互操作性是在關(guān)于船舶建造中的數(shù)據(jù)交換和CAD/CAM數(shù)據(jù)格式方面頻繁提到的關(guān)鍵概念。鑒于船舶建造項(xiàng)目的復(fù)雜和長期性，需要在各個項(xiàng)目階段使用多個專業(yè)軟件系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)交換的必要性非常明顯。與制造系統(tǒng)的界面靈活性至關(guān)重要。盡管實(shí)現(xiàn)一個能夠滿足船舶建造需求的全面解決方案的想法仍然是一個遠(yuǎn)大的目標(biāo)，但由于船舶建造的固有復(fù)雜性，包括專業(yè)的船舶設(shè)計(jì)、計(jì)算、模擬、3D設(shè)計(jì)、各種制造設(shè)備和工程師的個人偏好等因素，這一目標(biāo)不太可能實(shí)現(xiàn)。

在典型的船舶建造IT生態(tài)系統(tǒng)中，各種應(yīng)用程序必須交換數(shù)據(jù)以支持流程并最終建造船只。因此，在可預(yù)見的將來，界面和數(shù)據(jù)交換的需求將仍然是首要任務(wù)。本文深入探討了互操作性討論中的基本過程，并突出了船舶建造行業(yè)內(nèi)的各種方面。

互操作性和兼容性之間的基本區(qū)別在于數(shù)據(jù)的利用。兼容性涉及數(shù)據(jù)格式的靜態(tài)方面，即它們是否可以互換、導(dǎo)入、導(dǎo)出或替換，而互操作性則進(jìn)一步考慮了數(shù)據(jù)使用的動態(tài)性質(zhì)。它研究數(shù)據(jù)流如何整合各種格式并影響整個過程。

挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)上，船舶建造中的CAD/CAM文件格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)源于供應(yīng)商特定的數(shù)據(jù)模型，通常由軟件提供商嚴(yán)密保守。每個供應(yīng)商都專注于其專有解決方案，這使得與像分類協(xié)會、分包商、設(shè)備制造商和船東等外部利益相關(guān)者的合作具有挑戰(zhàn)性。這通常導(dǎo)致用戶采用2D文檔交換或類似PDF或DWG這樣的行業(yè)中立文件格式。此外，還需要支持與CAM解決方案和生產(chǎn)MES系統(tǒng)的接口和數(shù)據(jù)交換。隨著數(shù)字化的發(fā)展，人們逐漸意識到實(shí)現(xiàn)互操作性需要軟件解決方案供應(yīng)商的共同努力，并為該行業(yè)帶來了顯著的好處。船舶軟件解決方案的開放性支持了公司的多CAD策略，為涉及使用不同工具的分包商執(zhí)行項(xiàng)目提供了靈活性，支持了將生產(chǎn)外包到使用不同CAM解決方案的船廠，為增材制造提供了可能性，并為數(shù)字線程的實(shí)施以及使用數(shù)字資產(chǎn)的相關(guān)新業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供了潛力。

在船舶建造中，公認(rèn)的障礙是缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和分類，這一問題得到的研究關(guān)注較少，而在機(jī)械工程和建筑等行業(yè)的研究中更多。雖然已經(jīng)嘗試開發(fā)諸如STEP或IGES等中立格式，但它們的兼容性程度仍受到限制，僅限于導(dǎo)出/導(dǎo)入，無法保留拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、互連性或在整個項(xiàng)目生命周期中支持?jǐn)?shù)據(jù)流。

數(shù)據(jù)交換不可避免地會帶來數(shù)據(jù)質(zhì)量下降的風(fēng)險。導(dǎo)出和導(dǎo)入數(shù)據(jù)通常會導(dǎo)致失去其“本機(jī)”特性，可能會丟失3D模型內(nèi)的拓?fù)湫畔�，或者有意地為特定目的簡化�?shù)據(jù)。像DNV領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)盟的“Open Class 3D Model Exchange（OCX）”這樣的倡議的出現(xiàn)很有希望。該倡議旨在將傳統(tǒng)的2D圖紙類批準(zhǔn)過渡到基于3D模型的類批準(zhǔn)，可能成為行業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)交換中立格式。

數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)交換中是一個重大關(guān)切，涵蓋了數(shù)據(jù)存儲和傳輸以及知識產(chǎn)權(quán)（IP）權(quán)利。船舶建造的3D模型和數(shù)據(jù)通常包含公司必須保護(hù)為其知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新解決方案。因此，公司通常不愿與外部方分享這些內(nèi)容，包括分類協(xié)會在內(nèi)。2D圖紙被視為更安全的選擇，因?yàn)閷⑺鼈冊佻F(xiàn)為3D模型需要大量工作。各種方法，包括模型過期、數(shù)據(jù)過濾、安全訪問、法律協(xié)議（如保密協(xié)議）和合同義務(wù)，旨在解決3D數(shù)據(jù)的知識產(chǎn)權(quán)問題。然而，行業(yè)需要時間來對這些用于數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)措施建立足夠的信任。

新的商機(jī)

從數(shù)字模型過渡到數(shù)字孿生體是需要互操作性的另一個考慮因素，并開啟了新的商機(jī)。這涉及將3D和元數(shù)據(jù)映射到綜合后勤支持、運(yùn)營數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)，以用于智能船廠制造和在整個船舶生命周期中。船舶建造行業(yè)通常未能在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段利用數(shù)字模型進(jìn)行后續(xù)階段的工作。這在理解船舶的按工程、按設(shè)計(jì)、按建造和按現(xiàn)狀的狀態(tài)之間產(chǎn)生了差距，使生命周期管理變得復(fù)雜，并減少了數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的可能性。

在討論數(shù)據(jù)的利用時，對話應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)使用和數(shù)字線程。這涉及到船舶設(shè)計(jì)方法學(xué)、組織設(shè)計(jì)、信息流以及所使用的軟件解決方案。后者可以顯著改變公司的流程，并且取決于CAD/CAM解決方案在數(shù)據(jù)格式兼容性之外的互操作性。雖然一般認(rèn)為所有項(xiàng)目數(shù)據(jù)最終應(yīng)被收集在一個中央點(diǎn)以形成主數(shù)據(jù)存儲庫，但現(xiàn)代IT系統(tǒng)挑戰(zhàn)了這一假設(shè)。分散的數(shù)據(jù)存儲和基于上下文的數(shù)據(jù)使用已經(jīng)備受重視，因此需要在數(shù)據(jù)格式和兼容性水平上的互操作性以促進(jìn)數(shù)據(jù)流程的設(shè)計(jì)。也許，如果需要，可持續(xù)運(yùn)營和數(shù)據(jù)利用更有韌性，而一種互操作性類別將支持分散的方法。這類系統(tǒng)的示例可以是基于多源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)可視化，其中在線連接使數(shù)據(jù)獲取和使用適用于所需操作。

人工智能（AI）未來將顯著影響數(shù)據(jù)的互操作性。正在進(jìn)行的研究和示例展示了AI學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)模型并為大型數(shù)據(jù)集提供映射的潛力，為復(fù)雜的行業(yè)問題提供了潛在的解決方案�；ゲ僮餍缘挠懻撊匀幌嚓P(guān)，因?yàn)閿?shù)據(jù)的利用不僅取決于技術(shù)和流程，還取決于人的偏好、用戶體驗(yàn)（UX）以及超越技術(shù)進(jìn)步的其他因素。AI如何在受限于有限公司數(shù)據(jù)集的情況下執(zhí)行此類任務(wù)以及是否可以在超出供應(yīng)商特定數(shù)據(jù)模型范圍之外進(jìn)行操作，這還有待觀察。

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