工厂三维虚拟现实集成软件平台新技术(精)
面向3D虚拟展示的软件定制化系统研究
随着计算机三维处理能力的增长和电子商务的飞速发展，人们对产品展示已不再满足于传统的二维图像形式，对产品三维化展示的需求日益增多。
Unity3D是由Unity Technologies公司开发的一款让使用者轻松创建三维视频游戏、实时三维动画等类型互动内容的综合型交互式开发工具，拥有高度优化的图形渲染管道，可与一些虚拟现实开发工具相结合实现虚实叠加人机交互功能也可以实现虚拟现实世界的生成[1]。
虚拟现实技术通过Unity3D开发平台生成一个逼真的三维虚拟世界，具有直观性、沉浸性以及交互性等特点[2-4]，该技术对产品三维展示方式起到重要的推动作用。
目前市场上已有许多行业把虚拟展示方式作为一种电子商务方案[5]，基于三维虚拟展示技术的汽车、服装、家具、家电等展示平台可以将产品的虚拟展示和在线预订相结合[6-7]，极大地降低企业的展示成本，并大大提高了销售效率，推动了三维虚拟展示软件的研究和发展[8-11]。
目前市面上大多数虚拟展示软件开发是针对单一用户的具体需求[12]，面向单个产品三维模型来组织的，其界面、面向3D虚拟展示的软件定制化系统研究郝亚玲1，朱欣娟1，吴晓军21.西安工程大学计算机科学学院/陕西省服装设计智能化重点实验室，西安7100482.陕西师范大学计算机科学学院，西安710119摘要：针对传统三维虚拟展示软件中存在的编程过程复杂、开发周期长等缺陷，提出一个具有可定制性和扩展性面向虚拟展示的定制方法。
该方法基于虚拟现实技术和软件大规模定制技术，设计面向虚拟展示的定制化系统架构；基于软件功能树对系统功能解耦，抽取可复用的公共模块实现参数定制化，封装为功能接口供系统调用；同时定义了系统的定制模板，以描述和配置应用系统的基本信息和个性化定制，从而满足不同企业产品虚拟展示功能定制需求。
最后通过具体实例展示验证了该系统的有效性和实用性。
关键词：虚拟现实；软件定制；定制模板；构件文献标志码：A中图分类号：TP311.52doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1912-0074Research on Software Customizing System for3D Virtual DisplayHAO Yaling1,ZHU Xinjuan1,WU Xiaojun21.School of Computer Science,Xi’an Polytechnic University/Shaanxi Key Laboratory of Clothing Intelligence,Xi’an 710048,China2.School of Computer Science,Shaanxi Normal University,Xi’an710119,ChinaAbstract：In view of the defects in the traditional three-dimensional virtual display software,such as complex program-ming process and long development cycle,a custom-made method with customizability and expansibility oriented to the virtual display is proposed.This method is based on virtual reality technology and software mass customization technology to design a customized system architecture for virtual display;the system decouples system functions based on a software function tree,extracts reusable common modules to customize parameters,and encapsulates them into functional interfaces for system calls;at the same time,the customized template of the system is defined to describe and configure the basic information and the personalized customization requirement of the application system,so as to meet the requirements of the customization of virtual display functions of different enterprise products.Finally,the effectiveness and practicability of the system are demonstrated by a concrete example.Key words：virtual reality;software customization;custom template;component基金项目：陕西省重点研发计划（2019ZDLSF07-01）；国家重点研发计划资助（2017YFB1402102）。
青岛炼化打造数字化炼油厂
青岛炼化打造数字化炼油厂随着我国石油化工领域市场竞争的日益激烈，企业对安全运行、节约成本、降低污染、高效生产投入了越来越多的关注，对于大型炼化项目而言，DCS控制系统肩负着数据采集、优化流程、数据查询、事故分析等重任，是全流程控制的中枢核心。
中国石化青岛炼油化工有限责任公司（简称青岛炼化公司）坐落于风景优美的青岛经济技术开发区重化工园区，是中石化公司近年来重点投资建设的一座新型炼油厂。
青岛炼化公司一期1000万t/a炼油项目作为我国获批的第一个单系列千万吨级炼油项目，拥有目前国内最先进的炼油装置并采用了各种先进工艺设备，总投资共计103亿元，每年成品油产量超过700万t。
青岛炼化一期项目按照“大型化、系列化、集约化、信息化”的理念进行规划，建设包括1000万t/a常减压蒸馏、410万t/a柴油加氢精制、320万t/a加氢处理、290万t/a催化裂化及250万t/a延迟焦化等16套主要装置及相配套的储运系统、公用工程系统，项目规模和技术含量均达到国际先进水平。
