【文章內(nèi)容簡介】 各港口和大專 院校對起重機仿真模擬系統(tǒng)的購買愿望已非常強烈， 我公司研發(fā)的起重機 仿真模擬系統(tǒng) ，填補了國內(nèi) 市場基本 空白，其質(zhì)量可與國外同類產(chǎn)品相媲美 ， 單臺價格 僅 為 100萬元人民幣 左右 。 我公司 研發(fā) 的產(chǎn)品與國外產(chǎn)品性能比較表 性能 公司 產(chǎn)品 國外產(chǎn)品 體系結(jié)構(gòu) 相同 相同 起重機類型 6 種 9 種 三維視景模型 以 國內(nèi)港口碼頭和起重機為背景， 建模效果逼真。 以 國外港口碼頭和起重機為背景， 建模效果逼真。 動力學(xué)模型 建模復(fù)雜，可以比較真實的反映起重機吊運過程中的各種運動狀態(tài)。 建模復(fù)雜， 尚 不能 完全反映起重機吊運過程中的各 種運動狀態(tài)。 運動系統(tǒng) 采用伺服電機或液壓控制，可以實現(xiàn) 6 自由度的運動控制。 采用伺服電機或液壓控制，可以實現(xiàn) 3自由度的運動控制 。 電氣控制系統(tǒng) 比較完善 沒有 價格 低廉 （單臺 100 萬元） 昂貴 （單臺 500800 萬元） 維護 便利 困難 4 項目的技術(shù)基礎(chǔ) 公司研發(fā)技術(shù)條件 公司十分重視產(chǎn)品技術(shù)硬軟件研發(fā)工作， 不斷 加強與國內(nèi)外科研單位合作，逐年加大科技投入，始終認為技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)生命所在 、做強企業(yè)前提 的指導(dǎo)思想。 經(jīng)過幾年來的努力，公司的研發(fā)技術(shù)水平在全國起重機機電配套行業(yè)中高居首位 。 技術(shù)研發(fā)資質(zhì)及企業(yè)榮譽： 公司 2020年被省科技廳認定為浙江省科技型中小企業(yè)， 2020年被省科技廳認定為省級高新技術(shù)企業(yè)，2020年被省科技廳確定為省級高新技術(shù)研究開發(fā) 中心。公司曾榮獲浙江省 著名商標 、臺州 市著名商標 等稱號 ，公司研發(fā)生產(chǎn)的多功能主令控制器被省科技廳確定為高新技術(shù)產(chǎn)品，同時獲 臺州市名牌產(chǎn)品、臺州 市科學(xué)技術(shù)進步獎。 研發(fā)人才水平： 公司擁有一支較強的科技研發(fā)隊伍，目前在職員工 215人，其中大專以上學(xué)歷 60人，中高級技術(shù)職稱 12人。 直接從事研發(fā)工作的人員有 40人，其中從事軟硬件開發(fā)的有 21人。同時，公司與 上海海事大學(xué) 、 浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)知名大學(xué)及德國 PBI、瑞典麥基嘉、韓國 DOSAN等 國外知名企業(yè)建立科研合作關(guān)系，并高薪聘請上述單位專家擔(dān)任我公司的顧問。 研發(fā)成果及知識產(chǎn)權(quán)情況： 自主研發(fā) YGK YGK YGK5型主令控制器，擁有三項國家 專利， 并 獲 臺州市名牌產(chǎn)品、臺州 市科學(xué)技術(shù)進步獎 。 自主研發(fā)的 YGK5起重機多功能智能控制系統(tǒng) ，屬于 嵌入式軟件產(chǎn)品 ，已列入 2020年度浙江省信息服務(wù)業(yè)發(fā)展專項資金項目，目前已完成中試 。 自主研發(fā)的 電磁線換位虛擬軸控制系統(tǒng) ，屬于 嵌入式軟件產(chǎn)品 ，廣泛應(yīng)用 于 電磁線 生產(chǎn)線。 與上海海事大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的 集裝箱起重機仿真模擬系統(tǒng)已通過省級科技成果鑒定。 