Oceaneering Inc.利用Vortex Studio多体动力学软件

进行创新的海底模拟

业务目标:降低客户的项目风险和实际风险,同时加快上市时间,最大限度地减少开发资源和成本。

解决方案:以高精度实时可视化和模拟环境,来实现精确的原型设计并支持培训。

为什么选择Vortex Studio:使工程师和非技术工程师都可以快速、轻松地创建高保真的3D仿真并进行实时修改,而无需进行任何培训。

海上工程公司希望通过高保真、实时3D模拟将任务准备时间减少30%,将培训时间减少20%。

总部位于德克萨斯州休斯敦的Oceaneering International Inc.是水下工程和应用技术领域的全球领导者,公司致力于提供创造性的机器人驱动技术方案,以应对那些在人类已知的范围内最严酷的环境。

虽然Oceaneering名称的意思是海洋工程,但是公司不止于此,他们在交付成果方面的丰富经验,还给他们带来了许多其他工程领域的项目需求,并且该公司为自身无论在什么领域都能“解决无解问题”的能力而感到自豪,这些项目目前正在深水、陆地、工业环境甚至外层空间中进行。在其51年的发展历史中,Oceaneering在全球40个地点雇用了9500多名专业人员,已经成为全球最大的移动机器人部署商,在海上拥有280多个远程操作设备(ROV)。

规划和降低风险

ROV在Oceaneering的运营中占很大一部分,在部署之前,需要了解这些先进且昂贵的机器人设备将如何在恶劣环境中工作,这对于降低项目风险来说至关重要。

由于Oceaneering的客户正在寻找一个长期合作伙伴,需要Oceaneering一次性提供多年安全稳定的运营,Oceaneering认为有必要立即提供切实的证明,证明他们作为一家公司,有能力满足这些要求。

为了增加客户对项目方案的信心,海洋工程公司的数字创新设计团队的任务是邀请客户到他们的办公室来展示他们的遥控潜水器在目标环境中的表现。

这不仅包括在水下设备、自然物体和棘手的洋流等复杂的物理情况下,ROV将如何导航和作出反应,还包括在这些条件下的突发情况,驾驶员需要时刻保持警觉,而且需要预演意外情况的发生。

虽然Oceaneering的设计团队擅长创建3D模型,可以方便地让客户在其“本机环境”中可视化设备,但是他们现有的系统没有升级到下一个层次,在那里他们可以模拟设备在不同场景下的工作方式,并“动态”地对这些场景进行更改。目前即使是对场景的最小更改也需要再次渲染场景,这很容易就花费五天或更长时间。

希望提供实时仿真

最小化开发成本是影响Oceaneering及其客户的重要因素。随着他们从事日益复杂的项目,他们希望将机械工程资源集中于更高价值的项目,并尽可能利用现有的3D设计团队。

一旦开发出模型,他们将在项目的关键阶段邀请机械工程师参与,以验证仿真的保真度和准确性。

熟悉Vortex Studio及其模拟海上和海底环境的功能后,Oceaneering的数字创新设计团队决定为一个有效的ROV设计项目试用该软件。

尽管团队拥有3D建模经验,但在此之前他们从未着手创建过交互式场景。“我们的设计师只有3D Studio Max和Maya经验,” Oceaneering数字创新运营总监Mark Stevens说。

“通过遵循Vortex Studio教程,我们的团队能够在不到两周的时间内为新的ROV采集器工具创建令人印象深刻的3D原型。”

易于理解学习的操作界面使Oceaneering的设计团队能够快速导入其现有3D模型,并添加所需的机械动力学参数,来精确地仿真新产品的完整功能。

“经过两周的完善,我们让机械工程师验证了该模型,其结果是非常准确的。在这之后,只花了几个小时就完成了模型的定稿,”史蒂文斯指出。

优点

最小化物理和项目风险

缩短上市时间和成本

减少对高价值工程资源的依赖

在所有部署站点中快速扩展

跨站点进行实时更新

预期效果

将任务准备时间减少30%

将培训时间减少20%

将设计付诸实践

由于海上项目要求严格的部署时间表和操作环境,因此对于公司而言,避免在培训期间出现因物理损坏而造成延迟,并确保在部署真正的ROV时获得最佳性能非常重要。

有了ROV和操作环境的精确模型,Oceaneering看到了一个为内部和外部客户提供基于成本效益的Vortex Studio培训工具。

“我们计划用在Vortex Studio中创建的仿真场景,训练新的ROV驾驶员。”史蒂文斯补充说。

“迄今为止,根据我们的观察,可以预计驾驶员能够以提高30%的速度进行操作,并将ROV的动员时间至少减少20%。”

这种基于模拟的训练模式已经在其挪威办事处受到了关注,挪威办事处正在寻求将基于模拟的培训应用于其全球部署的ROV驾驶员。

可以自由地为模拟任务添加不同的难度级别,机组人员可以开始进行基本技能构建,然后逐步进行他们在现场工作时将面临的相同类型的实时挑战。一些示例包括高强度的洋流,水下植被过多,水体能见度低,海底装置操纵和意外的设备故障。史蒂文斯(Stevens)阐述了这种方法的价值,“海洋情况是无法预测的,因此我们需要驾驶员拥有一套核心的工作技能和实践经验,他们可以依靠这些技巧和实践经验来帮助他们在任何给定情况下取得成果。”

下一阶段数字创新

通过来自各个行业和环境的项目,Oceaneering团队称赞Vortex Studio的完全集成性和可扩展的本质。因为Vortex Studio从头到尾管理着支持仿真过程所需的所有功能,所以Oceaneering不必集成和维护其他独立的组成部分。

史蒂文斯说:“我们的团队可以专注于自己的核心竞争力,而将更多的时间花在客户可交付的产品上,而不是花钱去买软件。” 强大的Vortex Studio编辑器使团队能够在经过优化以实时处理和更新数据的专用系统上构建仿真和虚拟原型。

同样,模块化的Vortex Studio Player允许将轻便,可播放的模拟版本部署到现场的训练系统和ROV上,供需要的驾驶员使用。

对于驾驶员而言,他们正在接受日常使用系统的培训,而对于设计和IT团队而言,可以在无需部署完整Vortex Studio套件的情况下对系统进行远程配置和更新。这增加了操作的灵活性,并降低了更新成本。

除了他们目前的项目之外,Oceaneering目前正在使用Vortex Studio进行数字孪生概念的研究,以构建其现场系统的虚拟交互式展现形式。与历史,实时和预测数据集绑定在一起的数字孪生将提供运行状态的可视化展示,以及诊断和预后监控,以减少停机时间并支持持续的产品改进过程。

“ Vortex Studio使Oceaneering的数字创新团队能够以比以前更少的时间和成本来生成高质量的3D仿真,” Stevens补充说,“我们可以承担更多的客户项目,这为我们的企业发展做出了贡献,同时也为将来日益复杂的项目做好准备。”

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