该项目DCS系统集成规模（I/O点）达近4万点，工艺复杂，规模庞大，对DCS的数据处理能力、网络通信速度和系统开放性等要求远远超过一般项目。
全集成自动化理念2006年，青岛炼化在全厂DCS控制系统的项目筹备之初就把目标设定为“建立基于联合装置的数字化炼油厂”。
联合控制、安全集成青岛炼化针对大型联合生产装置的特点，对于控制系统采用了紧凑集中的布局方式。
全厂工艺装置的DCS 与安全仪表系统（SIS）、火灾和气体监测系统（FGS）、压缩机控制系统（CCS）等系统共用一个中央控制室，并且均通过DCS进行集中操作、控制和管理。
现场信号以就近的原则接入各个现场机柜室，再采用光纤通信传送至中控室，这样在大量节省电缆支出的同时可实现对不同生产装置的独立控制，在信息管理层面上它们又相互连接，组成全厂互联的自动化结构，实现了高度灵活的统一管理和调度架构。
安全是炼化企业的最为关注的主题之一，因而该项目采用一台OPC服务器作为DCS和MES两大系统间连接的数据接口，并设置了两道防火墙进行安全防护，构成一个大型冗余环形网结构。
装配式建筑中的虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术
装配式建筑中的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术装配式建筑是指在工厂化生产的基础上，将构件进行现场组装，并最终形成建筑物的一种建筑方式。
在这种建筑方式中，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的应用正日益受到关注。
本文将就此展开论述。
一、虚拟现实（VR）技术在装配式建筑中的应用虚拟现实（VR）技术是一种通过计算机生成的仿真环境，用户可以通过佩戴特殊设备如头显或手柄等，沉浸式地互动体验这个虚拟世界。
在装配式建筑中，VR技术可以发挥以下作用。
1. 设计与模拟在装配式建筑中，VR技术可以实现对建筑设计的三维模拟，并提供真实的交互体验。
工程师、设计师和客户可以通过VR设备，深入虚拟建筑中，感受空间的大小、布局和装饰等，从而更好地评估和调整设计方案。
这种沉浸式的交互体验，有助于提高设计质量和用户满意度。
2. 工艺流程优化在装配式建筑的生产过程中，VR技术可以帮助工人模拟装配操作。
通过虚拟现实环境，工人可以提前了解组装流程，掌握每个步骤的要领，减少错漏，提高效率和准确性。
此外，通过VR技术，可以对工艺流程进行优化，找出更快捷、更安全的装配方法，提高生产效率。
3. 安全培训与预警VR技术还可以用于装配式建筑的安全培训和预警。
通过在虚拟环境中模拟各种施工现场的危险情景，工人能够在真实环境中尚未遇到的情况下进行模拟应对，提前做好安全预案。
此外，VR技术还可以用于培训新手工人，让他们提前熟悉装配操作，避免对实际施工造成不利影响。
二、增强现实（AR）技术在装配式建筑中的应用增强现实（AR）技术是一种将虚拟元素与现实世界相结合的技术。
通过AR设备如智能手机或头显，用户可以在真实场景中看到虚拟的信息。
在装配式建筑中，AR技术的应用前景广阔。
1. 装配导航与指导对于装配式建筑工人而言，AR技术可以提供实时的导航和指导。
通过AR设备，工人可以在现实施工场景中看到对应的装配信息，如构件的位置、连接方式等。
这将极大简化工人的操作流程，提高施工效率和准确性。
浅析三维技术在火力发电厂的运用张荣
浅析三维技术在火力发电厂的运用张荣发布时间：2021-10-20T03:14:32.674Z 来源：《河南电力》2021年6期作者：张荣[导读] 对三维电厂移交有关内容、实施过程进行阐述，进而体现出三维数字化电厂的发展前景。
（中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 710075）摘要：随着计算机技术和信息化技术的发展，我国火电发电厂逐渐的向着数字化方向发展，三维技术应用主要是数字化发电厂建设的一项内容，三维技术可以说贯穿了电厂项目全生命周期管理，在设计、施工、运行方面有着重要的作用。
本文主要从作者实际工作经验入手，分析火力发电厂的三维技术应用，希望对有关从业人员带来帮助。
关键词：火力发电厂；三维技术；数字化前言：数字化技术快速的发展，火力发电厂逐渐重视数字化技术应用，数字化电厂可以说是在数字化技术应用电厂建设过程的产物，主要是进行电厂的日常运行阶段量化、分析控制等的操作，经过企业数据库对电厂运行过程的有关数据实施存储，实现把数据库中有效信息传输、共享给客户，便于客户及时的查询和获得有关资料，实现电厂施工、设计和运维的数字化。
下面就研究三维技术在电厂设计过程、施工过程、及运行期间的应用意义，对三维电厂移交有关内容、实施过程进行阐述，进而体现出三维数字化电厂的发展前景。
1 三维数字化电厂的概念三维数字化的电厂主要是指应用三维软件进行设计电厂项目，再经过三维设计指导施工，最后在建设物理电厂的时候，建设一个虚拟电厂，经过虚拟电厂能够帮助机组运行过程的生产、培训、维护、安全等工作完成。
三维数字化火电厂还需要搭建出一个B/S结构平台，开展三维设计，将其他有关信息和资料进行实时上传和更新，经过因特网浏览器能够对电厂实时信息的远程访问。
2 三维数字化电厂的实施可行性分析三维数字化电厂可以说是计算机技术、信息化技术共同发展下的产物，能够满足数字化电厂的发展需求。
三维数字化电厂的建设是离不开三维设计软件应用的，当前三维开放设计软件的应用是比较多的，比如说：Rhino、Maya、SolidWorks、3ds Max等等。
虚拟现实软件VRP产品体系介绍
虚拟现实软件VRP的产品体系介绍什么是VRPVRP（VR-Platform，简称VRP）VRP三维互动仿真平台是由中视典数字科技（）独立开发的具有完全自主知识产权的一款三维虚拟现实平台软件。
可广泛的应用于工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、视景仿真、城市规划、室内设计、军事模拟等行业。
该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得，它的出现将给正在发展的VR产业注入新的活力。
VRP的最新版本VRP三维虚拟仿真平台的最新版本是VRP12.0，于2012年5月24日发布。
