Construindo Software para Construção Naval com Tech Soft 3D Toolkits

Desenvolvedores que criam aplicativos para atender à indústria naval enfrentam um mar de problemas (trocadilho ruim, sabemos, não resistimos).

Os projetos de construção naval regularmente se estendem por anos ou décadas, com modelos crescendo para tamanhos enormes enquanto combinam dados de uma ampla gama de fontes. Os aplicativos que atendem a esse mercado são frequentemente desenvolvidos por equipes menores e especializadas, com a expectativa de que permanecerão confiáveis ​​muito depois que outras ferramentas tiverem mudado.  

A Tech Soft 3D tem fornecido aos desenvolvedores Kits de Ferramentas de Desenvolvimento de Software (SDKs) focados em engenharia há mais de 30 anos, atendendo a mercados complexos, desde aeroespacial até automotivo e, claro, construção naval. Na construção naval, onde longos ciclos de vida e profundo conhecimento do domínio são a norma, essa experiência é importante. 

Aqui, discutimos os desafios exclusivos que os desenvolvedores de aplicativos de construção naval enfrentam, porque as toolkits podem ser adequadas para reduzir custos e melhorar seu produto final, e quais toolkits Tech Soft 3D atendem às suas necessidades. Desde visualizar modelos vastos e componentes de simulação até acessar dados sem comprometer a integridade das informações, essas ferramentas oferecem recursos perfeitos para os desafios da indústria. 

Os Desafios Únicos de Desenvolver Software para Construção Naval 

Os aplicativos de construção naval aparecem em todas as formas e tamanhos, desenvolvidos por todos, desde fornecedores comerciais de diferentes tamanhos focados em fluxos de trabalho específicos do setor naval até grupos internos dentro de estaleiros, e mais. Embora tenham diferenças marcantes, os desenvolvedores de construção naval compartilham um conjunto comum de obstáculos. 

Escala do Modelo Titânico 

Talvez o problema mais óbvio e maior que os desenvolvedores enfrentam seja a escala. Os modelos de CAD naval rotineiramente incluem milhões de componentes ricos em dados abrangendo geometria do casco, estrutura, tubulações, sistemas elétricos e equipamentos. Engenheiros precisam navegar por esses modelos interativamente, isolar regiões relevantes e revisar a intenção de design sem sacrificar o desempenho. Aplicativos bem-sucedidos precisam equilibrar entre fidelidade visual e desempenho, com taxa de quadros e capacidade de resposta como considerações chave.  

Os desafios de escala também se estendem além do CAD. A captura de realidade e fluxos de trabalho de nuvem de pontos são cada vez mais comuns no planejamento de retrofit e gerenciamento de ativos, onde as equipes precisam comparar as condições de algo conforme projetado com sua condição atual. Essa demanda para suportar nuvens de pontos juntamente com a geometria CAD adiciona outra camada de dificuldades de desempenho e navegação para os desenvolvedores que criam aplicativos de construção naval, especialmente quando medição e seccionamento são necessários. 

Diversidade e Integridade dos Dados 

Outro desafio definidor é fragmentação de dados. Os fluxos de trabalho de construção naval dependem de uma mistura eclética de sistemas CAD de propósito geral, ferramentas de design específicas para o setor naval e aplicações internas. Os modelos são frequentemente montados a partir de várias fontes, ao invés de serem criados em um único sistema. Essa abordagem federada exige que os desenvolvedores de software criem aplicativos que possam lidar com uma ampla variedade de formatos, níveis de detalhamento e metadados associados. O acesso apenas à geometria raramente é suficiente, com estrutura de produto, atributos e contexto de engenharia sendo igualmente importantes.  

Além disso, a interoperabilidade futura dos dados precisa ser mantida. Frequentemente, novos requisitos de análise surgem no meio do projeto. Além disso, os ciclos de design e manutenção na construção naval são longos, com ferramentas e formatos de arquivo mudando ao longo do caminho. Durante todo o processo, os dados legados não podem ser descartados ou corrompidos. Para as equipes de desenvolvimento tipicamente menores dos aplicativos de construção naval, isso gera uma manutenção recorrente demorada e cara.  

