數(shù)字化工廠虛擬現(xiàn)實展示技術
瀏覽次數(shù)：次 更新時間：2019-12-28 10:44:02
利用虛擬現(xiàn)實技術，以安全生產(chǎn)信息為基礎，對工廠的產(chǎn)品設計、制造設備、生產(chǎn)流程、工廠管理四大模塊進行數(shù)字化建設，對整人工廠模擬仿真和監(jiān)管，有效地降低企業(yè)生產(chǎn)管理成本，并保障產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進行。
數(shù)字化工廠(DF)以產(chǎn)品全生命周期的相關數(shù)據(jù)為基礎，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。
數(shù)字化工廠(DF)是指以產(chǎn)品全生命周期的相關數(shù)據(jù)為基礎，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術與計算機仿真技術相結合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。
在設計部分，CAD 和 PDM系統(tǒng)的應用已相當普及;在生產(chǎn)部分，ERP等相關的信息系統(tǒng)也獲得了相當?shù)钠占?，但在解決"如何制造→工藝設計"這一關鍵環(huán)節(jié)上，大部分國內(nèi)企業(yè)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助治理機制，"數(shù)字化工廠"技術與系統(tǒng)作為新型的制造系統(tǒng)，緊承著虛擬樣機(VP)和虛擬制造(VM)的數(shù)字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠?qū)φ麄€制造過程進行設計規(guī)劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關部分、供應商共享，從而實現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進行。
"數(shù)字化工廠"規(guī)劃系統(tǒng)通過同一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設計和驗證預見所有的制造任務，在進步質(zhì)量的同時減少設計時間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，消除浪費，減少為了完成某項任務所需的資源數(shù)目等，實現(xiàn)主機廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。
數(shù)字化工廠(DF)是企業(yè)數(shù)字化輔助工程新的發(fā)展階段，包括產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)準備數(shù)字化、制造數(shù)字化、管理數(shù)字化、營銷數(shù)字化。除了要對產(chǎn)品開發(fā)過程進行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運行進行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、質(zhì)量、工期等，為生產(chǎn)過程優(yōu)化和網(wǎng)絡制造提供支持。
一、可移動工業(yè)廠區(qū)
通過前期廠區(qū)數(shù)據(jù)采集，利用虛擬現(xiàn)實VR技術，將整個廠區(qū)3D數(shù)字化，即將實物沙盤搬到電腦上，可對廠區(qū)及設備360度觀看，以第一人稱視角在廠區(qū)內(nèi)行走，通過文字介紹、圖片及視頻結合，形成一套完整的工廠信息管理系統(tǒng)。
二、工廠3D規(guī)劃
對于一個處于設計階段的工廠，我們利用VR技術將設計圖紙轉(zhuǎn)化為VR工廠。任何人都可以從各個角度鳥瞰整個工廠，也可以步入各個樓層查看設備和管網(wǎng)布置細節(jié)。一方面，設計者可以從場景的感知中了解、發(fā)現(xiàn)設計上的不足；另一方面用戶可以在虛擬環(huán)境中感受到真實的建筑空間，從而做出自己的評判。
工業(yè)仿真VR
三、廠區(qū)VR安全生產(chǎn)
1）與廠區(qū)監(jiān)控數(shù)據(jù)結合,在3D數(shù)字化廠區(qū)中調(diào)用監(jiān)控攝像頭畫面,實現(xiàn)同地點在線監(jiān)測.
2)與人員定位設備數(shù)據(jù)相結合,實現(xiàn)人員定位可視化查詢. 用來實時監(jiān)控作業(yè)人員、車輛、生產(chǎn)設備的數(shù)量、所在區(qū)域、時間、移動路線等相關信息。
3)與設備數(shù)據(jù)互聯(lián),實現(xiàn)設備三維可視化遠程監(jiān)測,實時顯示設備故障位置.