（发布现场请进：/article/VRP12/grand_occasion/grand_occasion.html）。
VRP12.0是中视典公司2012年推出的VRP仿真平台软件系列的最新产品，不尽完善和提高了VRP 软件原有的一些功能，还新增了包括增强现实技术等几大新功能。
为了更好的为各个领域提供解决方案，共分为八个产品。
VRP产品体系详见下图（1）VRPIE-3D互联网平台软件用途：将VRP-BUILDER的编辑成果发布到互联网，并且可让客户通过互联网进行对三维场景的浏览与互动客户群：直接面向所有互联网用户（2）VRP-BUILDER 虚拟现实编辑器软件用途：三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具客户群：主要面向三维内容制作公司（3）VRP-PHYSICS 物理系统软件用途：可逼真的模拟各种物理学运动，实现如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然现象，在算法过程中严格符合牛顿定律、动量守恒、动能守恒等物理原理客户群：主要面向院校和科研单位（4）VRP-DIGICITY 数字城市平台软件用途：具备建筑设计和城市规划方面的专业功能，如数据库查询、实时测量、通视分析、高度调整、分层显示、动态导航、日照分析等客户群：主要面向建筑设计、城市规划的相关研究和管理部门（5）VRP-INDUSIM 工业仿真平台软件用途：模型化，角色化，事件化的虚拟模拟，使演练更接近真实情况，降低演练和培训成本，降低演练风险。
智能制造关键技术(虚拟现实与人工智能技术)
（3）工艺模型。将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来，以 反应生产模型与产品模型之间的交互作用。工艺模型必须具备以下功能：计算 机工艺仿真、制造数据表、制造规划、统计模型以及物理和数学模型。
三维软件绘制的产品模型
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虚拟现实技术制作的模型
2．仿真技术 仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在分 析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。由于仿真是以系统模型为 对象的研究方法，不会干扰实际生产系统，同时利用计算机的快速运算能力，仿真可 以用很短时间模拟实际生产中需要很长时间的生产周期，因而可以缩短决策时间，避 免资金、人力和时间的浪费，并可重复仿真，优化实施方案。 仿真的基本步骤为：研究系统——收集数据、建立系统模型——确定仿真算法、 建立仿真模型、运行仿真模型——输出结果并分析。
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二、 虚拟现实在智能制造中的应用 （一）虚拟制造定义及关键技术
虚拟制造技术涉及面很广，如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、 集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交叉功能、决策支持 工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。其中后3项是虚拟制 造的核心技术。
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1．建模技术 虚拟制造系统VMS是现实制造系统RMS在虚拟环境下的映射，是RMS的模型 化、形式化和计算机化的抽象描述和表示。VMS的建模包括生产模型、产品模型和 工艺模型。 （1）生产模型。可归纳为静态描述和动态描述两个方面。静态描述是指系统生 产能力和生产特性的描述。动态描述是指在已知系统状态和需求特性的基础上预测 产品生产的全过程。 （2）产品模型。产品模型是制造过程中，各类实体对象模型的集合。目前产品 模型描述的信息有产品结构、产品形状特征等静态信息。虚拟制造下的产品模型不 再是单一的静态特征模型，它能通过映射、抽象等方法提取产品实施中各活动所需 的模型，包括三维动态模型，干涉检查，应力分析等。
智能制造关键技术(工业互联网的应用)
五、 智能制造、智能生产、智能工厂 狭义智能制造是指生产智能仪表、智能控制装置、智能机器人、 智能控制软件、智能执行机构等智能设备的制造业。广义智能生产制 造是指将信息技术、网络技术和智能技术应用于工业生产制造领域， 实现产品生产、研发、经营管理及服务全流程的数字化、网络化、信 息化、自动化、智能化、绿色化，是智能化的生产工厂和制造企业。
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四、 工业大数据 工业大数据包括产品数据、运营数据、管理数据、供应链数据、 研发数据等企业内部数据，以及国内外市场数据、客户数据、政策 法律数据等企业外部数据，信息化、网络化带来了海量的结构化与 非结构化数据，数据本身最基本的特征是及时性、准确性、完整性， 大数据的实时采集和处理带来更高的研发生产效率以及更低的运营 成本。这为更精准、更高效、更科学地进行管理、决策以及不断提 升智能化水平提供了保证。
应用层是物联网的“社会分工”，与行业需求结合，实现广泛智能化。 应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业 智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。
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三、工业物联网中的关键技术 工业物联网通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别技术、 全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与 技术，实现在工业现场采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程、 采集其声、光、热、电等各种需要的信息。具有环境感知能力的各类 终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等，不断融入到工业生产 的各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本 和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。
