(shè)計(jì)與建造中，重量重心是關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)船舶穩(wěn)定性、性能和安全性至關(guān)重要[1,2]。傳統(tǒng)的計(jì)算方法耗時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究者開始利用CAD/CAE技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶重量重心的計(jì)算和控制。

基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是熱門研究方向之一。AVEVA軟件是一種集成化的CAD/CAE軟件，廣泛應(yīng)用于船舶、海洋平臺(tái)和海洋工程等領(lǐng)域。它提供強(qiáng)大的建模、分析和優(yōu)化功能，用于模擬和分析船舶的設(shè)計(jì)、建模、制造等過程。

船舶重量重心的準(zhǔn)確計(jì)算和控制對(duì)船舶設(shè)計(jì)和建造至關(guān)重要，直接影響穩(wěn)定性、速度、荷載能力等因素。然而，傳統(tǒng)方法存在耗時(shí)費(fèi)力和誤差的問題。AVEVA軟件作為領(lǐng)先的CAD/CAE軟件，能夠在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行重量統(tǒng)計(jì)和重心計(jì)算，確保船舶設(shè)計(jì)滿足各項(xiàng)要求[3-6]。

然而，目前市場(chǎng)上較少采用船舶重量重心監(jiān)控系統(tǒng)的，或者計(jì)算船舶重量重心的方式還是統(tǒng)計(jì)匯總等較為傳統(tǒng)的方式。這種匯總方式主要是利用Excel表格進(jìn)行按主要設(shè)備或者系統(tǒng)進(jìn)行匯總，并不能真正準(zhǔn)確地提取重量和重心。而且這種統(tǒng)計(jì)存在誤差和缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的問題。因此，需要基于AVEVA軟件開發(fā)一種先進(jìn)的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)來解決這些問題。

本研究旨在開發(fā)一種基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有方法。通過利用AVEVA軟件的強(qiáng)大重量重心計(jì)算功能，開發(fā)一套看板軟件來實(shí)現(xiàn)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，提高船舶設(shè)計(jì)和建造的效率，并降低成本和周期。

我們希望開發(fā)出高效、準(zhǔn)確且智能化的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，為船舶設(shè)計(jì)與建造提供更好的支持。這將提升船舶的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，推動(dòng)船舶工程領(lǐng)域的發(fā)展。

1 船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

基于AVEVA軟件開發(fā)一套船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。具體而言，本研究采用了以下步驟：

1.1 系統(tǒng)需求分析

首先，通過對(duì)現(xiàn)有船舶重量重心監(jiān)控系統(tǒng)的分析，明確了船舶重量重心監(jiān)控系統(tǒng)所需具備的功能和特點(diǎn)，包括實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)船舶各部分的重量，根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)開發(fā)一套自動(dòng)重量和重心的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和展示；在設(shè)計(jì)過程中監(jiān)控船舶各區(qū)域的重量、自動(dòng)計(jì)算船舶各部位的重心、提供報(bào)警和預(yù)警功能等。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于系統(tǒng)需求分析，提出了一種基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和報(bào)警模塊等組成。其中，數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集船舶重量重心相關(guān)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，數(shù)據(jù)顯示模塊將數(shù)據(jù)以可視化的形式展現(xiàn)給用戶，報(bào)警模塊則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶重量重心異常的自動(dòng)報(bào)警和預(yù)警功能。

1.3 系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)

在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用AVEVA軟件進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)，通過編寫相關(guān)的程序代碼和算法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警預(yù)警等功能，最終實(shí)現(xiàn)了船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如圖1所示。

圖1 船舶重量重心UI示意圖

1.4 系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的可行性和有效性，進(jìn)行了一系列的系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，證明了所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的可靠性和準(zhǔn)確性。

2 船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 建立船舶模型

通過AVEVA軟件中的3D模型建模功能，將船舶的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道等進(jìn)行3D建模，如圖2所示為某船廠客滾船使用AVEVA軟件建模后效果圖。

圖2 船舶3D建模

2.2 區(qū)域劃分

根據(jù)船舶的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，將船舶劃分為不同的區(qū)域或部分。這些區(qū)域可以是船體、船艙、機(jī)艙、貨艙等。劃分區(qū)域的目的是將船舶的重量分解為不同的部分，以便更好地進(jìn)行重量統(tǒng)計(jì)和重心計(jì)算。圖3以結(jié)構(gòu)專業(yè)為例進(jìn)行分段分塊計(jì)算。

