虚拟现实技术助推超级工程建设 海洋工程数字仿真技术应用前景愈加广阔

工作人员在海上浮托作业仿真模拟现场技术中心的建成将进一步提高我国海工装备作业效率和海工作业安全水平，对持续提升我国海洋石油工业深水勘探开发能力、全力保障国家能源安全具有重要意义。

12月4日，历时10年建设的国家科技重大专项——我国首个海洋工程数字化技术中心（下称“技术中心”）在天津正式建成。作为国内唯一的海洋工程数字化技术研发专业机构，该中心将填补我国在海洋工程数字仿真技术领域的技术空白，为海上吊装、海上浮托、水下生产设施安装等国内外海洋工程作业提供仿真方案预演与关键岗位人员模拟培训。

海油工程董事长、党委书记、总裁金晓剑在接受《瞭望东方周刊》采访时表示，技术中心的建成将进一步提高我国海工装备作业效率和海工作业安全水平，对持续提升我国海洋石油工业深水勘探开发能力、全力保障国家能源安全具有重要意义。

自主研发破解短板

数字仿真技术是以计算机和专业设备为工具，利用数模算法和数字化技术建立仿真环境以达到模拟实操效果，其中，处于当下科技前沿的虚拟仿真技术是数字技术的一个重要分支。目前，数字仿真技术已在军事、航空、机械等工业领域被逐步推广应用，对企业提高开发效率、减少决策失误、降低企业风险起到了重要作用。如在航空工业方面，采用数字仿真技术可使大型客机的设计和研制周期缩短20%;利用虚拟现实飞行仿真器在地面训练飞行员，不仅节省大量燃料和经费，而且不受气象条件和场地的限制。

海洋工程作业尤其是深水海洋工程作业，具有高技术、高风险和高成本的特点，将数字仿真技术应用于海洋工程的方案论证、设计分析、生产制造、试验维护、人员训练等领域，可以极大地降低海上施工作业风险，提高海上作业效率。但此前，由于我国海洋工程作业领域缺乏数字仿真技术专业机构，该领域的关键技术几乎被国外公司全部垄断，不仅价格不菲而且始终处于技术受制于人的窘境，成了制约我国海洋工程产业发展的一块“短板”。

为了打造海洋工程领域的自主数字化仿真技术体系，中国海洋石油集团有限公司旗下上市公司——海洋石油工程股份有限公司（下称海油工程）承担起了国内首个海洋工程数字化技术中心的建设工作，陆续开展了顶层设计论证和相关技术研究工作，并联合国内多家科研院所展开了多项国家级重大专项课题研究，于今年11月全部完成了数字化技术中心的系统集成工作，自主研发出海洋环境水力动力学建模与实时解算技术、海洋工程装备运动建模、分布式实时仿真、虚拟现实仿真等关键技术，最终建成了我国海洋工程领域第一家数字化技术自主研发与培训服务基地。

虚拟现实技术助推超级工程

浮托安装作业是大型海洋石油平台海上安装作业的关键环节，作业中，专用工程作业船舶借助潮汐的力量，通过“挺举”的方式将大型海洋石油平台整体“浮托”安装到底部支撑物上，该过程也是海洋工程作业风险极高的环节。此前，由于我国海洋工程作业数字仿真技术专业机构的“缺位”，大型海洋石油平台的浮托安装作业中，浮托安装仿真作业方案的预演评估及人员培训都需要在国外的技术公司进行，单次费用就高达数百万人民币，而且需要提前半年预约，长周期严重制约工程进度。

在数字化技术中心的建设过程中，海油工程组织专家对浮托安装数字仿真技术进行了专项技术攻关，并通过多个国家级工程项目课题对该技术进行了反复的实践和论证。2017年5月31日，在南海西部海域，重达12800吨的文昌9-2/9-3中心平台上部组块成功完成海上浮托安装。而此次浮托安装仿真作业方案的预演评估和人员培训，则成为国内海洋工程数字仿真技术的首次实战。

“浮托安装仿真作业方案就相当于进行了一次真实的作业演练。”海油工程设计院院长尹汉军介绍说，海上施工团队虽然身处虚拟的海洋环境下，但整个环境都是通过数字仿真技术来完全模拟真实的海上浮托安装现场，技术人员通过数据的采集、分析和处理，可以反复优化和验证作业流程方案，同时，对于人员熟悉作业流程、提升团队协同能力、提高作业安全性都具有重要意义。

应用前景愈加广阔

据介绍，数字化技术中心投入使用后，除了能够对浮托安装作业进行仿真模拟之外，还能够根据海洋工程业务特点，对设计建造、海上安装、水下作业及应急维修等海洋工程作业的全过程完成仿真预演，构建起海洋工程全寿命周期的虚拟环境，实现虚拟设计、虚拟制造、虚拟作业、虚拟培训、工程数据中心、上下游业务拓展等六大功能。

“开展海洋工程数字仿真技术建设，不仅将有力提升我国海洋工程的产品设计和建造研发能力，也将有效促进我国海工装备作业效率和海工作业安全水平的提升，对于推动我国海洋石油工业的发展尤其是深水勘探开发能力的提升具有重要意义。”金晓剑说，随着深水海域逐步成为未来能源和资源开发的重要战场，海洋工程数字仿真技术的市场与业务量需求将会大幅增加，应用前景也将更加广阔。