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空客公司供应链体系
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2．生产过程工艺优化 工业物联网的泛在感知特性提高了生产线过程检测、实时参数采集、材料 消耗监测的能力和水平，通过对数据的分析处理可以实现智能监控、智能控制、 智能诊断、智能决策、智能维护，提高生产力，降低能源消耗。 3．生产设备监控管理 利用传感技术对生产设备进行健康监控，可以及时跟踪生产过程中各个工业 机器设备的使用情况，通过网络把数据汇聚到设备生产商的数据分析中心进行处 理，能有效地进行机器故障诊断、预测，快速、精确地定位故障原因，提高维护 效率，降低维护成本。
三维虚拟仿真平台
三维虚拟仿真平台1.概述三维虚拟仿真平台旨在建设一个具有大范围的海量城市数据一体化管理、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、表示、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。
近年来，数字省市、数字城镇很快已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略、争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。
为了加速城市的发展，提高管理水平，需要借助于现代化的科学手段进行城市体系规划与管理。
据目前对我国大部分城市的摸底调查，除少数大、中城市已建立了城市管理信息系统外，而绝大部分地区的空间信息管理手段仍然沿用比较落后的手工操作方式，即便是用一些地理信息系统（GIS）管理着空间数据，但仍停留在简单的二维数据管理、显示的基本功能，分散地、相对独立地和非标准地管理模式，很难进行地域管理的三维综合研究和空间分析，使各级领导部门不可能及时地得到对空间的清晰、直观的认识。
另外，城市规划设计的主要研究对象是城市的体形结构与各个要素，在设计过程中需要进行大量的空间形象思维。
同时，在设计中又应以城市的使用者的感觉为核心，分析城市设计各空间要素之间的关系。
传统的城市模型只能获得城市的鸟瞰形象；效果图只能提供静态局部的视觉体验；动画不具备实时的交互性，人是被动的，并且制作周期长。
这些传统技术只能实现简单、固定的演示功能，尚不能很好地满足当前城市设计的需要。
另外，随着空间范围的扩大，传统的方法也无法胜任空间数据的管理和维护。
同样，在城市中存在大型的港口、工厂、地下管网、人防设施等部门，它们具有地形起伏较大、管网密集、需要精确定位等特点，用传统二维的表示方法很难加以描述和信息管理。
虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。
从二维地图、沙盘、动画，到虚拟视景仿真是一个合乎人们认识深化和技术发展趋势的必然结果。
2.虚拟城市与仿真技术发展美国目前已经有50个城市计划建立了“数字虚拟城市”。
建筑工程施工新技术(3篇)
第1篇随着科技的飞速发展，建筑行业也在不断创新和进步。
在建筑工程施工过程中，新技术、新工艺的应用已成为提高施工效率、保证工程质量、降低施工成本、提升建筑性能的关键。
以下是一些在建筑工程施工中广泛应用的新技术。
一、绿色施工技术绿色施工技术是指在建筑过程中，采用环保、节能、低碳、可持续的施工方式，以减少对环境的污染和资源的浪费。
主要包括以下几方面：1. 雨水回收利用技术：通过收集雨水，用于绿化、冲厕、消防等，减少对地下水的消耗。
2. 太阳能利用技术：在建筑中安装太阳能热水系统、光伏发电系统等，降低建筑能耗。
3. 保温隔热技术：采用新型保温隔热材料，提高建筑物的保温隔热性能，降低能耗。
二、新型建筑材料新型建筑材料具有轻质、高强、环保、节能等特点，广泛应用于建筑工程施工中。
如：1. 轻质混凝土：具有轻质、高强、保温隔热性能好等优点，适用于高层建筑、桥梁等。
2. 纤维增强复合材料：具有高强度、耐腐蚀、施工方便等优点，适用于船舶、桥梁、隧道等。
3. 节能型门窗：采用高性能隔热材料，提高建筑的保温隔热性能，降低能耗。
三、施工机械与设备1. 数控钢筋弯曲机：通过工业计算机精确控制弯曲，提高钢筋加工精度和效率。
2. 混凝土泵车：实现混凝土的高效输送，提高施工效率。
3. 钢筋焊接机器人：实现钢筋焊接的自动化、智能化，提高焊接质量和效率。
四、信息化施工技术1. 建筑信息模型（BIM）技术：通过建立建筑物的三维模型，实现设计、施工、运维等各阶段的协同工作。
2. 建筑物联网技术：通过物联网设备，实现施工现场的实时监控、数据采集和分析，提高施工管理效率。
3. 虚拟现实（VR）技术：在施工前进行虚拟现实模拟，提前发现潜在问题，提高施工质量。
总之，建筑工程施工新技术在提高施工效率、保证工程质量、降低施工成本、提升建筑性能等方面发挥着重要作用。
随着科技的不断发展，未来建筑工程施工新技术将更加丰富，为建筑行业的发展注入新的活力。
第2篇一、地基基础和地下空间工程技术1. 灌注桩后注浆技术：通过向灌注桩孔内注入浆液，提高桩体承载力，改善桩体质量。
三维数字化工厂技术在中石油炼化企业中的应用
检 路 线 ，风 险的 可视 化模 拟评 估 ，提 高危 险 的预测 、监 并针对 资产设备和 实时信息进行 查询。模型可 以以接近真
控 、处理能 力 ，有效促进企 业对隐患的精细 化管理 。通过 实的 、颜色编码 的方式呈现结果 ，获取工厂数据 ，包括收 虚拟模型 ，可 以进行灾难评 审 、讨论和模拟 各种情景 的可 集 、归类和存档 的历史数据等 ，方便各类管理 、技术 、生 能应对行动 ，并且确认每个 人行动的生存能 力和可接 受程 产、运维人 员的使 用。
实践与应用
中国信息界
２ １ 年第０ Ｅ 总第２ ５ ０２ ９Ｊ ２ 期
，
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中国化工学会信息技术应用专业委员会 推荐论文
三维数字化工厂技术在中石油炼化企业中的应用
李海涛 赵 小平
（ 中国石油兰州石化公 司 自动化研 究院 甘肃 兰州 ７０６ ） ３００
