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我國首個海洋工程數(shù)字化技術(shù)中心建成
2018-12-05 09:22:15 來源: 瞭望東方周刊
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  技術(shù)中心的建成將進(jìn)一步提高我國海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平,對持續(xù)提升我國海洋石油工業(yè)深水勘探開發(fā)能力、全力保障國家能源安全具有重要意義

工作人員在海上浮托作業(yè)仿真模擬現(xiàn)場

  12月4日,歷時10年建設(shè)的國家科技重大專項——我國首個海洋工程數(shù)字化技術(shù)中心(下稱“技術(shù)中心”)在天津正式建成。作為國內(nèi)唯一的海洋工程數(shù)字化技術(shù)研發(fā)專業(yè)機(jī)構(gòu),該中心將填補(bǔ)我國在海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)空白,為海上吊裝、海上浮托、水下生產(chǎn)設(shè)施安裝等國內(nèi)外海洋工程作業(yè)提供仿真方案預(yù)演與關(guān)鍵崗位人員模擬培訓(xùn)。

  海油工程董事長、黨委書記、總裁金曉劍在接受《瞭望東方周刊》采訪時表示,技術(shù)中心的建成將進(jìn)一步提高我國海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平,對持續(xù)提升我國海洋石油工業(yè)深水勘探開發(fā)能力、全力保障國家能源安全具有重要意義。

  自主研發(fā)破解短板

  數(shù)字仿真技術(shù)是以計算機(jī)和專業(yè)設(shè)備為工具,利用數(shù)模算法和數(shù)字化技術(shù)建立仿真環(huán)境以達(dá)到模擬實操效果,其中,處于當(dāng)下科技前沿的虛擬仿真技術(shù)是數(shù)字技術(shù)的一個重要分支。目前,數(shù)字仿真技術(shù)已在軍事、航空、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域被逐步推廣應(yīng)用,對企業(yè)提高開發(fā)效率、減少決策失誤、降低企業(yè)風(fēng)險起到了重要作用。如在航空工業(yè)方面,采用數(shù)字仿真技術(shù)可使大型客機(jī)的設(shè)計和研制周期縮短20%;利用虛擬現(xiàn)實飛行仿真器在地面訓(xùn)練飛行員,不僅節(jié)省大量燃料和經(jīng)費,而且不受氣象條件和場地的限制。

  海洋工程作業(yè)尤其是深水海洋工程作業(yè),具有高技術(shù)、高風(fēng)險和高成本的特點,將數(shù)字仿真技術(shù)應(yīng)用于海洋工程的方案論證、設(shè)計分析、生產(chǎn)制造、試驗維護(hù)、人員訓(xùn)練等領(lǐng)域,可以極大地降低海上施工作業(yè)風(fēng)險,提高海上作業(yè)效率。但此前,由于我國海洋工程作業(yè)領(lǐng)域缺乏數(shù)字仿真技術(shù)專業(yè)機(jī)構(gòu),該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)幾乎被國外公司全部壟斷,不僅價格不菲而且始終處于技術(shù)受制于人的窘境,成了制約我國海洋工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一塊“短板”。

  為了打造海洋工程領(lǐng)域的自主數(shù)字化仿真技術(shù)體系,中國海洋石油集團(tuán)有限公司旗下上市公司——海洋石油工程股份有限公司(下稱海油工程)承擔(dān)起了國內(nèi)首個海洋工程數(shù)字化技術(shù)中心的建設(shè)工作,陸續(xù)開展了頂層設(shè)計論證和相關(guān)技術(shù)研究工作,并聯(lián)合國內(nèi)多家科研院所展開了多項國家級重大專項課題研究,于今年11月全部完成了數(shù)字化技術(shù)中心的系統(tǒng)集成工作,自主研發(fā)出海洋環(huán)境水力動力學(xué)建模與實時解算技術(shù)、海洋工程裝備運動建模、分布式實時仿真、虛擬現(xiàn)實仿真等關(guān)鍵技術(shù),最終建成了我國海洋工程領(lǐng)域第一家數(shù)字化技術(shù)自主研發(fā)與培訓(xùn)服務(wù)基地。

