武汉创景可视技术有限公司
生产辅助虚拟仿真系统
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- Production Aided Virtual Simulation System
- 生产辅助虚拟仿真系统
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- 包含12个子系统：
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- 通过虚拟三维智能工厂的建设，通过三维车间的虚拟展示，在物理工厂建成之前，直观的看到未来工厂的实貌，在物理工厂建成之后，也可用于宣传展示。通过三维虚拟漫游，对产线、仓库、物流通道及其他设施的布局合理性进行直观评判，并给出改进建议。
- 通过虚拟三维智能工厂的建设，通过三维车间的虚拟展示，在物理工厂建成之前，直观的看到未来工厂的实貌，在物理工厂建成之后，也可用于宣传展示。通过三维虚拟漫游，对产线、仓库、物流通道及其他设施的布局合理性进行直观评判，并给出改进建议。
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- 基于离散时间仿真原理，通过导入工艺路线、生产能力、订单等数据，在虚拟环境中进行模拟生产，对仿真结果数据进行统计分析，从而评估车间综合性能，并进行优化。
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- 根据线MES下发的周期排产计划中的关键数据及各种设备的产能值，制定计划仿真数学模型，系统通过读取计划排产计划中的数据，配置到计划仿真数学模型中，驱动虚拟车间运动，通过运动时产生的数据，得出机台、线体等的加工产能、加工时间等数据，从而验证计划排产计划是否合理。
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- 计划排产主要解决在有限产能条件下，交期产能精确预测、工序生产与物料供应最优详细计划的问题。通过虚拟排产计算得到全部排产结果以后把它展示出来，经过用户确认对此计算结果满意程度，再进行保存，从而成为真正的生产计划。依次生产计划，即可得到精确的物料需求计划，对采购管理进行升级；得到精确的出入库计划，
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- 优化库存模块；还可以得到精确的成品产出计划，快速反馈给销售模块；其他的计算结果还包括精确的成本数据、质检数据、绩效考核数据、设备管理数据等，从而彻底解决工序生产计划与物料需求计划难做的问题。虚拟排产可以给企业带来前所未有的决策支持功能。生产决策与每个设备、每道工序、每个物料消耗的精确数据联系在一起，成为一个有本可依的科学决策过程，从工作流程、岗位人员的设置、规章制度等都得到变革和提升，极大促进企业管理整体上的升级换代。
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- 通过实时数据采集和数据驱动仿真机制，实现虚拟工厂和物理工厂的同步运行，并通过虚拟工厂展示生产实况和生产实绩，从而起到数据及生产监控。在三维空间中，可全方位观看生产过程及数据查询，相比传统的摄像头监控，虚拟监控更方便、快捷、全面、功能更强大。
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- 实现AGV小车物流线路的虚拟，从设计阶段了解物料输入和输出量是否满足生产能力。按照实际生产物流路线，搭建物流仿真三维模型，按照设计的AGV小车运行节拍，实现AGV小车物流线路的虚拟，验证物流路线设计是否合理，AGV小车运行过程是否发生碰撞和干涉等情况，验证物料输入和输出量是否满足生产能
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- 行任务分配决策过程，尽可能扩大企业资源的利用率和企业的利润，并通过企业之间协作关系实现虚拟生产系统全局的管理，实现网络生产资源的全局优化利用和系统全局生产成本最小化等目标。2）通过掌握资源的布局和拓扑结构，以便控制和评估企业生产的执行情况。 根据资源的生产量、容量，确定资源能否在多行为间共享，以便在任何时刻确定资源对于多任务的可获得性，均衡利用可获得的企业生产资源，避免导致某些企业资源超载和某些企业资源闲置的不平衡现象。3）在出现企业资源故障或其它原因造成企业资源不可用时，及时找到替换的企业生产资源，实现资源的动态调度。
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- 企业各成员的生产资源布局、资源拓扑结构、能力和可利用情况等都是虚拟企业组织管理、生产计划和控制的重要依据，生产资源是企业生产能力的具体体现。对企业生产资源进行管理，有以下优点：1）通过对企业生产资源的管理，企业根据生产资源的属性、可用性、有效性和实用性等信息进
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- 行任务分配决策过程，尽可能扩大企业资源的利用率和企业的利润，并通过企业之间协作关系实现虚拟生产系统全局的管理，实现网络生产资源的全局优化利用和系统全局生产成本最小化等目标。2）通过掌握资源的布局和拓扑结构，以便控制和评估企业生产的执行情况。 根据资源的生产量、容量，确定资源能否在多行为间共享，以便在任何时刻确定资源对于多任务的可获得性，均衡利用可获得的企业生产资源，避免导致某些企业资源超载和某些企业资源闲置的不平衡现象。3）在出现企业资源故障或其它原因造成企业资源不可用时，及时找到替换的企业生产资源，实现资源的动态调度。