圖3 船舶結(jié)構(gòu)專業(yè)按區(qū)域進(jìn)行分割

2.3 材料屬性定義

在AVEVA軟件中，為每個(gè)船舶部分定義相應(yīng)的材料屬性。這些屬性包括材料密度、彈性模量等。通過準(zhǔn)確定義材料屬性，能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算船舶各部分的重量。

2.4 重量計(jì)算

基于船舶的區(qū)域劃分和材料屬性定義，利用AVEVA軟件的計(jì)算功能進(jìn)行重量計(jì)算。軟件根據(jù)每個(gè)區(qū)域的材料屬性和相應(yīng)的幾何形狀，自動(dòng)計(jì)算出各個(gè)部分的重量。這些重量數(shù)據(jù)可以是總重量、單個(gè)區(qū)域的重量或特定部件的重量。具體而言，針對(duì)重量的計(jì)算方式有以下幾種。

1）針對(duì)結(jié)構(gòu)BLOCK基于元素體積和密度計(jì)算重量

在這種方法中，AVEVA會(huì)將BLOCK中所有結(jié)構(gòu)單元的體積加起來，再根據(jù)用戶定義的密度值來計(jì)算BLOCK的總重量。

2）針對(duì)管道模塊的重量計(jì)算

在AVEVA 軟件的管道模塊中，重量計(jì)算主要基于管道長度、直徑、壁厚和密度等參數(shù)進(jìn)行。具體來說，AVEVA 會(huì)根據(jù)用戶定義的管道材料密度和壁厚等參數(shù)，計(jì)算出每個(gè)管道的體積，然后根據(jù)體積和密度等參數(shù)計(jì)算出每個(gè)管道的重量，最后將所有管道的重量相加得到系統(tǒng)的總重量。

3）設(shè)備模塊的重量計(jì)算

在AVEVA 軟件的設(shè)備模塊中，重量計(jì)算主要基于設(shè)備的幾何形狀、材質(zhì)密度和壁厚等參數(shù)進(jìn)行。具體來說，AVEVA 會(huì)根據(jù)用戶定義的設(shè)備幾何形狀和材質(zhì)參數(shù)，計(jì)算出每個(gè)設(shè)備的體積，然后根據(jù)體積和密度等參數(shù)計(jì)算出每個(gè)設(shè)備的重量，最后將所有設(shè)備的重量相加得到系統(tǒng)的總重量。AVEVA 還提供了各種設(shè)備重量報(bào)表和圖表，幫助用戶快速準(zhǔn)確地評(píng)估設(shè)備系統(tǒng)的重量和性能。

4）電氣模塊的重量計(jì)算

在AVEVA Electrical軟件的電氣模塊中，重量計(jì)算主要基于電纜長度、直徑和密度等參數(shù)進(jìn)行。具體來說，Electrical會(huì)根據(jù)用戶定義的電纜材質(zhì)密度和直徑等參數(shù)，計(jì)算出每根電纜的體積，然后根據(jù)體積和密度等參數(shù)計(jì)算出每根電纜的重量，最后將所有電纜的重量相加得到系統(tǒng)的總重量。

2.5 重量采集

根據(jù)各專業(yè)模塊的重量計(jì)算結(jié)果，計(jì)算機(jī)程序從船舶三維設(shè)計(jì)模型的各個(gè)專業(yè)模塊中提取重量和重心數(shù)據(jù)，并按專業(yè)和區(qū)域的目錄型式進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。圖4為重量重心采集為CSV格式流程圖。

圖4 船舶各專業(yè)模塊采集重量流程圖

該采集過程簡述為：通過從船舶三維模型中提取每個(gè)模型的重量和坐標(biāo)信息，獲取每個(gè)元素的數(shù)據(jù)類型，判斷該元素類型。

1）如元素類型屬于船體模塊，則按船體模塊的重量方式和坐標(biāo)信息進(jìn)行提取。根據(jù)船體的設(shè)計(jì)模型，將船體細(xì)分為各個(gè)分段，例如前甲板、船殼、船底等。從每個(gè)分段中提取相關(guān)的重量數(shù)據(jù)，并記錄子項(xiàng)的目錄、名稱、代號(hào)的重量以及三維坐標(biāo)（XPOS、YPOS、ZPOS）等信息。