Os desenvolvedores de aplicativos de construção naval modernos devem estar cientes de que os modelos 3D são cada vez mais centrais para os fluxos de trabalho de construção naval. Os tomadores de decisão agora esperam fornecer feedback e trabalhar diretamente com modelos 3D, com todos os dados relevantes de suporte facilmente acessíveis. Iniciativas emergentes como OCX (Open Class 3D eXchange) estão apoiando essa mudança, embora a adoção esteja longe de ser uniforme.  

Simulação e Análise 

As exigências em torno da simulação e análise adicionam outra camada de complexidade para os desenvolvedores abordarem. Análise estrutural, hidrodinâmica, vibração, estudos térmicos e acústicos desempenham um papel no design naval. Os resultados dessas análises multimodais informam as decisões de design em andamento e devem ser revisados no contexto com a geometria subjacente. A visualização dos resultados de CAE torna-se parte do fluxo de trabalho de engenharia principal, em vez de uma etapa de pós-processamento separada. Aplicativos frequentemente precisam trabalhar com aplicativos de simulação comuns, ao mesmo tempo que também fornecem recursos chave de CAE eles mesmos 

Cada vez mais, esses fluxos de trabalho são distribuídos ou executados na nuvem, exigindo que os desenvolvedores suportem recursos de engenharia remotos, incluindo resultados de CAE baseados em navegador.

Como Tech Soft 3D Toolkits Apoia o Desenvolvimento de Software para Construção Naval 

Os desafios descritos acima criam uma série de necessidades para o software de construção naval que as toolkits estão bem posicionadas para atender. Isso inclui: 

• Visualização de alto desempenho que pode lidar com tamanhos de modelo extremos.  

• Acesso amplo e confiável a dados CAD e CAE de muitas fontes.  

• Ferramentas de geometria e malha que podem apoiar fluxos de trabalho subsequentes sem forçá-los a reimplementar funcionalidades de baixo nível.  

• Componentes que permanecem viáveis ao longo de longas linhas de tempo de implantação. 

Essas necessidades tornam-se ainda mais pronunciadas à medida que as organizações de construção naval investem em gêmeos digitais, colaboração baseada em modelos, e fluxos de trabalho de ciclo de vida a longo prazo que dependem de contexto de engenharia consistente. 

Visualização em Escala Extrema 

A visualização de alto desempenho é um requisito central na construção naval. Modelos de navios frequentemente contêm milhões de componentes, e engenheiros devem ser capazes de navegá-los interativamente, isolar regiões de interesse e revisar a intenção de design sem degradação de desempenho. 

HOOPS Visualize é projetado para suportar as exigentes demandas de desempenho associadas à interação com montagens que apresentam dezenas de milhares (ou mais) de componentes. Este motor gráfico de alto desempenho oferece gráficos líderes da indústria para aplicativos web, desktop e móveis, com suporte para C++, C#, JavaScript e TypeScript. 

O kit de ferramentas oferece funcionalidades centrais que aplicativos de construção naval modernos são esperados de ter, incluindo marcação, seleção, seccionamento, nuvens de pontos e ferramentas detalhadas de navegação de modelos. Utilizar um SDK permite que os desenvolvedores se concentrem em comportamentos específicos do domínio em vez de construir e manter um motor de renderização complexo.  

HOOPS Visualize fornece recursos chave para fluxos de trabalho de revisão baseados em modelos em qualquer lugar, incluindo aqueles que exigem colaboração remota. Você pode explorar os visualizadores de demonstração para ver por si mesmo abaixo. 

Acesso a Dados – Suportando Interoperabilidade Entre Sistemas Gerais e Específicos para o Setor Naval 

Com a diversidade de ferramentas utilizadas no ecossistema CAD da construção naval, os desenvolvedores precisam suportar fluxos de trabalho com modelos montados de muitas fontes de dados. HOOPS Exchange e HOOPS Access fornecem acesso consistente a geometria, estrutura de montagem, PMI e metadados em uma ampla gama de formatos CAD e CAE.  

HOOPS Exchange é o principal kit de ferramentas de acesso a dados CAD da indústria, oferecendo suporte para mais de 30 formatos, incluindo aqueles mais importantes para aplicativos de construção naval. Com velocidade incomparável e preservação da integridade dos dados, HOOPS Exchange suporta diretamente a combinação de dados federados em um modelo único, sem achatar os dados em uma representação monolítica. Para os desenvolvedores, isso reduz a complexidade e o ônus de manutenção de suportar fontes de dados diversas e em evolução. 

