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數(shù)字孿生三維視景模型構(gòu)建采購需求文件中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇八研究所2025年4月2目錄一、服務(wù)范圍31服務(wù)背景及必要性32采購目的33采購范圍44技術(shù)指標(biāo)4二、技術(shù)要求51一般要求52具體要求53關(guān)鍵要素8三、交付成果81實(shí)物成果82技術(shù)報(bào)告83交付地點(diǎn)9四、進(jìn)度要求9五、質(zhì)量要求9六、科技成果及其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的歸屬和管理10七、科技保密要求10八、其他說明事項(xiàng)103一、服務(wù)范圍1服務(wù)背景及必要性深海環(huán)境極其惡劣，具有極高的壓力、低溫、黑暗等特點(diǎn)，這給采礦作業(yè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此為了確保深海采礦的安全、高效和可持續(xù)發(fā)展，需要采用先進(jìn)的技術(shù)和方法來輔助決策和操作。深海采礦系統(tǒng)面臨的作業(yè)環(huán)境極為苛刻，這對(duì)裝備本身的性能以及多裝備之間的協(xié)同能力提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。由于深海環(huán)境的特殊性，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其補(bǔ)救空間將相對(duì)有限。因此，在設(shè)計(jì)階段就需前瞻性地開展任務(wù)場景驅(qū)動(dòng)的邏輯仿真驗(yàn)證、性能仿真驗(yàn)證和可靠性/可用性評(píng)價(jià)分析驗(yàn)證，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩階段的驗(yàn)證閉環(huán)，結(jié)合三維可視化效果，將系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯逐一和三維可視化產(chǎn)生映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模型運(yùn)行的可視化展示，驗(yàn)證深海采礦系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。深海采礦系統(tǒng)復(fù)雜、操作難度大、深海作業(yè)環(huán)境造成水下裝備實(shí)時(shí)作業(yè)狀態(tài)可視化困難。因此在開采階段，需要進(jìn)行基于仿真預(yù)演的三維可視化展示，以評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為制定有效的風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)。同時(shí)，通過集成實(shí)船狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)三維可視化顯示采礦系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，幫助決策者快速了解現(xiàn)場情況，并且可以快速響應(yīng)環(huán)境變化或設(shè)備故障，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，以便決策者做出及時(shí)準(zhǔn)確的決策。為驗(yàn)證深海采礦系統(tǒng)各項(xiàng)功能、保障系統(tǒng)的安全與作業(yè)功能、實(shí)時(shí)可視化顯示系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，亟需開展適用于深海采礦系統(tǒng)的三維視景仿真技術(shù)研究。2采購目的本項(xiàng)目研究內(nèi)容包括采礦全系統(tǒng)功能邏輯評(píng)價(jià)驗(yàn)證核心工況視景展示、深海采礦數(shù)字孿生作業(yè)支持系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中采礦全系統(tǒng)功能邏輯評(píng)價(jià)驗(yàn)證核心工況視景支持通過仿真可視化技術(shù)，對(duì)深海采礦核心工況創(chuàng)建一系列4參數(shù)化的采礦場景活動(dòng)演示動(dòng)畫；深海采礦數(shù)字孿生作業(yè)支持系統(tǒng)可支持基于模型的三維視景態(tài)勢監(jiān)測、并能對(duì)全系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)進(jìn)行虛擬預(yù)演和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。3采購范圍深海采礦全系統(tǒng)三維視景模型及深海采礦數(shù)字孿生作業(yè)支持系統(tǒng)。4技術(shù)指標(biāo)功能指標(biāo)：1)支持常見三維模型格式。支持各種三維設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和常規(guī)三維模型格式的模型，包括step、stl、3ds、obj、fbx、3dxml等通用模型格式導(dǎo)入；2)支持常見的CAE結(jié)果文件的導(dǎo)入，包括ansys(rst)、nastran(op2,bdf)、tecplot(dat)、fluent(cas,dat)、vtk(vtk,vtu,vtp)、CGNS(cgns)、EnSight(case,geo)等結(jié)果文件的導(dǎo)入；3)支持三維模型節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫的綁定。通過在三維模型節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)三維模型節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一一映射；4)支持幾何約束求解。通過共軸、共面、距離、角度等幾何約束的添加和求解實(shí)現(xiàn)三維幾何模型的精確裝配及運(yùn)動(dòng)模擬；5)基于M_Design軟件的功能模型活動(dòng)圖、狀態(tài)機(jī)圖指令進(jìn)行系統(tǒng)功能邏輯評(píng)價(jià)驗(yàn)證，涵蓋四種工況流程：布放回收，換車，避臺(tái)，運(yùn)輸船和采礦船的連接與脫離。性能指標(biāo)：1)深海采礦孿生場景幾何模型三角面片總數(shù)不少于500萬，實(shí)時(shí)渲染幀速不低于30fps；