2）如果是其他舾裝模塊（如管道、設(shè)備、電氣、舾裝等），則按該模塊類型的重量計(jì)算方式進(jìn)行提取數(shù)據(jù)，并記錄子項(xiàng)的目錄、名稱、代號(hào)的重量以及三維坐標(biāo)（XPOS、YPOS、ZPOS）等信息。

最終把采集后的元素進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總并保存為CSV文件，從而實(shí)現(xiàn)重量提取的過程。

各模塊重量提取詳情詳見表1。

表1 AVEVA 不同模塊的重量計(jì)算方式

3 船舶重量重心計(jì)算

3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

通過開發(fā)一套AVEVA軟件中的重心計(jì)算工具，把采集后的CSV數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫對(duì)船舶的各專業(yè)、各區(qū)域部位進(jìn)行分類計(jì)算，包括船舶各個(gè)部件的重量、重心位置等。

3.2 重心計(jì)算

在AVEVA軟件中，每個(gè)組件的重心計(jì)算方式是根據(jù)組件的形狀和材質(zhì)等屬性來進(jìn)行的。一般來說，對(duì)于簡單的幾何形狀，如球體、圓柱體、長方體等，可以使用已知公式來計(jì)算其重心位置。對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，如曲線、曲面等，則需要使用數(shù)值計(jì)算方法來進(jìn)行重心計(jì)算。

在進(jìn)行重心計(jì)算時(shí)，需要將組件的密度信息考慮在內(nèi)，以確保計(jì)算出的重心位置能夠準(zhǔn)確反映組件的質(zhì)量分布情況。一般來說，軟件會(huì)自動(dòng)將組件的密度值和材質(zhì)屬性應(yīng)用到重心計(jì)算中，以便得出更準(zhǔn)確的結(jié)果。

以設(shè)備EQUI為例，以下是一個(gè)簡單的重心計(jì)算公式示例：

其中，是設(shè)備中第個(gè)組件的質(zhì)量，、、分別是該組件的質(zhì)心位置在軸上的坐標(biāo)，M是設(shè)備的總質(zhì)量。

這個(gè)公式的意思是，設(shè)備的重心位置是所有組件的質(zhì)心位置加權(quán)平均得到的結(jié)果，其中每個(gè)組件的權(quán)重為其質(zhì)量。最終則根據(jù)采集到數(shù)據(jù)庫的重量和重心進(jìn)行匯總出最終的船舶重心。

以設(shè)備EQUI為例，以下是一個(gè)簡單的重量重心提取數(shù)據(jù)表：

表2 AVEVA 設(shè)備肋重量重心提取表

3.3 船舶重量重心可視化看板展示

根據(jù)計(jì)算和定制的結(jié)果，將生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示和報(bào)告。包括以可視化方式展示數(shù)據(jù)的看板或圖表，以及生成詳細(xì)的報(bào)告文檔等，以滿足船舶設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)據(jù)分析和決策的需求。

3.3.1 數(shù)據(jù)可視化展示

將計(jì)算結(jié)果以可視化方式展示，例如生成各個(gè)構(gòu)造專業(yè)模塊重量的柱狀圖、散點(diǎn)圖等，以直觀地呈現(xiàn)各模塊的重量占比。圖5為某船舶各專業(yè)模塊分解后，通過各元素所在的坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)信息重組后的3D散點(diǎn)圖，該圖可非常直觀的展示船舶的總重和和坐標(biāo)信息。

下一步亦可繪制船舶的重心位置圖，展示整體重心位置的分布情況，幫助設(shè)計(jì)人員了解船舶的平衡性和穩(wěn)定性。

3.3.2 報(bào)告生成

報(bào)告可以包括表格、圖表、文字描述和解釋，以清晰地呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和重量重心的詳細(xì)信息。

報(bào)告應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)人員的需求進(jìn)行定制，可以包括特定的計(jì)算指標(biāo)、對(duì)比分析、敏感性分析等，以滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)理解和決策支持。