三、廠區(qū)災害逃生演練
模擬廠區(qū)各種事故,進行預案式虛擬，并對疏散時間和人流密度進行統(tǒng)計。根據(jù)事礦節(jié)點和周圍環(huán)境，模擬事故的蔓延過程。通過對周圍環(huán)境的分析預計事故蔓延的速度和勢力，及可燃物中有毒氣體的分析。相關安保人員依據(jù)以上統(tǒng)計和分析進行有效的救援，對救援過程及所選撲救工具的選擇進行模擬。
四、設備信息3D展示
通過虛擬現(xiàn)實VR將廠區(qū)及生產(chǎn)車間設備三維可視化,并與后能數(shù)據(jù)庫進行結合,實現(xiàn)產(chǎn)品各零部件模型數(shù)據(jù)信息, 不同產(chǎn)品的相關文字、圖形和聲音介紹資料。主要涉及產(chǎn)品概況、型號、工作原理等和產(chǎn)品各個部件的名稱、功能等進行介紹。
五、設備拆裝培訓
可以通過軟件系統(tǒng)配合虛擬現(xiàn)實硬件設備實現(xiàn)系列產(chǎn)品交互式虛擬拆裝學習、訓練和考核，同時也可實現(xiàn)產(chǎn)品相關內(nèi)容（產(chǎn)品概況、功能介紹、應用特點、各零部件的組成、作用等）的教學、考核。
1）教學模式 ：
教學模式是指受訓人員通過被動接收信息來獲取拆裝知識的一種訓練方式。該模式下以教員根據(jù)設定內(nèi)容講解演示整個操作過程為主，同時根據(jù)設定拆裝步驟結合相關說明性文字、圖片、視頻內(nèi)容開展教學工作。
2)學習模式 :
學習過程中學員能夠按步驟學習整個拆或裝過程，也可以只學習某個特定的拆或裝步驟。同時學員在學習過程中能夠，更好地提高學習效率。在該模式中，用戶也可以交互地操作虛擬裝備，目的是更好地接收信息，獲取知識。
3)考核模式 :
根據(jù)用戶的業(yè)務邏輯編寫的一套操作順序評價系統(tǒng)，是對受訓人員的相關知識、技能水平綜合考評的一種訓練模式，主要是用來考核學員對產(chǎn)品相關知識和拆裝過程的熟練程度。
六、管線三維可視化
根據(jù)圖紙,準確將相關管網(wǎng)三維可視化，如水、電、暖及燃氣管道。管道水平或垂直連接時要明確區(qū)分。在水、電、暖、燃氣相關節(jié)點各設置故障現(xiàn)象。當預設故障發(fā)生時引起相關的報警聯(lián)動,相關安保人員通過故障聯(lián)動，準確的判斷出節(jié)點位置，通過漫游功能找到事發(fā)節(jié)點。
七、生產(chǎn)流程模擬三維可視化
工廠管理人員能夠在虛擬仿真的工廠里面進行漫游，對工廠內(nèi)部的設備進行規(guī)劃布局，搭建工廠生產(chǎn)流水線，安排工人生產(chǎn)流程。另外，在生產(chǎn)流程虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中設置好生產(chǎn)流水線后，還可以進行生產(chǎn)機器運作模擬，那樣管理人員就能夠提前獲得生產(chǎn)線運行的相關信息，并對生產(chǎn)流程設計方案進行科學的評測，及時調(diào)整錯誤布局，避免了在實際流水線搭建中出現(xiàn)設計錯誤造成損失。
應用領域:
變電站vr虛擬仿真
火電廠三維可視化
化工廠vr數(shù)字沙盤
水電站vr虛擬現(xiàn)實
核電站vr展示
鐵路vr電子沙盤
煤礦vr安全展示
采油平臺三維可視化
生產(chǎn)線數(shù)據(jù)可視化
設備生產(chǎn)商3D交互展示
鋼鐵工業(yè)vr虛擬漫游
