工业领域的三维可视化仿真系统应用
浏览次数：2206次 更新时间：2019-12-29 12:31:50
虚拟现实简称VR,即把现实生活中存在的事物与人为想像的事物结合在一起，利用硬件设备以立体三维形式呈现在人眼前，让人沉浸在虚拟环境中，达到行走、漫游、数据显示查询等功能为一体的高科技产物。
2005年虚拟现实技术在国内就已经流行使用，主要应用数字城市、房地产售楼等行业，多数以漫游汇报形式为主。随着行业的发展，虚拟现实技术应用到电力、煤矿等行业，并真正投入到员工考核、设备监控，真正投入到生产应用中。
严格来讲，虚拟现实分为软件和硬件两部分：
软件又分为开发软件与项目应用软件。开发软件目前流行的为Unity3d与UE两种，各有优点。2005至2009年时，国内也存在两三家开发软件公司。项目应用软件即使用开发软件为某行业开发的软件，如房地产售楼软件、电力三维培训软件等，我们从事项目应用软件开发，在质量与服务上得到了客户的高度认可。
工业生产过程中的机械设备24小时处于运行状态，操作培训无法直观了解设备内部的详细结构及工作原理；另一方面，培训人员极少有实际应对事故及检修方法的经验，而传统的培训方法培训效果有限。针对以上问题，我们提出了运用三维可视化仿真技术，构建一个虚拟运行的生产作业培训环境，以达到培训目的。通过实现设备结构虚拟拆装、场景漫游和设备检修标准过程仿真三方面内容来提高培训人员的技术水平。
1.设备结构虚拟拆装。该功能可以通过虚拟现实平台在计算机上实现人机交互的操作，其中包括对设备的虚拟拆卸、虚拟安装、隐藏零部件等功能，通过交互式操作培训者可以根据自身的知识掌握程度灵活选择需要获得的设备信息，以达到是培训者熟练掌握该设备详细结构的目的。
2.全厂场景漫游。本项目没有该功能，一般说来，工业生产车间现场面积广、设备体量巨大，作业环境复杂，具有一定的危险性，对于新员工需要很长时间熟悉现场环境及设备位置、设备作用、设备工作流程等。通过构建真实尺寸模型建立虚拟环境，在虚拟环境中可以快速对全厂环境进行了解，同时在相应的设备上还可以对设备的基本参数进行显示，能够使培训者全面掌握厂内状态。该场景也可为技术改造的讨论及演示提供平台。
3.设备检修过程仿真。设备的检修及维护方法通常以电子文档的形式进行存储和记录，在检修技术人员培训的过程中，很难体现检修工艺的实际过程。在设备结构三维模型的基础上建立检修场景，以三维仿真的形式对设备的标准检修工艺进行记录，并配有语音、文字等多媒体方式进行展现，该方式不仅能够使培训者直观的了解检修工作内容，也可以作为检修过程优化的参考依据。
4.数据可视化。在实际设备的运作的相关数据，可在三维可视化软件进行实时传输展示的作用，主要起到数据监测、统计及相关预警作用。
4.数据可视化。在实际设备的运作的相关数据，可在三维可视化软件进行实时传输展示的作用，主要起到数据监测、统计及相关预警作用。
三维可视化仿真系统的应用，改革了传统设备制造领域的师傅带徒弟的培训模式。通过将详细设备结构、设备系统工作原理、设备检修维护过程及厂区环境在计算机中进行三维可视化构建，无论是培训效果和效率，是传统的培训模式无法比拟的，其变革是革命性的。本系统以三维仿真的方式演示设备检修过程，并用语音和文字对检修过程进行说明，使工程技术人员和决策人员可以比较大限度地获得设备检修过程的信息，并对整个检修过程进行全程电子化、可视化辅助管理，有效地固化管理流程并实现管理的透明性。
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