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- 按照产品详细设计资料，按照1：1的比例搭建产品的详细三维模型。对企业生产的产品进行全真模拟，采用三维制作及后期处理软件模拟产品的外形、材质、零部件和内部构造，把产品的设计原理、工作过程、性能特征、使用方式等一系列真实的事物以交互体体验的形式体现出来。在产品未投产之前，即可看到产品的详细外观、部件装配关系等细节内容，便于后续的产品确认及产品展示。
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- 系统将视频、音频、图像、动画、文字、流媒体等多种媒体融合在一起 ，通过虚拟现实的方式展示出来，其内容丰富、形式多样。增强用户学习的乐趣，减少学习时间，快速提升操作维修技术水平。通过系统，技术人员能通过动画方式学习设备操作使用及故障维修过程，能实现交互操作，对训设备进行操作维修训练，巩固学习的内容，最后通过考核模式，对学习的内容进行检测。
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- 操作培训设置讲解、训练、考核三部分内容，用于新员工日常技能培训训练。设置培训效果实际操作反馈机制，学员在虚拟操作培训后，在实际设备上操作，可验证虚拟培训的学习效果，若有偏差，可根据实际效果改进虚拟培训内容。虚拟培训可支持PC端操作训练，也可支持VR端操作训练，学员可佩戴HTC头盔，完全沉浸在三维虚拟场景中，并可通过头盔手柄等进行交互操作训练。
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- 虚拟装配是指通过计算机对产品装配过程和装配结果进行分析和仿真，评价和预测产品模型，做出与装配相关的工程决策，而不需要实际产品作支持。通过由人、计算机构成的基于虚拟现实的交互装配平台，搭建近乎真实的三维设备模型，用户可以多角度地观看设备模型，并直接地在自由的空间内与模型进行分析、设计、修改、操控等交互
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- 操作。虚拟装配的实现有助于对产品零部件进行虚拟分析和虚拟设计，以及对装配人员进行作业指导。对于设计人员可有助于解决零部件从设计到生产所出现的技术问题，以达到缩短产品开发周期、降低生产成本以及优化产品性能等目的。 对于装配人员可以解决传统实训中手把手训练模式而造成周期长、人工投入大、培训时间有限、设备易损耗和事故安全隐患问题。
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- 设备故障不仅会导致生产的损失，还可能造成人员的伤害。因此，设备的状态监测十分重要。设备远程监控与诊断维护是利用本地计算机通过网络系统，对远端设备进行监视和控制，完成对分散控制网络的状态监控及设备的诊断维护等功能的技术，它是传统的监控、故障诊断技术与计算机技术、网络技术及其他现代通讯技术相结合的一种新型诊断技术。
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- 基于 Web的远程虚拟诊断与维护包括设备监测技术、无线通信和网络技术和基于 Web的交互式诊断平台。基于 Web的交互式诊断平台支持从专家处收集的知识和规则，将它们上传更新至服务器的知识库，用户则可根据结果进行相应的诊断与维修。通过虚拟采集与监测远程设备的数据状况，当设备故障发生时，系统会自动触发报警。通过构建基于 Web的交互式诊断平台，用户或操作员可以从浏览器中选择相关故障的征兆，系统会自动将已选择的征兆与知识库中的规则匹配，然后给出结论，同时将诊断结果通过Internet返回到用户浏览器。借助交互式诊断平台，可以共享诊断经验，以便及时地向设备操作人员提出建议，大大提高了设备故障诊断与预测的可靠性。
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- 随着科技水平的不断提高，工厂的发展日新月异，现代化工厂所涉及的生产装置庞大、生产工艺复杂，对于化工产品其原料、半成品及产品大多有易燃易爆、具腐蚀性、有毒有害的特点，很可能发生泄漏、火灾和爆炸等事故，从而造成人员伤亡、财产损失与环境危害。面对逐渐增多的安全生产事故，能否做好事故预防以及一旦事故发生能否快速有效地进行应急处理工作是关系到
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- 处置辅助系统，可完善应急反应机制，并加强应急能力建设，包括建立科学合理的事故应急预案、配备足够的应急设备、建立专业和业余的应急队伍等，从而有效应对突发性事故，减少事故带来的严重危害。
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- 工厂能否健康长久发展地必要条件。为了识别工艺风险隐患、完善应急反应机制、明确应急救援的范围和体系，使突发事件应对处置的各个环节有章可循，在线故障报警及应急处置辅助系统的建设必不可少。在线故障报警系统实时采集和监控关键工艺参数，从而及时的识别设备在运行状态下的报警信息，通过建立专家知识库收集相关应急预案，报警事故发生时，可将事故及异常信号与相关事故关联，利用专家知识库针对当前问题得出寻求解答，结合人机界面与用户进行交流，输出相关应急预案，从而把安全和灾变问题解决在孕育阶段。通过研究相关工艺数值预报机理，建立相关岗位的应急处置预案，从而开发在线故障报警及应急
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