全球航運業向綠色化、智能化轉型中，船舶動力升級是核心突破口。船舶燃氣機以高效、緊湊、低排放優勢，成為大型船舶、特種船舶及海軍艦船的“動力心臟”，逐步替代傳統動力。數字孿生技術的滲透，推動這一核心動力從“機械運轉”走向“智能管控”，更延伸至全船、全艦船數字化管理，構建起“部件-設備-艦船-船舶”全維度智慧運維體系。

圖撲數字孿生案例覆蓋全面，從聚焦核心動力的船舶燃氣輪機數字孿生，到整合全船系統的智慧船舶可視化，為海事行業量身打造了一套功能完備的數字化解決方案。

艦用燃氣輪機

艦用燃氣輪機是現代船舶動力的革新產物，靠“空氣壓縮-燃料燃燒-氣體膨脹做功”循環，高效將燃料化學能轉化為機械能。對比傳統柴油機，它的核心優勢集中在三點：

■功率密度高：體積小、重量輕，同等空間能輸出更強動力，適配集裝箱船、LNG 運輸船等需求；

■啟動速度快：數分鐘即可從啟動到滿負荷，遠快于柴油機的數十分鐘，適合特種船舶與海軍艦船；

■環保性能優：燃燒效率高，氮氧化物、硫化物排放遠低于 IMO 標準，助力航運 “碳中和”。

高精度仿真

依托圖撲軟件自研的 HT for Web 產品搭建艦用燃氣輪機監測管理系統，構建高精度數字模型，精準還原燃氣輪機核心部件形態與裝配關系，深度匹配實際運維場景需求。同時借助數字孿生三維拆解功能，可直觀呈現燃氣輪機內部復雜構造，打破傳統查看方式的局限，讓關鍵結構與連接關系一目了然。

設備智能監測

系統以數據驅動實現智能監測。結合圖示中紅藍氣流的動態模擬，實時采集轉速、溫度等核心參數，同步將氣流狀態、部件熱力分布等數據映射至模型，既可視化呈現實時工況下氣流交互、部件熱態等細節，又能依據參數異常自動預警故障、輔助定位問題，為艦用燃氣輪機穩定運行提供全方位保障。

三維拆解動畫

借助數字孿生技術對艦用燃氣輪機進行三維拆解呈現，能讓人們更透徹地了解其內部構造與工作機理。在數字孿生場景下，可突破物理實體拆解的限制，自由且精準地拆分燃氣輪機的壓氣機、燃燒室、渦輪機等核心部件。

通過圖撲三維說明書的形式，不僅能清晰看到各部件的形狀、尺寸及相互裝配關系，還能動態模擬部件的運動過程，比如壓氣機葉片的旋轉、燃氣在燃燒室的流動等，讓技術人員乃至普通學習者，都能更直觀、深入地掌握燃氣輪機的內部奧秘，為其設計優化、故障排查與運維等工作提供有力支持。

智慧艦船可視化

在海軍裝備領域，艦用燃氣輪機堪稱艦艇動力的 “心臟”，作為現代大中型艦艇的主流動力裝置，以功率密度高、啟動速度快、可靠性強等突出優勢，通過吸入空氣，經壓縮、燃燒、膨脹做功等過程，高效將燃料化學能轉化為機械能驅動艦艇前進，其性能直接關乎艦艇航速、續航力與作戰效能，從驅逐艦的高速機動到護衛艦的靈活部署，都離不開它的強力支撐。

在海軍裝備領域，艦船的“動力可靠性”與“態勢感知能力”直接關乎作戰效能。

圖撲軟件利用自主研發的 HT 產品構建的智慧艦船可視化平臺，實現了“全域態勢感知-動力精準調控-安全智能防御”的一體化管控。

全域態勢感知

圖撲搭建的數字孿生平臺，以全域態勢感知為核心能力之一。平臺聚焦艦船燃氣輪機等關鍵系統，集成多維度數據，在界面上清晰呈現艦船整體及動力設備的運行態勢，通過可視化方式，讓相關人員能全面、實時掌握艦船從宏觀航行到微觀設備運轉的狀態，為艦船的態勢把控與決策提供有力支撐。

本案例，圖撲采用線框模式呈現艦船及相關設備，可在清晰展示結構輪廓與空間關系的同時，減少視覺干擾，讓數據關聯的設備形態與布局細節更精準地被呈現，從而以更直觀、更易于理解的方式助力智慧艦船系統管理數據的可視化表達。

圖撲軟件自研的 HT for Web 產品包含 2D 編輯器與 UI 庫，擁有豐富的圖表、圖形以及設計元素，能夠將智慧艦船系統的各項管理數據，從相對復雜、抽象的狀態轉化為可視化形式，以更直觀、更易于理解的方式呈現出來。

動力精準調控

艦船動力系統是現代化船舶的核心，既保障航行安全、提供航行動力，也支撐人員日常生活。而艦用燃氣輪機作為動力系統的核心設備，其性能直接決定動力系統穩定性，是維系船舶運行的關鍵。

圖撲依托輕量化三維建模技術，將智慧艦船動力艙等區域透明化，清晰呈現艦用燃氣輪機的安裝布局與關聯結構。通過連接燃氣輪機及配套設備傳感器，實時獲取其轉速、溫度等運行數據，并整合艦船電力、動力信息，形成核心動力監測網絡。

安全智能防御

智慧艦船可視化平臺的安全智能防御模塊，依托數字孿生技術構建防護體系。系統實時采集防火抗沉、艦用燃氣輪機運行等安全數據，結合三維模型實現風險預警；若監測到燃氣輪機過熱等異常，可智能定位風險點、推送方案并聯動調度資源，全程智能化，為艦船筑起精準安全防線。

智慧船舶可視化

船舶燃氣輪機的數字孿生是 “單點突破”，而智慧船舶可視化系統則是“系統整合”——將船舶燃氣輪機、推進系統、電力系統、導航系統、貨控系統等全船設備的數字孿生模型集成，構建覆蓋“動力-航行-運營-安全”的全維度管理平臺。

以 Hightopo 智慧船舶可視化解決方案為例，其核心價值在于 “數據匯聚 + 場景化呈現”，通過整合船舶燃氣輪機的運行數據與其他系統數據，實現從燃氣輪機單機狀態到全船動力、航行等多維度的場景化可視管理，讓艦用燃氣輪機的效能在全船系統中得到精準體現與協同管控。

從艦用燃氣輪機的“單點智能”，到海軍艦船的“作戰智能”，再到全船舶的 “系統智能”，數字孿生技術正在重塑海事領域的發展邏輯：它不僅是“運維工具”，更是“價值創造引擎”—— 為航運業降本增效、為海軍裝備提升戰力、為全球海事綠色轉型提供技術支撐。

未來，隨著 5G、AI、物聯網技術的進一步融合，數字孿生將實現更高維度的突破：如 “多船協同數字孿生”（實現船隊整體調度優化）、“全生命周期管理”（從燃氣輪機設計、生產到報廢的全流程數字化），持續推動海事行業邁向 “更智能、更高效、更安全” 的新未來。

審核編輯 黃宇