工業領域的三維可視化仿真系統應用
時間：2019-12-29 12:31:50
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來源：
欄目：智慧工業
導讀：虛擬現實簡稱VR,即把現實生活中存在的事物與人為想像的事物結合在一起，利用硬件設備以立體三維形式呈現在人眼前，讓人沉浸在虛擬環境中，達到行走、漫游、數據顯示查詢等功能為一體的高科技產物。2005年虛擬現實技術在國內就已經...
虛擬現實簡稱VR,即把現實生活中存在的事物與人為想像的事物結合在一起，利用硬件設備以立體三維形式呈現在人眼前，讓人沉浸在虛擬環境中，達到行走、漫游、數據顯示查詢等功能為一體的高科技產物。
2005年虛擬現實技術在國內就已經流行使用，主要應用數字城市、房地產售樓等行業，多數以漫游匯報形式為主。隨著行業的發展，虛擬現實技術應用到電力、煤礦等行業，并真正投入到員工考核、設備監控，真正投入到生產應用中。
嚴格來講，虛擬現實分為軟件和硬件兩部分：
軟件又分為開發軟件與項目應用軟件。開發軟件目前流行的為Unity3d與UE兩種，各有優點。2005至2009年時，國內也存在兩三家開發軟件公司。項目應用軟件即使用開發軟件為某行業開發的軟件，如房地產售樓軟件、電力三維培訓軟件等，我們從事項目應用軟件開發，在質量與服務上得到了客戶的高度認可。
工業生產過程中的機械設備24小時處于運行狀態，操作培訓無法直觀了解設備內部的詳細結構及工作原理；另一方面，培訓人員極少有實際應對事故及檢修方法的經驗，而傳統的培訓方法培訓效果有限。針對以上問題，我們提出了運用三維可視化仿真技術，構建一個虛擬運行的生產作業培訓環境，以達到培訓目的。通過實現設備結構虛擬拆裝、場景漫游和設備檢修標準過程仿真三方面內容來提高培訓人員的技術水平。
1.設備結構虛擬拆裝。該功能可以通過虛擬現實平臺在計算機上實現人機交互的操作，其中包括對設備的虛擬拆卸、虛擬安裝、隱藏零部件等功能，通過交互式操作培訓者可以根據自身的知識掌握程度靈活選擇需要獲得的設備信息，以達到是培訓者熟練掌握該設備詳細結構的目的。
2.全廠場景漫游。本項目沒有該功能，一般說來，工業生產車間現場面積廣、設備體量巨大，作業環境復雜，具有一定的危險性，對于新員工需要很長時間熟悉現場環境及設備位置、設備作用、設備工作流程等。通過構建真實尺寸模型建立虛擬環境，在虛擬環境中可以快速對全廠環境進行了解，同時在相應的設備上還可以對設備的基本參數進行顯示，能夠使培訓者全面掌握廠內狀態。該場景也可為技術改造的討論及演示提供平臺。
3.設備檢修過程仿真。設備的檢修及維護方法通常以電子文檔的形式進行存儲和記錄，在檢修技術人員培訓的過程中，很難體現檢修工藝的實際過程。在設備結構三維模型的基礎上建立檢修場景，以三維仿真的形式對設備的標準檢修工藝進行記錄，并配有語音、文字等多媒體方式進行展現，該方式不僅能夠使培訓者直觀的了解檢修工作內容，也可以作為檢修過程優化的參考依據。
4.數據可視化。在實際設備的運作的相關數據，可在三維可視化軟件進行實時傳輸展示的作用，主要起到數據監測、統計及相關預警作用。
4.數據可視化。在實際設備的運作的相關數據，可在三維可視化軟件進行實時傳輸展示的作用，主要起到數據監測、統計及相關預警作用。
三維可視化仿真系統的應用，改革了傳統設備制造領域的師傅帶徒弟的培訓模式。通過將詳細設備結構、設備系統工作原理、設備檢修維護過程及廠區環境在計算機中進行三維可視化構建，無論是培訓效果和效率，是傳統的培訓模式無法比擬的，其變革是革命性的。本系統以三維仿真的方式演示設備檢修過程，并用語音和文字對檢修過程進行說明，使工程技術人員和決策人員可以比較大限度地獲得設備檢修過程的信息，并對整個檢修過程進行全程電子化、可視化輔助管理，有效地固化管理流程并實現管理的透明性。
電子沙盤應用場合：
1) 監控中心演示匯報，來公司參觀領導只要在監控中心就可以看到企業規模；
2）招聘會使用，讓應聘者看到公司規模；
3）招商融資，讓投資人看到公司目前企業規模；
4）市場銷售，讓代理商及消費者看到公司生流車間及規模；
5）企業培訓，安全生產，讓工作人員知道哪些地方可以擺放物品，哪些地方貨車可以進入行駛，打造企業規范標準；
6) 企業展會，讓參展人員了解企業，認知企業，促進公司宣傳與發展；
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