  虛擬現(xiàn)實技術(shù)助推超級工程

  浮托安裝作業(yè)是大型海洋石油平臺海上安裝作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),作業(yè)中,專用工程作業(yè)船舶借助潮汐的力量,通過“挺舉”的方式將大型海洋石油平臺整體“浮托”安裝到底部支撐物上,該過程也是海洋工程作業(yè)風(fēng)險極高的環(huán)節(jié)。此前,由于我國海洋工程作業(yè)數(shù)字仿真技術(shù)專業(yè)機(jī)構(gòu)的“缺位”,大型海洋石油平臺的浮托安裝作業(yè)中,浮托安裝仿真作業(yè)方案的預(yù)演評估及人員培訓(xùn)都需要在國外的技術(shù)公司進(jìn)行,單次費用就高達(dá)數(shù)百萬人民幣,而且需要提前半年預(yù)約,長周期嚴(yán)重制約工程進(jìn)度。

  在數(shù)字化技術(shù)中心的建設(shè)過程中,海油工程組織專家對浮托安裝數(shù)字仿真技術(shù)進(jìn)行了專項技術(shù)攻關(guān),并通過多個國家級工程項目課題對該技術(shù)進(jìn)行了反復(fù)的實踐和論證。2017年5月31日,在南海西部海域,重達(dá)12800噸的文昌9-2/9-3中心平臺上部組塊成功完成海上浮托安裝。而此次浮托安裝仿真作業(yè)方案的預(yù)演評估和人員培訓(xùn),則成為國內(nèi)海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)的首次實戰(zhàn)。

  “浮托安裝仿真作業(yè)方案就相當(dāng)于進(jìn)行了一次真實的作業(yè)演練。”海油工程設(shè)計院院長尹漢軍介紹說,海上施工團(tuán)隊雖然身處虛擬的海洋環(huán)境下,但整個環(huán)境都是通過數(shù)字仿真技術(shù)來完全模擬真實的海上浮托安裝現(xiàn)場,技術(shù)人員通過數(shù)據(jù)的采集、分析和處理,可以反復(fù)優(yōu)化和驗證作業(yè)流程方案,同時,對于人員熟悉作業(yè)流程、提升團(tuán)隊協(xié)同能力、提高作業(yè)安全性都具有重要意義。

工作人員在執(zhí)行海上船舶航行模擬

  應(yīng)用前景愈加廣闊

  據(jù)介紹,數(shù)字化技術(shù)中心投入使用后,除了能夠?qū)Ω⊥邪惭b作業(yè)進(jìn)行仿真模擬之外,還能夠根據(jù)海洋工程業(yè)務(wù)特點,對設(shè)計建造、海上安裝、水下作業(yè)及應(yīng)急維修等海洋工程作業(yè)的全過程完成仿真預(yù)演,構(gòu)建起海洋工程全壽命周期的虛擬環(huán)境,實現(xiàn)虛擬設(shè)計、虛擬制造、虛擬作業(yè)、虛擬培訓(xùn)、工程數(shù)據(jù)中心、上下游業(yè)務(wù)拓展等六大功能。

  “開展海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)建設(shè),不僅將有力提升我國海洋工程的產(chǎn)品設(shè)計和建造研發(fā)能力,也將有效促進(jìn)我國海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平的提升,對于推動我國海洋石油工業(yè)的發(fā)展尤其是深水勘探開發(fā)能力的提升具有重要意義。”金曉劍說,隨著深水海域逐步成為未來能源和資源開發(fā)的重要戰(zhàn)場,海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)的市場與業(yè)務(wù)量需求將會大幅增加,應(yīng)用前景也將更加廣闊。(記者金明大、特約撰稿岳明/天津報道)

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