摘 要 ：随着 中国石 油信息化建 设的 全面推进和深化应 用，形成和 积 累了涉及炼化生产运行各个方 面的海量
ｅ引言
中国石油炼 化企业信 息化建设经过 “ 十一五 ”的全面 推 广实施 ，已经在炼 化企业的各个业务 层面和多个业 务领 域形 成业务支撑 ，对炼化企业 的经 营管 理 、生产运营 等生 量数据该如何 整合 ，才能 以更 生动直观的形式展 示出来 ，
加工能力 、加工路线等各方面进行 动态仿真和优化 。
和外延 。就中石油的炼化企业 来说 ，数字化 工厂的具体 内 容应 该 是建 立一 个 以三维 虚 拟炼 厂为 基础 的集 成管 理平 台 ，集 成工程设计 、生产 运营 、机动设 备、环保安全等 各
产 生虚拟环境 的工具集 、各 种数 据转换工具 、设 备控
煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究
煤矿虚拟现实系统三维数据模型和可视化技术与算法研究一、本文概述随着信息技术的快速发展，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术以其独特的沉浸式体验，在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。
煤矿行业作为国民经济的重要支柱，其安全生产、高效运营以及员工培训等方面都面临着巨大的挑战。
因此，将虚拟现实技术引入煤矿行业，构建煤矿虚拟现实系统，对于提升煤矿生产的安全性和效率，以及优化员工培训方式具有重要意义。
本文旨在研究煤矿虚拟现实系统的三维数据模型和可视化技术与算法。
我们介绍了煤矿虚拟现实系统的基本概念和应用场景，分析了其在煤矿行业中的重要性和应用价值。
我们对煤矿虚拟现实系统的三维数据模型进行了深入研究，包括模型的构建方法、数据结构以及优化策略等。
在此基础上，我们进一步探讨了煤矿虚拟现实系统的可视化技术与算法，包括三维渲染算法、碰撞检测算法以及交互控制算法等。
通过本文的研究，我们期望能够为煤矿虚拟现实系统的设计和开发提供理论支持和技术指导，推动煤矿行业的技术创新和产业升级。
我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示，共同推动虚拟现实技术在煤矿行业的应用和发展。
二、煤矿虚拟现实系统概述煤矿虚拟现实系统是一种利用先进的信息技术，特别是三维建模、可视化技术和高级算法，来模拟和再现煤矿真实环境及其操作过程的系统。
这种系统的出现，极大地改变了传统的煤矿设计、生产、培训和管理模式，为煤矿行业的数字化转型提供了强大的技术支持。
煤矿虚拟现实系统通常包括数据采集、数据处理、三维建模、虚拟环境生成、交互设计和系统集成等多个环节。
其中，三维数据模型是整个系统的核心，它通过对煤矿环境的精确测量和细致描述，构建出高度逼真的虚拟世界。
可视化技术则负责将三维数据模型转化为用户可以直接观察和交互的视觉信息，使得用户能够身临其境地体验煤矿环境。
在煤矿虚拟现实系统中，算法研究同样占据着重要的地位。
这些算法不仅涉及到三维模型的生成和优化，还包括虚拟环境中的物理模拟、碰撞检测、路径规划等多个方面。
基于VisualOne“智能工厂搭建与仿真”课程教学设计探索与应用——以机电一体化专业教学为例＊
DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.04.013基于VisualOne “智能工厂搭建与仿真”课程教学设计探索与应用——以机电一体化专业教学为例＊周建桂，王文凯，汪 红，把翠芳（兰州石化职业技术大学，甘肃 兰州 730060）摘 要：基于VisualOne 软件进行智能工厂设计与仿真，不仅兼具灵活性、直观性、高效性，还动态可视化地展示了智能工厂的智能化生产情境，能让学生身临其境体验柔性制造智能工厂精益化、智能化，极大提升了机电类专业学生的创新能力、思维能力和实践能力，使学生扩大了知识面和开阔了视野，也可对传统智能产线教学模式起到有效的支撑与延伸作用。
关键词：VisualOne ；智能工厂；虚拟设计与仿真；教学设计中图分类号：TP391.92 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）04-0053-03——————————————————————————＊［基金项目］2023年兰州石化职业技术大学校级项目（编号：2023KY-20）；2022 年甘肃省大学生创新创业训练计划项目（编号：S202216209025）自进入21世纪以来，随着大数据、云计算、物联网、信息通信技术、人工智能等新一代高新技术与制造技术的不断发展与交叉深度融合，制造业迎来了新一轮模式变革。
作为制造业大国，中国非常重视制造业智能化转型升级，出台了智能制造行业发展的相关政策，把制造业的智能化发展作为中国制造业发展的主攻方向。
加快发展智能制造，是实现中国经济增长新动能的必由之路，是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对于推动制造业结构性改革、打造制造业竞争新优势、实现制造强国具有重要战略意义[1]。
职业教育是培养具有时代工匠精神的智能制造产业一线技术技能人才的摇篮，更要强化服务国家制造强国战略的意识，切实把提升智能制造领域技术技能人才能力培养放在更加突出的位置，优化专业结构，提高人才培养质量。
虚拟现实技术三维建模技术与理论详解-精
❖按照建模方式的不同, 现有的建模技术主 要可以分为:几何造型、扫描、基于图象等 几种方法。
❖ 几何信息一般是指物体在欧式空间中的形 状（点线面），具有确定的位置和度量值。
几何建模
❖ 采用几何建模方法对物体对象虚拟主要是 对物体几何信息的表示和处理，描述虚拟 对象的几何模型，例如多边形、三角形、 顶点和样条等。即用一定的数学方法对三 维对象的几何模型的描述。
❖ 几何建模描述虚拟对象的形状(多边形)三 角形和顶点、以及它们的外表(纹理、表面 反射系数、颜色) 。
物体被表示为一个三维体积基元的集合及它们之们 的布尔运算：并、交及差。
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U
几何建模
❖ 基于体素的几何表示法 ❖ 表示单元为体素(voxel) ❖ 每个体素表示了所在位置的颜色、密度等相关
信息。
纹理映射
❖ 对象的外表是一种物体区别于其它物体的质地 特征，VR 系统中虚拟对象的外表真实感主要取 决于它的表面反射和纹理。
