繩索多用于吊裝系統(tǒng)作業(yè)，如倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、礦井提升等重型貨物運(yùn)輸場(chǎng)景。在操作吊裝設(shè)備時(shí)，由于吊裝固定點(diǎn)的選擇，舉升下放速度以及行進(jìn)速度，都會(huì)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響，可能會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)、物體傾倒等問題，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試不僅有安全風(fēng)險(xiǎn)還耗時(shí)較長(zhǎng)，效率低下。因此，作業(yè)前的吊裝仿真就顯得尤為重要。在吊裝機(jī)構(gòu)的仿真過程中繩索結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型較難建立，并且一般數(shù)學(xué)模型難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)解算，這成為吊裝任務(wù)仿真的一大阻礙。

目前通常使用兩種方式進(jìn)行繩索運(yùn)動(dòng)仿真。一種是使用三維CAD軟件模擬機(jī)械設(shè)備運(yùn)作時(shí)繩索的工作狀態(tài)，這種方式只能使用動(dòng)畫進(jìn)行展示，無法受力分析。另一種是使用有限元分析軟件進(jìn)行受力分析，這種方式需要花費(fèi)較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間才能夠得到仿真結(jié)果，并且仿真過程中無法修改任務(wù)流程。計(jì)算完成后，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行作業(yè)任務(wù)優(yōu)化，導(dǎo)致工作效率低下。

MakeReal3D中的繩索實(shí)時(shí)仿真功能解決了繩索仿真的困境。MakeReal3D中針對(duì)繩索仿真采用了動(dòng)態(tài)網(wǎng)格劃分的算法，在繩索只受到來自于吊裝物體的拉力時(shí)會(huì)以較低的網(wǎng)格密度進(jìn)行解算，當(dāng)繩索發(fā)生干涉或碰撞時(shí)，會(huì)在碰撞位置實(shí)時(shí)細(xì)分網(wǎng)格并進(jìn)行計(jì)算。這種方法有效降低了仿真過程中所需的計(jì)算資源，提高了整體的計(jì)算效率，使得仿真過程可以實(shí)時(shí)進(jìn)行。如下圖所示，可以看到在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，設(shè)備減速或停止產(chǎn)生的物體晃動(dòng)，不正當(dāng)操作導(dǎo)致發(fā)生碰撞與物體傾斜等。

除了目視化的觀測(cè)外，仿真過程中還可以通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)面板實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，以便在仿真過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并對(duì)任務(wù)做出調(diào)整。如下圖所示，仿真過程中吊鉤的行進(jìn)速度、加速度、角速度，吊鉤偏角，繩索受力，被運(yùn)輸物體的狀態(tài)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)可以在看板中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，觀察物體在運(yùn)輸過程中是否平穩(wěn)，以此評(píng)價(jià)吊裝方案的合理性。通過這種實(shí)時(shí)仿真，及時(shí)反饋的方式可以更加高效地調(diào)整與優(yōu)化吊裝方案。

MakeReal3D的實(shí)時(shí)繩索仿真功能，為吊裝任務(wù)仿真提供了有效的方案驗(yàn)證手段。利用繩索實(shí)時(shí)仿真功能結(jié)合高精度物理引擎，可以實(shí)時(shí)仿真吊裝任務(wù)，并預(yù)測(cè)執(zhí)行過程中可能發(fā)生的震動(dòng)、擺動(dòng)、傾倒等風(fēng)險(xiǎn)。這使得我們能夠預(yù)先評(píng)估不同吊裝方案的可行性，有效提高工作效率，提升吊裝任務(wù)的安全性。