数字孪生增强的船舶管道系统敏捷设计
致力于数字孪生体技术的研究与发展
通过解决方案和工程化应用造福人类
来源：数字孪生DigitalTwin
导 读
造船业在国家战略安全和经济发展中具有举足轻重的地位，而管道布局设计问题则是该行业面临的一大关键技术挑战。传统上，这一设计工作主要依赖设计师的主观经验，而有效的知识共享不足、以及智能化管道布局设计算法的缺失更加剧了这一问题。针对这些问题，本文提出了一种敏捷设计系统。该系统融合了船舶管道设计的知识管理、需要与人类设计师频繁互动的半自动化设计、以及自动化规则校验等功能。本系统的设计框架融合数字孪生技术进行了优化，通过创建与物理系统对应的数字化系统，使得物理与数字系统之间可以实现无缝对接和实时反馈。这种方法极大地促进了设计过程中的信息流通和决策精确性，提高了船舶管道布局的设计效率，降低了对传统人工操作的依赖，减少了因人为因素引起的错误和返工。
研究结论
1. 本文研究背景是船舶管道布局设计问题，该问题在船舶建造行业中具有重要战略意义和经济价值，但主要依赖于设计师的主观经验，缺乏高效的知识共享和智能管道路由算法。
2. 本文提出了一种数字孪生增强的船舶管系布局敏捷设计系统，集成了船舶管道设计知识管理、半自动设计（涉及与人类设计师的频繁交互）和自动规则检查。该框架通过数字孪生概念得到改进，促进了物理和数字系统之间的紧密协作。
3. 本文提出的方法在船舶管道布局设计任务中取得了显著效果，减少了对人工劳动的依赖，提高了设计效率，降低了设计成本。
研究方法
1. 提出了一种基于数字孪生的敏捷设计系统，集成了船舶管道设计知识管理、半自动设计和自动规则检查，加强了物理和数字系统之间的紧密协作，有望显著提高船舶管道布局设计的效率，同时减少对手动劳动的依赖。
2. 建立了一个设计知识管理系统，对散乱的知识进行整理，并使用机器学习和自然语言处理技术对知识进行分类、存储和检索。
3. 改进了管道布局设计算法，提高了搜索效率，降低了设计成本，并通过数字操作实现了物理性能的优化。
研究创新点
1. 提出了一种基于数字孪生的船舶管道布局设计方法，通过整合物理和数字系统，实现了高效的设计过程。
2. 建立了一个设计知识管理系统，对散乱的知识进行整理，并使用机器学习和自然语言处理技术对知识进行分类、存储和检索，提高了设计效率。
3. 改进了管道布局设计算法，提高了搜索效率，优化了物理性能，并通过数字操作实现了物理性能的优化，提高了设计质量。
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