自主開發(fā)的各類型起重機司機室、聯(lián)動臺共有 8項專利已被國家專利局受理。 研發(fā)設(shè)備條件： 公司下屬的高新技術(shù)研發(fā)中心，擁有產(chǎn)品耐壓測試臺、紅外線測溫儀、硬度計、大電流發(fā)生器、機械加工設(shè)備等技術(shù)研發(fā)設(shè)備。 知識產(chǎn)權(quán)、研究開發(fā)及中試情況、鑒定情況 集裝箱仿真訓(xùn)練模擬系統(tǒng) 經(jīng)過上海港聯(lián)機械技術(shù)有限公司、無錫市港口建筑機械有限公司等多家單位試用，取得一致好評，對用戶提出的部分改進意見，公司已完成修改。該項技術(shù)成果已通過國操作者 圖像視景系統(tǒng) 音響系統(tǒng) 座椅振動系統(tǒng) 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 （動力學(xué)和運動學(xué)） 駕駛室操作系統(tǒng) 教員臺控制系統(tǒng)（含評分系統(tǒng)） 教員 信號采集和A/D轉(zhuǎn)換器 家指定信息產(chǎn)品鑒定機構(gòu) 浙江方圓檢測集團檢測，并經(jīng) 省科技信息研究院進行查新 ， 2020 年 12 月委托浙江省技術(shù)經(jīng)紀人協(xié)會組織專家 鑒定 ， 鑒定 結(jié)論為 :?該產(chǎn)品設(shè)計新穎，功能較為全面，其技術(shù)已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平?。 本項目 技術(shù) 特點及優(yōu)勢 技術(shù) 體系結(jié)構(gòu) 本技術(shù) 綜合了計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高技術(shù)領(lǐng)域的知識， 通過自主研發(fā)而成的集裝箱起重機仿真模擬系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由視景機、控制臺、聯(lián)動操作臺、教員控制臺、動感系統(tǒng)等部分組成。 集裝箱起重機 仿真模擬 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖 主要研究內(nèi)容及技術(shù)框架 我公司于 2020年初開始立項集裝箱起重機仿真 模擬系統(tǒng) 項目，研究開發(fā)計劃的目標是研制出適合中國國情的起重機仿真 模擬系統(tǒng) ，用于安全、節(jié)能、高效、全面地培訓(xùn)起重機駕駛員。我們通過實地走訪上海港、北侖港等港口，實地詳細查看集裝箱起重機作業(yè)環(huán)境，作業(yè)時間，作業(yè)天氣，工作流程，故障處理，作業(yè)人員工作狀態(tài)，作業(yè)視角，采集大量的圖像和聲音數(shù)據(jù)，了解操作師傅的工作心理，詢問各類狀態(tài)：船位狀態(tài)，集裝箱排列，吊索具處理，撞擊，事故發(fā)生過程等。以獲得第一手資料，盡可能做到逼近實際 。 ⑴ 運用高性能工業(yè)級計算機作視景機，采用專用建模軟件Multigen 對實際工況進行建模，包括對天空、大海、海浪、船只、碼頭、起重機、各類部件等，以達到身臨其境的感覺，使其各種視覺效果達到最真效果。 ⑵ 高性能 主控機對各種工況進行設(shè)定，以改變出現(xiàn)各類環(huán)境，如：各種類型的風(fēng)、雨、雪；各種時間段（白天、黑夜、各種亮度調(diào)節(jié)），集裝箱堆放方式，鎖具的慣性擺動幅度，針對各類人員的培訓(xùn)難度設(shè)置，各動作限位保護的模擬等。 ⑶ 投影儀用于對虛擬視景的顯示，顯示各種靜態(tài)、動態(tài)的環(huán)境，可以采用一臺投影儀和視景機來簡單的顯示主要的投 影面，或可采用三到六臺投影儀和視景機來全方位的顯示視景畫面，以達到全方位最逼真的效果。 ⑷ 集裝箱起重機控制柜采用目前國際最先進的集裝箱起重機控制系統(tǒng)，采用西門子 S7300PLC控制系統(tǒng)進行起重機的動作邏輯控制， PLC 通過 PROFIBUSDP 現(xiàn)在工業(yè)通訊協(xié)議對 ABB、西門子、安川變頻器進行控制，采用變頻器帶編碼器的閉環(huán)控制方式對電機進行高精度控制，以模擬起重機實際工況和操作過程，達到逼真的速度、力矩控制模擬效果。 ⑸ QTC3新型聯(lián)動臺，采用目前港口實際應(yīng)用的聯(lián)動臺，其相同的按鍵種類和布局，讓學(xué)員更有真實感 ，增加了參加實際作業(yè)的親切感，使在學(xué)習(xí)其間獲得的熟練程度立刻運用于實際作業(yè)中。 ⑹ 通過廉價、高速的以太網(wǎng)通訊，進行各部件之間的大量數(shù)據(jù)交換，以減少畫面滯后時間，讓畫面與動作之間進行快速響應(yīng)，增加真實效果。 通過綜合應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高技術(shù)領(lǐng)域的知識，研發(fā)的集裝箱仿真 模擬系統(tǒng) 已能替代國外產(chǎn)品，其綜合功能已達到國際領(lǐng)先水平。 技術(shù) 主要包含內(nèi)容如下： ⑴ 具有一機多用特點，實現(xiàn)岸邊集裝箱起重機和輪胎式集裝箱龍門起重機的仿真訓(xùn)練功能，并具有擴充其它起重機 機型的接口； ⑵ 操作臺采用真實的起重機聯(lián)動臺，使學(xué)員有相對真實的操作環(huán)境； ⑶ 采用工業(yè)級計算機做平臺，通過以太網(wǎng)進行通訊和數(shù)據(jù)交換； ⑷ 視景采用 Multigen 建模， Vega驅(qū)動，畫面刷新頻率 30ms，保證畫面清晰、逼真、無抖動及鋸齒現(xiàn)象，并能表現(xiàn)白天、黑夜、風(fēng)、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象； ⑸ 視景硬件可選擇采用高性能投影儀或高清晰度大屏幕電視機； ⑹ 運動模型能逼真反映起重機在起升、變幅、大小車運行等過程中起重機、鋼絲繩、集裝箱吊具和集裝箱的各種運動，包括受慣性力和不同風(fēng)載荷時的擺動及裝卸過程中不可避免的各種可能 發(fā)生的碰撞； ⑺ 動感系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動 6個油缸產(chǎn)生振動，模擬出三個直線運動自由度的振動； ⑻ 教員控制臺具有場景設(shè)置、操作條件設(shè)置、故障設(shè)置、記錄回放、自動評分等功能。場景設(shè)置能提供不同難度的船上（包括倉下）集裝箱堆放形式；操作條件設(shè)置可設(shè)置并能表現(xiàn)白天、黑夜、風(fēng)、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象，其中風(fēng)包括各種風(fēng)力方向和不同的風(fēng)速，霧有不同的能見度，雨和雪也有方向和雨雪量的不同；故障設(shè)置可設(shè)置各種常見的故障如超重箱、卡槽等以訓(xùn)練學(xué)員的故障排除能力；教員可隨時中斷視景畫面進行講評并即時恢復(fù)，還可記錄學(xué)員的整個操作并進行 回放講評；自動評分系統(tǒng)能對學(xué)員的操作自動評分并給出評語。 技術(shù)關(guān)鍵點 (1)仿真虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究。在虛擬現(xiàn)實?沉浸－交互－構(gòu)想?的三個特征中，最核心的技術(shù)是沉浸感。沉浸意味