网上3D户型
校园场景
虚拟现实建模技术概述
❖第二种是完全虚拟的、当前并不存在的环境。例如 在影视制作领域，虚拟现实技术的发展为其提供了更 为广阔的空间,创作者可以灵活地将以前很难或者无 法拍摄到的画面元素融入到自己的作品中,以增强画 面的真实感、表现力和视觉冲击力。在游戏行业中， 虚拟现实技术创造三维模型、三维角色和虚拟世界， 使玩家与游戏中的角色合二为一。
❖ 基于数码照片的三维建模技术则可以根据物体的不 同方位运用不同的视角来拍摄的数码照片, 只要依 据确定的数码相机的内外部参数来确定物体的特征 点的空间方位。
虚拟仿真系统解决方案(3篇)
摘要：随着科技的飞速发展，虚拟仿真技术已经广泛应用于各个领域，如教育、军事、医疗、工业设计等。
虚拟仿真系统作为一种重要的技术手段，可以有效地模拟现实世界，为用户提供沉浸式体验。
本文将针对虚拟仿真系统的需求，提出一种解决方案，旨在提高系统的性能、稳定性和用户体验。
一、引言虚拟仿真系统是指利用计算机技术，通过虚拟现实、增强现实等技术手段，模拟现实世界或构建虚拟环境，为用户提供沉浸式体验的系统。
随着科技的不断进步，虚拟仿真系统在各个领域中的应用越来越广泛，其对性能、稳定性和用户体验的要求也越来越高。
二、虚拟仿真系统解决方案概述本方案旨在解决虚拟仿真系统在性能、稳定性和用户体验方面的需求，主要包括以下几个方面：1. 硬件配置优化2. 软件系统设计3. 网络通信优化4. 交互设计优化5. 安全性设计三、硬件配置优化1. 计算机系统选择高性能的计算机系统，如高性能处理器、大容量内存、高速硬盘等，以满足虚拟仿真系统的运行需求。
2. 显卡选用具有高图形处理能力、支持高性能渲染的显卡，如NVIDIA GeForce RTX系列显卡，以提供高质量的视觉效果。
增加显存容量，以满足虚拟仿真系统对图形资源的处理需求。
4. 存储设备采用高速存储设备，如固态硬盘（SSD），提高数据读写速度，减少系统延迟。
5. 输入设备选用高精度、响应速度快的输入设备，如专业游戏鼠标、键盘等，以提高用户交互体验。
四、软件系统设计1. 操作系统选用稳定的操作系统，如Windows 10或Linux系统，以确保系统稳定运行。
2. 虚拟现实引擎选择具有高性能、易用性的虚拟现实引擎，如Unity、Unreal Engine等，以实现高质量的虚拟仿真效果。
3. 模块化设计采用模块化设计，将系统分为多个功能模块，如场景渲染、物理引擎、音频处理等，便于系统扩展和维护。
4. 代码优化对系统代码进行优化，提高运行效率，降低资源消耗。
五、网络通信优化1. 传输协议采用高性能、低延迟的传输协议，如TCP/IP、UDP等，确保数据传输的稳定性和实时性。
三维工厂设计集成系统方案
三维工厂设计集成系统方案三维工厂设计集成系统方案一、项目背景随着制造业的发展，工厂的设计和规划变得越来越重要。
传统的二维平面图已经不能满足复杂工厂的需求，因此，采用三维工厂设计集成系统成为了一种趋势。
三维工厂设计集成系统可以提供全方位的工厂设计和规划，帮助工厂管理者更好地理解、分析和改进工厂的布局和流程。
本方案将介绍一个适用于三维工厂设计集成系统的技术架构和关键功能。
二、系统架构三维工厂设计集成系统主要由以下几个模块组成：1. 三维建模模块：该模块用于创建工厂的三维模型。
可以导入二维平面图，然后通过建模工具进行三维建模，包括建筑物、设备、管道、电缆等。
支持实时编辑和调整，并提供各种材质和纹理选择。
2. 数据管理模块：该模块用于管理工厂设计的相关数据，包括建模数据、工艺数据、设备数据等。
可以将数据存储在数据库中，并提供数据的查询、导入、导出等功能。
还可以与其他系统进行数据交互。
3. 自动布局模块：该模块用于根据工厂的需求进行自动布局。
根据设备、工艺和流程要求，生成最优的布局方案。
支持多种排布算法，并且可以灵活调整布局结果。
4. 可视化展示模块：该模块用于将三维建模和布局结果以可视化的方式展示出来。
支持实时漫游、缩放、旋转等操作，提供多种视角和展示效果。
还可以添加动态效果，模拟设备的运行和流程的流转。
5. 评估分析模块：该模块用于评估不同布局方案的效果和风险。
可以模拟不同操作场景，分析设备之间的协作关系、物料的流动和工艺的优化。
还可以计算各种性能指标，如能耗、人员流动、物料流动等。
三、关键功能三维工厂设计集成系统具备以下关键功能：1. 高效的建模工具：提供简单易用的建模工具，支持导入和编辑二维平面图，方便用户进行三维建模。
2. 数据集成和管理：支持与其他系统进行数据交互，方便数据的导入和导出。
在系统内部，提供数据的管理和组织，方便用户进行检索和查询。
3. 自动布局功能：支持根据工厂需求进行自动布局，生成最优的布局方案。
23_三维可视化管理平台技术方案
YOUR LOGO三维可视化管理平台技术方案汇报人：xx时间：20XX-XX-XX目录01平台概述03技术方案实现02技术方案设计04技术方案测试与评估05技术方案应用场景与价值平台概述PART 1平台简介三维可视化管理平台是一种基于三维建模和可视化技术的管理平台。
平台通过将数据、模型和可视化技术相结合，实现对复杂系统的直观展示和实时监控。
平台适用于各种行业和领域，如建筑、交通、能源、医疗等。
平台具有高度的可扩展性和灵活性，可以根据用户需求进行定制和扩展。
平台架构硬件层：服务器、网络设备、存储设备等A应用层：三维可视化管理平台、数据分析工具等CB D软件层：操作系统、数据库、中间件等数据层：数据采集、数据处理、数据存储等平台特点010203040506安全性：采用加密技术，保障数据安全扩展性：支持自定义功能，满足不同需求交互性：支持用户与平台进行交互，提高操作效率实时性：实时更新数据，提供最新信息可视化：通过三维模型展示数据，直观易懂集成化：整合多种数据来源，提供统一视图技术方案设计PART 