【摘 要】
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《中国制造2025》提出,国民经济的发展主要依靠制造业,在世界“工业4.0”提出了以后,世界各国都在加大创新力度,推动制造业的发展。数字化车间作为制造业的重要组成部分之一,针对数字化车间的研究,对于提升我国工业的发展速度,加快产业的智能化转变,使我国成为世界顶尖的制造业强国有着重大意义。本文以数字化车间为基础,将数字化车间与虚拟现实技术进行交互融合,研究了基于数字化车间的虚拟现实技术,虚拟现实场景
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
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《中国制造2025》提出,国民经济的发展主要依靠制造业,在世界“工业4.0”提出了以后,世界各国都在加大创新力度,推动制造业的发展。数字化车间作为制造业的重要组成部分之一,针对数字化车间的研究,对于提升我国工业的发展速度,加快产业的智能化转变,使我国成为世界顶尖的制造业强国有着重大意义。本文以数字化车间为基础,将数字化车间与虚拟现实技术进行交互融合,研究了基于数字化车间的虚拟现实技术,虚拟现实场景中三维模型的数据驱动技术以及虚拟现实场景中的数据可视化技术。通过对虚拟现实可视化技术的深入研究,完成了数字化车间虚拟现实可视化方法的总体设计,并实现了虚拟现实场景中数字化车间的场景可视化、生产过程可视化以及数据可视化。基于数字化车间的虚拟现实技术主要针对的是虚拟现实场景的渲染过程,分析了当前主流的虚拟现实场景的渲染优化技术。本文通过对数字化车间机床设备的研究,针对其结构复杂,模型数量多等特点,提出了基于结构权重的三维模型的动态约简方法,加快了虚拟现实场景的渲染速度,降低了虚拟现实场景对硬件环境的要求。数据驱动技术主要针对的是虚拟现实场景中数字化车间机床设备模型的运转动画以及火焰等粒子效果动画。本文通过OPC UA、KepServerEX以及PI实时数据库的研究,通过Unity3d软件脚本系统完成了通过三维模型的实时数据驱动技术,使虚拟现实场景中的机床设备模型与现实场景中的机床设备进行同步运转,完成了数字化车间在虚拟现实场景的生产过程可视化。虚拟现实场景中的可视化技术主要针对的是数据可视化。本文首先分析了数字化车间产生的数据的特点,然后通过对虚拟现实场景可视化图表的研究,完成了数据的二维图表和三维图表的可视化。并且通过PI实时数据库获取到数字化车间的历史数据,同时针对数字化车间的数据特点,提出了三种不同的可视化方案,分别为响应式可视化方案、看板式可视化方案以及大屏幕式可视化方案。
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