Visual Components在核工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

胡朋磊 蘇俊鵬

摘要：針對核工程設(shè)計(jì)中前期方案溝通階段時(shí)間成本高、溝通效率低的問題，本文以某項(xiàng)目為基礎(chǔ)，在Visual Components中建立了三維仿真模型，可以提高溝通效率，減少設(shè)計(jì)成本，為核工程設(shè)計(jì)未來的設(shè)計(jì)思路提供了參考。

關(guān)鍵詞：Visual Components， 可視化建模，三維仿真，核工程設(shè)計(jì)

Key words：Visual components， Visual modeling， Three-dimensional simulation， Nuclear engineering design

0引言

在核工程設(shè)計(jì)中，工藝設(shè)計(jì)作為主要組成部分，負(fù)責(zé)產(chǎn)線布局、節(jié)拍計(jì)算、人物流組織、立體空間、動態(tài)布局、方案交流和工藝設(shè)備選型等。工藝專業(yè)作為主專業(yè)在前期方案設(shè)計(jì)階段與業(yè)主交流最為密切，在前期方案交流階段，由于設(shè)計(jì)方案隨時(shí)改動，時(shí)間成本較大，為了提高交流效率、減少時(shí)間成本、直觀準(zhǔn)確的展示設(shè)計(jì)方案，可以建立三維仿真模型，動態(tài)展示設(shè)計(jì)方案。

目前，三維仿真模型在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。王益等開發(fā)出一種智能變電站仿真三維可視化組件裝配技術(shù)，有效的解決了變電站三維仿真系統(tǒng)創(chuàng)建成本高、耗時(shí)長、不易擴(kuò)展等問題。蔣春朗等開發(fā)的吊裝仿真系統(tǒng)為雙主吊鉤汽車起重機(jī)吊裝仿真提供了真正沉浸式模擬吊裝體驗(yàn)，顯著改善了吊裝仿真的效果，有效降低了吊裝事故的發(fā)生率。范英銘開發(fā)了冶金機(jī)械模具三維仿真系統(tǒng)經(jīng)過與傳統(tǒng)冶金機(jī)械模具系統(tǒng)對比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了通過冶金機(jī)械模具三維仿真系統(tǒng)運(yùn)行操作，能高效率的完成模具加工任務(wù)。

1 Visual Components簡介

Visual Components（簡稱VC）是新一代的數(shù)字化工業(yè)仿真軟件，是涵蓋3D工藝仿真、裝配仿真、人機(jī)協(xié)作、物流仿真、機(jī)器人仿真、虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生工廠等功能于一體的數(shù)字化工業(yè)仿真平臺。

VC自帶的Ecat組件庫（網(wǎng)絡(luò)組件庫）中，有超過2000多種的成熟組件，并還在不斷更新，這些組件可以輕量 化處理并大大減輕用戶電腦的負(fù)擔(dān)，且大部分組件都是參數(shù)化的組件，可根據(jù)布局的不同，通過參數(shù)設(shè)置可調(diào)整 組件的尺寸或其他特性。

3 Visual Components在核工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在核工程設(shè)計(jì)中，燃料組件生產(chǎn)線自動化程度較高，且在制造廠房中物流經(jīng)常采用AGV、自動化傳輸線和起重機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，物料在立體空間中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)，傳統(tǒng)的二維圖紙難以直觀、高效地表達(dá)出方案設(shè)計(jì)內(nèi)容，特別是在與業(yè)主溝通過程中，常常因?yàn)榉桨副磉_(dá)不清降低溝通效率，增加時(shí)間成本，因此建立燃料組件生產(chǎn)制造廠房的三維仿真模型，通過動態(tài)展示設(shè)計(jì)方案是很有必要的。通過VC軟件建立廠房的三維仿真模型，主要步驟包括建立模型庫、廠房布局和編程等步驟。

3.1模型庫的建立

VC軟件模型庫中自帶多種廠房仿真模型搭建中所需的模型，包括機(jī)械臂、吊車、AGV、傳送線、堆垛機(jī)等。這些模型是在廠房仿真模型搭建中廣泛使用的通用模型，此外針對核工程項(xiàng)目，工藝設(shè)備的設(shè)備模型在三維仿真模型的建立過程中起到基礎(chǔ)作用。

建立工藝設(shè)備的模型庫，可以選擇在VC軟件中建模模塊中直接建立，也可以選擇在三維建模軟件中建立好三維模型再導(dǎo)進(jìn)VC軟件中，再在建模模塊中對導(dǎo)入的模型進(jìn)行編輯保存到模型庫中。由于VC軟件中建模功能比較簡單，只能建立建立簡單的幾何體，因此本文選用外部導(dǎo)入的方式建立工藝設(shè)備的模型庫。

3.2廠房布局

在VC中進(jìn)行燃料組件制造廠房布局可以采用從模型庫中拖拽建模的方式，根據(jù)燃料組件的制造工藝流程，從模型庫中將建立好的各個(gè)單體模型拖拽至建模界面實(shí)現(xiàn)燃料組件制造廠房三維模型的搭建。

3.3編程設(shè)置

搭建好廠房的三維模型后，還需對模型進(jìn)行整體編程實(shí)現(xiàn)廠房的動態(tài)仿真，VC軟件具有非常友好的編程界面，可以輕松實(shí)現(xiàn)人流、物流和設(shè)備的仿真動作。

通過動態(tài)仿真，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)仿真結(jié)果對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，對方案中不合理的地方及時(shí)修改，完善設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，在與業(yè)主進(jìn)行方案交流時(shí)，可以直觀便捷的展示設(shè)計(jì)方案，對業(yè)主的修改意見可以做到即時(shí)響應(yīng)，大大的提高溝通效率。

4結(jié)論

本文首先介紹了三維仿真在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的特點(diǎn)和優(yōu)勢，以核工程某項(xiàng)目為例，介紹了搭建三維仿真模型的步驟，展現(xiàn)出VC在核工程設(shè)計(jì)中的前景，為核工程設(shè)計(jì)未來的設(shè)計(jì)思路提供參考。

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