2数据采集与处理数据来源：传感器、设备、系统等数据类型：实时数据、历史数据、预测数据等数据处理：清洗、转换、聚合、分析等数据可视化：图表、地图、仪表盘等数据分析：趋势分析、关联分析、预测分析等三维可视化展示设计技术原理：利用三维建模、渲染等技术，将数据转化为三维可视化图像展示方式：支持多种展示方式，如3D模型、3D动画、3D地图等数据集成：支持多种数据格式，如CAD、BIM、GIS等交互功能：支持多种交互方式，如点击、拖拽、缩放等，方便用户操作和查看应用场景：适用于建筑、工程、规划、设计等领域，帮助用户更直观地理解和分析数据交互式操作设计界面设计：简洁明了，易于操作功能模块：模块化设计，易于扩展和维护数据可视化：采用三维可视化技术，直观展示数据交互方式：支持多种交互方式，如鼠标、键盘、触摸屏等03技术方案实现数据采集与处理实现数据采集：通过传感器、摄像头等设备实时采集数据数据存储：将处理后的数据存储到数据库或数据仓库中数据分析：利用机器学习、深度学习等方法对数据进行分析，挖掘有价值的信息数据预处理：对数据进行清洗、去噪、归一化等处理数据可视化：将分析结果以三维可视化的方式展示，便于理解和决策三维可视化展示实现技术原理：利用计算机图形学和虚拟现实技术，将数据转化为三维图像01应用场景：适用于建筑、工程、医疗、教育等多个领域03展示方式：通过三维模型、动画、交互等方式，实现数据的可视化展示02技术挑战：需要解决数据采集、数据处理、可视化渲染等多个技术难题04交互式操作实现支持鼠标、键盘和触摸屏等多种输入设备03提供丰富的API和开发工具，方便用户进行二次开发和定制04基于WebGL的三维可视化技术01采用HTML5和Javascript编写交互式操作界面0204技术方案测试与评估测试方案设计01测试目标：验证三维可视化管理平台的功能和性能02测试方法：黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等03测试场景：模拟实际应用场景，如建筑、工厂、园区等04测试指标：响应时间、吞吐量、稳定性等05测试工具：自动化测试工具、性能测试工具等06测试报告：记录测试结果，分析测试数据，提出优化建议测试结果及分析测试环境：硬件配置、软件版本、网络环境等01测试方法：功能测试、性能测试、兼容性测试等0203测试数据：测试样本、测试结果、测试覆盖率等04测试结论：系统稳定性、性能表现、兼容性等优化建议：针对测试结果，提出优化方案和改进措施05方案评估及优化建议评估指标：功能完整性、性能、易用性、兼容性等优化建议：优化算法、提高性能、简化操作流程等评估结果：通过/不通过，需要改进的地方等测试方法：黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等05技术方案应用场景与价值应用场景介绍建筑行业：三维可视化管理平台可以帮助设计师、工程师和施工人员更好地理解和沟通建筑设计方案，提高设计质量和施工效率。
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工厂资产是工厂建设投资的主体,也是企业生产运营的物质基础。
因此备受经营管理者的关注。
企业管理的实质是资产及资产回报率(ROA管理。
尽管资产管理是老生常谈,但是使用3D 模型模拟、标识并管理所有的资产,实现资产管理和利用自动化,则是全新的理念。
确切地了解和掌握资产状况,既可以有效地进行运行和维护,又可以为持续发展做更准确的分析,帮助提升生产效率和资产利用率,最终获得更高的资产回报率。
INOVx 解决方案是一个创新的以资产为中心的软件平台(Innovative Asset-Centric Software Platform,将大量复杂的工厂资产相关数据转化为容易理解和以业务导向的信息,以表现资产真实物理状况的三维工厂电子模型为基础,并且无缝集成各种工厂企业信息系统,如ERP、MES、实时数据库、工程、检测、运行、维护以及文档管理(Document Management等系统。
是重点针对流程工业的支持企业资产管理(EAM的先进虚拟现实软件,提供EAM 端到端的集成的虚拟现实解决方案,如图1所示。
重点用于企业资产运行管理、安全管理、规章管理、员工培训和维修管理,以提升工厂的生产效率、安全水平和决策能力。
虚拟化是流程工业,诸如石油、化工、公用工程等领域集约化、精细化资产管理的下一代流行新技术。
目前已被ExxonMobil 、BP 、Amoco、Chevron 、ConocoPhillips 、Esso Imperial Oil 、Shell Oil、Shell Chemicals 、Union Carbide、Arco、BASF、Bayer、Dow、DuPont 等世界知名石油、石化公司以及Fluor Daniel 、Toyo■ 张志檩工厂三维虚拟现实集成软件平台新技术图1 EAM端到端的集成的虚拟现实解决方案Engineering 等工程(E、采购(P、建设(C、咨询等公司广泛采用。
INOVx 提供高精度表述工厂实际的三维模型,并且通过集成访问所有数据。
犹如在虚拟现实世界中漫步,触摸一根管道即可在屏幕上显示管道相关信息,例如位号、尺寸、材料、规格、厚度、流经管道液体的温度、压力以及最近一次检查日期、下次计划检修时间等所有相关信息。
INOVx 把这种以最自然的方式获取已有资产数据叫做”工厂虚拟化或虚拟现实”。
1. INOVx 解决方案INOVx 解决方案有两个核心技术。
一是生成代表工厂竣工(as-built数据的三维电子模型(Electronic Plant Model。
在虚拟现实技术方面,以往的活动视频影像不足以与信息集成,取而代之的首选则是新兴的精确三维电子模型。
二是智能三维模型与现有的工厂应用系统集成。
INOVx 产品包括3D PlantLINx 用来为现有和新建装置制作3D 模型;RealityLINx 获取存在于不同信息系统中大量的资产数据,使更多跨组织、跨部门的各级、各类业务人员访问这些系统,提升与扩展现有资产数据的价值。
INOVx 解决方案主要通过虚拟化和资产文档化,实现虚拟化的、集成的应用。
资产文档化服务是工厂从没有三维资产模型到准备实现RealityLINx 的起点。
它为工厂创建一个能够精确表达竣工资产的模型。
再与RealityLINx 结合,即可成为“改变传INOVx 的核心软件之一,是资产文档化的技术基石,是模型与其他各种企业应用系统链接的基础。
可方便简捷地获取3D CAD 的工厂配置或处理转化激光扫描仪的图像。
对已有3D 模型的新建厂,只需1-2个月即可完成资产文档化。
此项工作可以自己完成,也可由专业咨询公司实现。
INOVx 将资产文档化服务分为以下几步,见图2。
图2资产文档化服务步骤示意第一步,使用三维扫描仪获取工厂竣工数据;软件创作工厂物理数据库,将扫描图像转换为三维模型;第三步,由智能适配器将三维模型与其他资产管理系统集成。
INOVx使用先进精确的三维激光扫描技术,获取工厂三维模型数据,非常高效。
已经完成了300多个项目,大多数在复杂工厂环境下。
