船舶类型的项目通常需要持续数年甚至数十年才能完成，模型规模极其庞大，且需要整合来自多种数据源的信息。服务于这个市场的应用程序通常由规模较小但专业度高的团队开发，并期望在多年后其他工具发生变化之后仍然保持可靠性。

在过去 30 多年中，Tech Soft 3D 一直为复杂市场（从航空航天到汽车，当然还有船舶）提供面向工程的软件开发工具包（SDK）。在船舶行业，长期生命周期和深厚的行业专业性是常态，而这些经验尤为重要。

本文我们将探讨船舶制造应用开发者面临的独特挑战，解释为何工具包能有效帮助其降低成本并改善最终产品，并介绍适用于不同需求的Tech Soft 3D工具。从可视化超大模型、仿真组件，到访问数据同时保持信息完整性等，这些工具提供的功能都能完美应对行业挑战。

开发船舶制造软件所面临的独特挑战

船舶制造应用形式多样、规模各异，涵盖了从专注于海洋特定工作流程的各类小型商业供应商，以及船厂内部的开发团队等。尽管这些应用之间存在显著差异，但船舶制造开发者们面临着一系列共同的难题。

庞大的模型规模

开发者面临的突出、棘手问题或许是模型的规模，船舶CAD模型通常包含数百万个数据丰富的组件，涵盖船体几何、结构、管道、电气系统和设备等方面。工程师需要以交互方式浏览这些模型，隔离相关区域，并在不影响性能的前提下审查设计意图。成功的应用程序需要在视觉保真度与性能之间取得平衡，其中帧率和响应速度是关键考量因素。

规模挑战不仅限于CAD领域，在改造规划和资产管理中，实景捕获和点云工作流程越来越普遍，团队需要将设计时状态下的模型与当前实际状态进行比较。这种需要同时支持点云和CAD几何数据的要求，为开发船舶制造应用的开发者增加了另一层性能和导航上的困难，尤其是在需要进行测量和截面分析的情况下。

数据的多样性与完整性

另一个关键挑战是数据碎片化，造船工作流程依赖于通用CAD系统、船舶专用设计工具和内部应用程序的混合使用。模型通常由多个来源的数据组装而成，而非在单一系统中创建。这种联合建模方式要求软件开发者创建的应用程序能够处理各种各样的格式、细节层次和相关的元数据，仅访问几何数据通常是不够的，产品结构、属性和工程上下文信息同样至关重要。

此外必须维护未来的数据互操作性，新的分析需求经常在项目中期出现。同时造船业的设计和维护周期很长，过程中使用的工具和文件格式也会发生变化。在整个生命周期中，历史数据既不能被丢弃也不能被破坏，对于通常规模较小的造船应用开发团队而言，这会带来耗时且昂贵的持续性维护工作。

对于现代造船应用程序的开发来说，3D模型正日益成为船舶建造工作流程的核心。决策者现在期望能够直接基于3D模型提供反馈和开展工作，同时能轻松访问所有相关的支持数据。诸如 OCX（开放级3D交换）等新兴计划正在支持这一转变，尽管其采用程度尚不统一。

仿真与分析

围绕仿真和分析的需求给开发者增加了另一层复杂性，结构分析、流体动力学、振动、热学和声学研究都在船舶设计中扮演着重要角色。这些多模态分析的结果影响着持续进行的设计决策，并且必须结合底层几何模型进行审查。CAE 结果的可视化已成为核心工程工作流程的一部分，而非一个独立的后处理步骤。许多应用程序通常需要与常用的仿真应用程序协同工作，同时自身也要提供关键的 CAE 功能。

这些工作流程正越来越多地实现分布式部署或在云端运行，这就要求开发者支持远程工程功能，包括基于浏览器的CAE结果查看。

Tech Soft 3D工具包如何支持造船软件开发

上述挑战对造船软件提出了一系列需求，而HOOPS工具包能很好地满足这些需求，包括：

• 高性能可视化：能够处理超大规模模型。
• 广泛可靠的数据访问：能访问来自多种来源的CAD和CAE数据。
• 几何与网格工具：支持下游工作流程，无需开发者从头实现底层功能。
• 长期可用性：组件的生命周期能够跨越漫长的部署时间线。

