虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)助推超級(jí)工程建設(shè) 海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)應(yīng)用前景愈加廣闊

工作人員在海上浮托作業(yè)仿真模擬現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)中心的建成將進(jìn)一步提高我國(guó)海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平，對(duì)持續(xù)提升我國(guó)海洋石油工業(yè)深水勘探開(kāi)發(fā)能力、全力保障國(guó)家能源安全具有重要意義。

12月4日，歷時(shí)10年建設(shè)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)——我國(guó)首個(gè)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)、黨委書(shū)記、總裁金曉劍在接受《瞭望東方周刊》采訪時(shí)表示，技術(shù)中心的建成將進(jìn)一步提高我國(guó)海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平，對(duì)持續(xù)提升我國(guó)海洋石油工業(yè)深水勘探開(kāi)發(fā)能力、全力保障國(guó)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(jì)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(shí)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(gè)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(duì)企業(yè)提高開(kāi)發(fā)效率、減少?zèng)Q策失誤、降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)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(jì)和研制周期縮短20%;利用虛擬現(xiàn)實(shí)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(fèi)，而且不受氣象條件和場(chǎng)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(xiǎn)和高成本的特點(diǎn)，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(jì)分析、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)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(xiǎn)，提高海上作業(yè)效率。但此前，由于我國(guó)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(guó)外公司全部壟斷，不僅價(jià)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(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)首個(gè)海洋工程數(shù)字化技術(shù)中心的建設(shè)工作，陸續(xù)開(kāi)展了頂層設(shè)計(jì)論證和相關(guān)技術(shù)研究工作，并聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研院所展開(kāi)了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大專項(xiàng)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(dòng)力學(xué)建模與實(shí)時(shí)解算技術(shù)、海洋工程裝備運(yùn)動(dòng)建模、分布式實(shí)時(shí)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等關(guān)鍵技術(shù)，最終建成了我國(guó)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(shí)技術(shù)助推超級(jí)工程

浮托安裝作業(yè)是大型海洋石油平臺(tái)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(guò)“挺舉”的方式將大型海洋石油平臺(tái)整體“浮托”安裝到底部支撐物上，該過(guò)程也是海洋工程作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極高的環(huán)節(jié)。此前，由于我國(guó)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(tái)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(píng)估及人員培訓(xùn)都需要在國(guó)外的技術(shù)公司進(jìn)行，單次費(fèi)用就高達(dá)數(shù)百萬(wàn)人民幣，而且需要提前半年預(yù)約，長(zhǎng)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(guò)程中，海油工程組織專家對(duì)浮托安裝數(shù)字仿真技術(shù)進(jìn)行了專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，并通過(guò)多個(gè)國(guó)家級(jí)工程項(xiàng)目課題對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)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(tái)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(píng)估和人員培訓(xùn)，則成為國(guó)內(nèi)海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)的首次實(shí)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(shí)的作業(yè)演練?！焙Ｓ凸こ淘O(shè)計(jì)院院長(zhǎng)尹漢軍介紹說(shuō)，海上施工團(tuán)隊(duì)雖然身處虛擬的海洋環(huán)境下，但整個(gè)環(huán)境都是通過(guò)數(shù)字仿真技術(shù)來(lái)完全模擬真實(shí)的海上浮托安裝現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)人員通過(guò)數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，可以反復(fù)優(yōu)化和驗(yàn)證作業(yè)流程方案，同時(shí)，對(duì)于人員熟悉作業(yè)流程、提升團(tuán)隊(duì)協(xié)同能力、提高作業(yè)安全性都具有重要意義。

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(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)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(guò)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(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)、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(kāi)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(guó)海洋工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建造研發(fā)能力，也將有效促進(jìn)我國(guó)海工裝備作業(yè)效率和海工作業(yè)安全水平的提升，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)海洋石油工業(yè)的發(fā)展尤其是深水勘探開(kāi)發(fā)能力的提升具有重要意義?！苯饡詣φf(shuō)，隨著深水海域逐步成為未來(lái)能源和資源開(kāi)發(fā)的重要戰(zhàn)場(chǎng)，海洋工程數(shù)字仿真技術(shù)的市場(chǎng)與業(yè)務(wù)量需求將會(huì)大幅增加，應(yīng)用前景也將更加廣闊。