3.3.3 數(shù)據(jù)交互和查詢

可以開發(fā)數(shù)據(jù)交互界面或查詢工具，使設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)需要自由查詢和獲取計(jì)算結(jié)果。提供搜索功能和篩選條件，以便設(shè)計(jì)人員根據(jù)特定要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和查找。數(shù)據(jù)交互界面可以通過圖形界面或Web應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，以方便設(shè)計(jì)人員的操作和使用。

3.3.4 數(shù)據(jù)分析

通過采集后的重量和各種看板和報(bào)表信息，可對(duì)船舶的重量重心信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，根據(jù)設(shè)計(jì)模型重量變化，重量和重心的實(shí)時(shí)采集也會(huì)同步，以便優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)和操作方案，降低建造和運(yùn)營成本，提高安全性和航行效率。詳見圖6.

圖6 船重量重心數(shù)據(jù)曲線表

基于以上方法，可以設(shè)計(jì)并開發(fā)出一套功能完善、實(shí)用性強(qiáng)的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，為船舶設(shè)計(jì)和運(yùn)營提供有效支持和保障。

4 研究分析

4.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程與技術(shù)路線

在本研究中，我們提出了一種基于AVEVA軟件開發(fā)的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，并通過以下技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn)：

4.1.1數(shù)據(jù)采集

利用AVEVA軟件提供的接口實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶重量相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，包括船體結(jié)構(gòu)、船舶設(shè)備、管道、配重等方面的數(shù)據(jù)，將其傳輸至數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

4.1.2 數(shù)據(jù)處理

通過把采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，包括重量按模塊和專業(yè)進(jìn)行匯總，重心自動(dòng)計(jì)算等。

4.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)采集和處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括界面設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警等方面。在界面設(shè)計(jì)方面，通過開發(fā)的一套的圖形化展示功能，可利用Python或 Javascript程序進(jìn)行UI設(shè)計(jì)（圖7），實(shí)現(xiàn)船舶重量重心的三維可視化展示，并將其與實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相結(jié)合。在實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警方面，通過對(duì)重心偏差閾值的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而在船舶設(shè)計(jì)過程中對(duì)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警和報(bào)警。

圖7 重量重心實(shí)時(shí)展示UI界面

通過以上技術(shù)路線，我們可以實(shí)現(xiàn)基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

4.2 系統(tǒng)測(cè)試與分析

通過對(duì)船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化。在本研究中，我們選擇了一艘特定的船舶作為案例研究對(duì)象，通過設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)格書收集了該船的建造設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括船舶的物理尺寸、重量分布、各部件的材料、工藝參數(shù)等。同時(shí)，我們還收集了該船在實(shí)際運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，包括船舶的吃水、載重情況、重心位置等。

1）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了基本功能測(cè)試，包括對(duì)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析、數(shù)據(jù)的可視化和報(bào)表輸出等方面進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)的采集和分析具有較高的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)系統(tǒng)界面簡潔明了、操作簡便，能夠滿足船舶建造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。

2）對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試，包括數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)确矫?。測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)能夠快速處理大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)的速度也能夠滿足實(shí)際需求。

3）將系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際的船舶建造項(xiàng)目中進(jìn)行了驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)能夠?qū)Υ爸亓恐匦倪M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，并能夠在設(shè)計(jì)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少了建造周期和成本。

4.3 與傳統(tǒng)方法的比較分析

為了驗(yàn)證本研究所提出的基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，需要與傳統(tǒng)的船舶重量重心計(jì)算方法進(jìn)行比較分析。傳統(tǒng)的船舶重量重心計(jì)算方法通常是基于手動(dòng)計(jì)算和根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙上的數(shù)據(jù)進(jìn)行推算，其計(jì)算精度受到人為操作和設(shè)計(jì)圖紙上數(shù)據(jù)的限制，且無法及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和監(jiān)控，容易出現(xiàn)誤差和漏算。

圖8 傳統(tǒng)的重量重心計(jì)算方法

如圖8所示為傳統(tǒng)的重量重心計(jì)算模式，其計(jì)算方式只是簡單的針對(duì)部分系統(tǒng)圖紙進(jìn)行粗略統(tǒng)計(jì)，無法做到從設(shè)計(jì)模型階段進(jìn)行具體的量化和細(xì)化，對(duì)重量和重心計(jì)算不夠精準(zhǔn)和高效。