随着造船企业投资于数字孪生、基于模型的协同以及依赖于一致工程上下文的长期生命周期工作流程，这些需求变得更为突出。

超大规模模型的可视化

高性能可视化技术是船舶制造领域的核心需求，船舶模型通常包含数百万个组件，工程师必须能以交互方式浏览、识别出感兴趣的区域，并在不损失性能的同时审查设计意图。

HOOPS Visualize 旨在满足与包含数万（甚至更多）组件的装配体进行交互时带来的严苛性能要求，这款高性能图形引擎为Web、桌面和移动应用提供了优秀的可视化功能，并支持C++、C#、JavaScript和TypeScript。

该工具包提供了现代造船应用应具备的核心功能，包括标记、选择、截面、点云和详细的模型导航工具。利用HOOPS SDK，开发者可以专注于实现领域特定的行为，而非构建和维护复杂的渲染引擎。

HOOPS Visualize 为基于模型的审查工作流程（包括需要远程协作的工作流程）提供了关键功能。

数据访问——支持通用与船舶专用系统间的互操作性

面对造船CAD生态系统中工具的多样性，开发者需要支持整合了多源数据的模型工作流程。 HOOPS Exchange 和 HOOPS Access为广泛多样的CAD和CAE格式提供了一致的几何、装配结构、PMI和元数据访问能力。

HOOPS Exchange是优秀的CAD数据访问工具包，支持30多种格式，包括对造船应用程序至关重要的格式。凭借无与伦比的速度和数据完整性保持能力，HOOPS Exchange 直接支持将联合数据合并为单一模型，而不会将数据扁平化为单一的表示形式。对开发者而言，这降低了支持多样化和不断变化的数据源的复杂性和维护负担。

HOOPS Access 为应用程序提供了对CAE格式的访问功能，使您的工具能够与造船工作流程中常用的仿真工具实现互操作。

几何处理、模型准备与船体工作流程

除了可视化和数据访问，许多造船应用还需要直接与模型几何本身进行交互。船体建模与编辑、为可视化进行的简化、为仿真进行的网格修复等都是常见需求，尤其是在处理大型或复杂模型时。

诸如 Parasolid 和 Polygonica 这样的几何建模工具包，使开发者能够处理精确的几何数据，并为下游应用准备模型，而无需从头构建这些功能。

Tech Soft 3D西门子的 Parasolid（领先的实体建模核心软件）和 MachineWorks 的 Polygonica（强大的三维网格处理工具）的官方经销商，与西门子和MachineWorks的紧密合作，使其能够提供与HOOPS工具包的无缝集成，确保开发者花更少的时间在工具整合上。

HOOPS Mesh 为造船软件日常处理的模型提供可靠的2D和3D网格划分功能，而 HOOPS Solve 则支持为仿真和分析创建及优化有限元分析算法。

工程背景下的CAE结果

HOOPS Envision 服务于完整的CAE工作流程，包括数据导入、分析、可视化、报告生成以及自动化操作。该工具包可导入来自常用有限元分析工具的结果，快速可视化数据，并提供深度结果探查工具。

该工具包能够为桌面应用程序（使用 OpenGL）和基于浏览器的Web应用程序（使用 WebGL）提供强大的功能，其Web版本支持服务器端渲染，为远程客户端提供媲美桌面端的强大性能。

通过实现结果与设计模型的上下文关联查看，这些工具包帮助开发者将分析更直接地集成到工程工作流程中，而非将其视为独立的后处理步骤。

支持未来的造船应用程序工程工作流程

许多造船企业正在探索数字孪生、云规模仿真和远程工程等方法，尽管这些趋势的具体实现方式各不相同，但它们通常都会提高对应用程序可视化性能、数据访问和长期可维护性的要求。

Tech Soft 3D 工具包通过提供这些架构所依赖的底层核心能力来满足这些需求，而不规定单一的实现模式。其工具包提供了下一代造船工具所需的核心服务器端渲染、基于Web的可视化以及对更稳定数据管道的支持等功能。

无论造船工具是用于商业发行，还是在船厂内部部署，其面临的底层技术挑战大体相同。大规模性能表现、跨异构系统的互操作性以及软件长生命周期的可持续性是持续存在的关切点。Tech Soft 3D 致力于提供能帮助开发团队应对这些挑战、并构建出符合造船工程现实的软件组件。

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