HOOPS Access fornece aplicativos com acesso a formatos CAE, permitindo que sua ferramenta amplie sua interoperabilidade com as ferramentas de simulação populares nos fluxos de trabalho de construção naval.  

Geometria, Preparação de Modelos e Fluxos de Trabalho de Casco 

Além da visualização e acesso a dados, muitos aplicativos de construção naval exigem interação direta com a geometria dos próprios modelos. Modelagem e edição de casco, simplificação para visualização e reparo de malhas para simulação são requisitos comuns, especialmente ao trabalhar com modelos grandes ou complexos. 

Kits de ferramentas de modelagem geométrica como Parasolid e Polygonica permitem que os desenvolvedores trabalhem com geometria precisa e preparem modelos para uso subsequente sem construir essas capacidades do zero.  

A Tech Soft 3D é um revendedor orgulhoso tanto do Parasolid da Siemens, o principal kernel de modelagem sólida, quanto do Polygonica da MachineWorks, uma opção poderosa para processamento de malhas 3D. Nossa colaboração estreita com a Siemens e a MachineWorks nos permite oferecer integração perfeita com toolkits HOOPS, garantindo que os desenvolvedores gastem menos tempo integrando essas ferramentas. 

HOOPS Mesh oferece malhas 2D e 3D confiáveis para o modelo que seu software de construção naval lidará diariamente, enquanto HOOPS Solve apoia a criação e otimização de algoritmos de FEA para simulação e análise. 

Resultados de CAE no Contexto de Engenharia 

HOOPS Envision atende a todo o fluxo de trabalho CAE, desde importação e análise até visualização, relatórios e automação. O kit de ferramentas importa resultados de ferramentas de FEA comuns, visualiza rapidamente os dados e fornece ferramentas para investigação profunda dos resultados. 

Este kit de ferramentas pode oferecer sua funcionalidade capaz tanto para aplicativos desktop (OpenGL) quanto web baseados em navegador (WebGL). A versão web oferece renderização no lado do servidor, proporcionando desempenho poderoso semelhante a um desktop para clientes remotos. 

Ao permitir que os resultados sejam visualizados em contexto com o design, esses kits de ferramentas ajudam os desenvolvedores a integrar a análise mais diretamente nos fluxos de trabalho de engenharia, em vez de tratá-la como uma etapa separada de pós-processamento.

Apoiando os Fluxos de Trabalho de Engenharia de Aplicações de Construção Naval do Futuro 

Muitas organizações de construção naval estão explorando abordagens como gêmeos digitais, simulação em escala de nuvem e engenharia remota. Embora a execução exata dessas tendências varie, elas geralmente aumentam as demandas que têm para o desempenho de visualização dos aplicativos, acesso a dados e mantenibilidade a longo prazo. 

Os toolkits da Tech Soft 3D apoiam essas necessidades fornecendo as capacidades subjacentes das quais tais arquiteturas dependem, sem prescrever um modelo único de implementação. Nossos toolkits oferecem os recursos de renderização no lado do servidor, visualização web e suporte para pipelines de dados mais estáveis que a próxima geração de ferramentas de construção naval requer.  

Em uma indústria construída sobre longas linhas de tempo e experiência, a história importa. Encorajamos você a explorar nossas histórias de sucesso de parceiros para saber mais sobre nosso histórico de sucesso em apoiar o desenvolvimento de aplicativos, incluindo aqueles específicos para a indústria de construção naval. 

Claro, a melhor maneira de saber mais é entrar em contato e nos ajudar a entender mais sobre suas circunstâncias únicas.

Se uma ferramenta de construção naval é destinada a distribuição comercial ou implantada internamente em um estaleiro, os desafios técnicos subjacentes permanecem em grande parte os mesmos. Desempenho em escala, interoperabilidade entre sistemas diversos e a capacidade de sustentar software ao longo de longos ciclos de vida são preocupações persistentes. A Tech Soft 3D se concentra em fornecer componentes que ajudem as equipes de desenvolvimento a enfrentar esses desafios e construir software que corresponda às realidades da engenharia naval.