本研究所提出的基于AVEVA軟件的船舶重量重心開發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在船舶設(shè)計(jì)過程中自動(dòng)對(duì)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和計(jì)算，并且能夠快速響應(yīng)和修正計(jì)算結(jié)果。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，將本系統(tǒng)與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明本系統(tǒng)的計(jì)算精度更高，且能夠快速響應(yīng)并及時(shí)修正計(jì)算結(jié)果，減少了誤差和漏算的可能性，提高了計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少了不必要的重復(fù)計(jì)算和修正工作，提高了工作效率。

綜上所述，本研究所設(shè)計(jì)開發(fā)的基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠滿足船舶建造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，具有較高的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，可以有效地提高船舶建造的效率和質(zhì)量。

因此，本研究所提出的基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值，能夠有效提高船舶設(shè)計(jì)和建造的效率和質(zhì)量。

5 結(jié)論

1）本研究提出了一種基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析。

2）本系統(tǒng)采用基于AVEVA軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，開發(fā)了一套重量數(shù)據(jù)處理、圖形化界面的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示與報(bào)表輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶重量重心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警功能。

3）通過對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試與分析，證明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確度和響應(yīng)速度，能夠滿足船舶設(shè)計(jì)建造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，提高工作效率和質(zhì)量。

4）與傳統(tǒng)方法相比，本系統(tǒng)具有更高的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少誤差和重復(fù)工作，提高質(zhì)量與效率。

5）本研究設(shè)計(jì)開發(fā)的基于AVEVA軟件的船舶重量重心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，在船舶設(shè)計(jì)與建造中具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，能夠有效提高工作效率和質(zhì)量。為船舶重量重心的精準(zhǔn)計(jì)算和控制提供了新的思路，進(jìn)而推動(dòng)船舶工程技術(shù)的發(fā)展。

[1] 李群. 船舶重量重心控制方案[J]. 機(jī)電技術(shù), 2020(5): 66-69.

[2] 王勝, 陳嫦娥. 淺談船舶建造過程中的重量重心控制[J]. 中國水運(yùn)(下半月), 2019, 19(5): 3-4, 11.

[3] 王凱歌, 周晶, 尹東亮. 大型船舶現(xiàn)場(chǎng)建造期間的重量重心控制[J]. 裝備制造技術(shù), 2016(6): 181-182.

[4] Romadhoni, Santoso B, Suzdayan, et al. Models computing for simulating ship stability by using arduino microcontroller based[J]. Italienisch, 2022, 12(1), 749-755.

[5] Ueng K S. Physical models for simulating ship stability and hydrostatic motions[J]. Journal of Marine Science and Technology, 2013, 21(6): 674-685.

[6] International Maritime Organization (IMO). Res. A. 749 (18) as Amaended by Res. MSC. 75 (69). Code on Intact Stability for All Types of ships[Z]. London: IMO, 2002.

Development of a real-time monitoring system for ship weight and center of gravity based on AVEVA software

Zhu Baohui, Sun Yangang, Li yushan, Zhai Chao

（China Merchants Jinling Shipyard (Weihai) Co,.Ltd，Weihai 264200, Shandong, China）

This paper proposes a design method of real-time monitoring system for ship weight and center of gravity based on AVEVA software. The method uses AVEVA software to realize real-time acquisition and processing of ship weight related data, develops a graphical interface for data visualization and report output, and realizes real-time monitoring and early warning of ship weight and center of gravity. Through testing and analysis of the system, the results show that the designed system has high accuracy, high response speed, can effectively improve the efficiency and quality of ship design and construction.

AVEVA software; ship weight and center of gravity; real-time monitoring; data acquisition; visualization

U662

A

1003-4862（2023）09-0057-06

2023-01-06

2021年山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《高端客滾船高效建造關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》（編號(hào)：2021CXGC010702）

朱寶會(huì)（1981-），男，工程師，主要從事船舶輪機(jī)和舾裝設(shè)計(jì)。E-mail: zhubaohui@cmhk.com