PlantLINx 将激光扫描仪(如Leica、Z&F、FARO等的扫描数据转换为准确的、按比例缩放的、代表工厂实际状况的资产模型。
例如FARO Laser Scanner LS是便携式的计算机测量系统。
在80米范围内,通过360度全方位扫描,创建高分辨率、3-D数字式“影像”。
每秒采集十二万个点,系统配置手提电脑可绘制及记录物体所有的3D尺寸,精度高达3毫米。
采集到的数据可用来创建数字模型,或是针对任何所需的高精度3-D尺寸与已有的模型进行评估和分析。
资产智能(例如AVEVA PDMS, Intergraph PDS, AutoCAD, Autodesk ,Bentley MicroStation以及其他的主流CAD 系统的P&ID 等数据被加入到三维模型,因此建成一个功能更加丰富的智能模型。
资产模型和数据库代表竣工工厂。
模型可以导出到主流的CAD系统作为重要工程及在建工程的修改基础。
INOVx研发了唯一的、先进的软件工具,保证与CAD系统兼容,反映在最新基准上的工厂资产变化。
解决方案的另一核心软件是RealityLINx。
RealityLINx是资产模型浏览和导航的基础平台,并且通过INOVx的智能适配器(Intelligent Adapters获取企业所有资产数据。
许多专业业务应用构建于该平台之上,将各种具体业务功能集成。
并成为企业资产管理的统一门户(Common Portal。
INOVxz智能适配器在资产模型和外部系统间提供实时的相关链接和导入导出,外部系统包括ERP(例如SAP、静设备检验维护软件(Metegrity、生产操作系统(例如 OSIsoft PI、SCADA、Honeywell、设备检验(例如Meridium、 UltraPipe、运行调度、设备维护系统(例如 SAP PM, MRO Maximo、 CAD(intergraph、Autocad等、文档管理系统(例如Documentum及工厂其他系统。
基于这些链接,INOVx为工厂不同的业务单元量身定做了各种应用。
这些应用为所有资产相关数据提供单点登录访问的设计理念。
2. 智能化虚拟技术帮助石油企业应对挑战安全最重要—保证一个安全的工作环境和习惯需要员工具有丰富知识和良好培训。
如何以最自然的方式培训员工并且以清晰的方式表述工作任务?知识丰富的劳动力基本上到了退休年龄—大多数工厂员工有经验鸿沟。
如何清晰的传递知识,使新员工具有丰富的经验?挖掘现有投资的价值—许多技术在工厂已经存在,但是获取是非常有挑战性的。
如何用最自然的交互方式获取这些技术?知道工厂有什么资产和在哪里—许多老厂面临这个挑战。
是否有非常简单的方式精确的将工厂资产文档化?维护任务由合同工人进行—这是石油行业惯例。
如何保证这些合同工人具有丰富的知识,并且能够完成指定的任务?符合规章—熟悉规范并且遵守规范。
如何使员工知道并且遵守规范?虚拟化是“改变传统工作方式或游戏规则”的技术,它能够助石油工业应对这些挑战。
这些技术应用在:INOVx虚拟化解决方案帮助资产密集型企业改变传统工作习惯,这些领域包括:安全、遵守规章、操作和维护等。
范例描述如下:应急方案——虚拟化在应急预案和实施上作用重大。
在计划阶段,使用精确的三维模型确定车辆行驶路线。
当事故发生时,三维模型帮助定位关键阀门及帮助应对小组及时赶到现场。
指挥中心能够以前所未有的清晰方式调度协调。
安全演习设计——当工程建设完成后,设计安全概查(Walk路线需要想象力和时间。
使用虚拟化后有两个重要变化:(1在设计阶段即可进行模拟安全演练,避免产生巨大的工程变更;(2安全演练可以通过互联网会议平台在会议室进行,相关人员可上线演练并且进行协作。
遵守规章——执行规章变得简单。
工厂相关人员精确和一致地遵守规章制度。
由于虚拟化是准确的并且直观的,接近真实地检查浏览和直观地确定操作步骤,并且迅速避免操作错误。
知识获取——将信息加入虚拟模型,从经验丰富的人员获取操作规程,定义安全操作步骤,并且与物理设备关联,指导经验较少的员工工作。
维护工单——以前维护工单以文本方式存入计算机,难于获取,在很大程度上依赖于经验和知识。
通过虚拟化模型有许多提高:(1工单被视作设备及相关过程需要的;(2工作计划保证相邻工作人员不互相干扰,并且将合适的工具放入指定地点;(3通过基于颜色编码的资产模型,计划人员可以看到已计划的、正在进行的和完成状态的工单。
清晰的交流——通常情况下,经验丰富的操作人员指导缺乏经验的人员。
为避免交流障碍,操作人员通常需要有正确理解相关设备的操作方法。
通过虚拟化模型,可以在工作现场,交流清晰,节省时间。
管道、容器完整性检查——通过虚拟化模型,检测点可以根据地理位置在模型中标记。
检查人员可以非常容易地查找、定位和审核,或读取历史数据。
然后将资产的物理数据和相关的腐蚀数据进行关联,可以使用新方法进行腐蚀趋势分析,并对高腐蚀区域进行根源分析。
此外,将虚拟化模型与所需技术检测时间和材料需求相结合,优化检测计划。
灾难情景培训——灾难培训非常重要,需要用大量时间说明情况和可能的行动。
通过虚拟模型,可以进行评审、讨论和精炼各种情景的可能应对行动,并且确认每个人行动的生存能力和可接受程度。
瞬间泄漏分析——使用泄漏检测器并使用虚拟模型精确定位和记录数据,监控潜在瞬间排放源。
分析可能的关联设备,采取措施消除事故。
虚拟化使技术路线优化,并且提供有效手段对计划和执行进行检测和监控。
统一的可视化门户——工厂人员可以在虚拟模型中导航,并且针对资产设备进行查询。
模型有无限多的查询,并以接近真实的、颜色编码的方式呈现结果。
所有工厂数据都可以以上述方式获取,包括收集、归类和存档的历史数据和企业系统。
这项新技术的潜力现在已经完全实现。
虚拟化带来了与过程控制(DCS给工厂操作类似的功能,促进生产率提高和提供通用的工作方式。
并有趋势显示,三位可视化将取代DCS的人机交互方式。
3. 解决方案的简便性3.1 如何实施INOVx解决方案容易实施和上线。
它不是复制或代替现有数据库系统,而是通过统一的、用户友好的虚拟门户,在整个工厂扩展其价值。
仅需一天的RealityLINx 培训,最终用户即可在桌面系统上熟练地导航和浏览工厂资产数据和进行基本操作,包括定位特定设备,查看其相关状态; 通过右击,创建该设备工单,查看系统边界、安全操作步骤和隔离点、交接班日志。
对于已经使用三维资产模型的工厂,解决方案更加容易实现,只取决于集成的企业系统数量。
一般在一到两个月完成。
如果没有三维资产模型,则提供交钥匙解决方案,实施取决于资产文档化服务,进行三维激光扫描和交付智能模型,并将其他企业系统集成。