标杆顶级船厂提升“数字孪生船舶”研制能力

工业4.0研究院2019年完成数字孪生体范式研究之后，就全力投入技术研发和产业化相关工作中来。2020年相继获得国家数字孪生体课题研究，其中有一个部分就是标杆全球顶级应用，目前已经收集了大量的资料，完成了初步的研究工作。

为了便于数字孪生体联盟成员学习借鉴其中先进经验，工业4.0研究院D加速器筹建了“数字孪生船舶实验室”（DTSL，Digital Twin Ships Laboratory），主要以信息分析和颠覆性技术研究为主。

为了便于跟行业人士沟通，特别开通“数字孪生船舶”公众号。

DARPA在2009年提出“数字孪生体”概念之后，美国空军研究实验室成为了工程应用的主力军，2013-2016年相继完成了两期项目，通用电气、洛克希德·马丁、诺思罗普格鲁曼等公司成为了数字孪生体工程的先行者。

大致在2016年，美国海军部开始意识到数字孪生体的价值，加快落实舰艇数字孪生体战略，提供了大量的资金，一方面依托国家造船研究项目（NSRP，National Shipbuilding Research Program）加强数字孪生体研讨，另一方面加强示范工程的建设，例如Newport News Shipbuilding对数字孪生基础设施大规模工程。

NSRP成立于1971年，当时由美国海事管理委员会（MarAd，U.S. Maritime Administration）管理，后来美国国防部开始考虑军事改革，于是在1982年转交给美国海军部管理，并提供资金和项目支持。

从工业4.0研究院跟踪的情况来看，NSRP集聚了几乎所有先进技术提供方，同时还有各种研究机构和高校，例如，麻省理工学院就深入参与了相关工作。各大造船厂作为先进技术的试点示范，在NSRP各种研讨会上经常可以看到他们露面。

数字孪生船舶实验室将聚焦到NSRP和几个重点造船厂，深入分析它们在数字孪生体技术上的研究工作，对于造船厂的数字孪生体工程计划，计划长期持续跟踪分析，以形成时间轴上的认识，最终形成数字孪生船舶相关知识库。

Newport News Shipbuilding是重点标杆的顶级船厂。它在数字孪生体和数字线程（Digital Thread）方面的大胆探索，给数字孪生船舶实验室分析人员非常深刻的印象。

围绕数字孪生体技术应用，Newport News Shipbuilding提出了“再造：成就下一代造船厂”（Reinvention- The Next Generation of Shipbuilders）。值得数字孪生体联盟成员关注的是，Newport News Shipbuilding在推进数字孪生基础设施建设的时候，采取了两个方面的指标：成本、持续改进。

它非常清楚，如果采用仿真厂商的解决方案，那么要实现全方位的数字孪生化，其成本必定是天价，这显然得不偿失。为此，它没有选择传统的仿真企业参与该项目，反而是引入了创业公司，达到了共同探索和共同发展的目的。

在推进激光三维数字孪生化项目时，它分为三个阶段：第一阶段历时4个月，主要分析需求和用例；第二阶段历时8个月，主要完成数字孪生环境和软件系统的搭建；第三阶段历时6个月，主要开展示范项目，对软件系统进行优化和改进。

从Newport News Shipbuilding的案例可以看出，瞄准顶级船厂的数字孪生船舶研制情况，作为数字孪生船舶实验室的主要工作方法，有助于我们降低成本，逐步建立我们自己的研制方法，推进我国船舶行业的数字化转型和数字孪生体应用。

欢迎关注数字孪生船舶发展的行业人士联系合作，共同探索数字孪生船舶的发展潜力。

作者：胡权，工业4.0研究院院长，数字孪生体联盟理事长