中國(guó)電科38所汽車(chē)?yán)走_(dá)智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)三維虛擬監(jiān)控項(xiàng)目分享.docx

1、中國(guó)電科38所汽車(chē)?yán)走_(dá)智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)三維虛擬監(jiān)控項(xiàng)目分享在中國(guó)制造2025+，智能制造被定位為中國(guó)制造的主攻方向。智能制造是指將物 聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié) 融合，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系 統(tǒng)與模式的總稱(chēng)，具備以智能工廠(chǎng)為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流 為基礎(chǔ)、以網(wǎng)通互聯(lián)為支撐的四大特征。工信部部長(zhǎng)苗坪曾表示：智能制造日益成為未來(lái)制 造業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)和核心內(nèi)容，也是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制 造強(qiáng)國(guó)的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然

2、選擇。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)新科技 與各行各業(yè)融合加快創(chuàng)新步伐，成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新動(dòng)力。汽車(chē)、家電、消費(fèi)品等行業(yè) 紛紛積極投入到與互聯(lián)網(wǎng)新產(chǎn)業(yè)的磨合與探索中。在汽車(chē)行業(yè)中，汽車(chē)?yán)走_(dá)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)和發(fā)展意義。從安全角度來(lái)說(shuō)，車(chē)輛事故 帶來(lái)的死傷和財(cái)產(chǎn)損失的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，說(shuō)明了汽車(chē)?yán)走_(dá)的必要性，借助其技術(shù)輔助手段可以預(yù) 防部分事故，社會(huì)需要機(jī)動(dòng)車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展。對(duì)于汽車(chē)所有者而言，汽車(chē)?yán)走_(dá)作為一個(gè)安全裝 置，方便而且不是很昂貴，而且還承擔(dān)一些需要注意力、判斷力和技術(shù)性的工作，從而降低 駕駛的強(qiáng)度，減少駕駛員的負(fù)擔(dān)。這對(duì)消費(fèi)者具有更實(shí)際的重要性。另一方面，從汽車(chē)制造 商的角度來(lái)說(shuō)，雷達(dá)是吸引消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的另大特

3、色，它是潛在的收入來(lái)源和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。那 么當(dāng)汽車(chē)?yán)走_(dá)遇上智能制造這個(gè)當(dāng)紅“炸子雞”，將擦出怎么的科技火花呢。中國(guó)電科38所根據(jù)目前智能制造的趨勢(shì)，以汽車(chē)?yán)走_(dá)智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)為依托，對(duì)產(chǎn) 線(xiàn)設(shè)備進(jìn)行廣泛的數(shù)據(jù)采集，并且以數(shù)字化映射(Digital Twin) /增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR為技術(shù)基礎(chǔ), 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線(xiàn)的三維虛擬監(jiān)控應(yīng)用，展現(xiàn)產(chǎn)線(xiàn)真實(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的三維仿真場(chǎng)景，然后通過(guò)上海湃容 的PI-IOT平臺(tái)將軟硬件互聯(lián)并快速定制一系列應(yīng)用場(chǎng)景，以達(dá)成研充目的，從而促進(jìn)具備實(shí) 際價(jià)值的解決方案的形成。這就是中國(guó)電科38所的汽車(chē)?yán)走_(dá)智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)三維虛擬監(jiān) 控平臺(tái)項(xiàng)目。數(shù)字化映射(DigitalTwin) /增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR

4、作為該項(xiàng)目重要的技術(shù)依托。是湃睿公司眾多 技能中了不起的杰作。數(shù)字化映射(DigitalTwin)是將三維模型通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集的數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)，它將現(xiàn)實(shí)世界的物理動(dòng)作直接體現(xiàn)在數(shù)字世界的三維界面上。說(shuō)直白一點(diǎn)就是，它就 像一面鏡子一樣，產(chǎn)品的信息將被同步動(dòng)態(tài)得“映射給制造商，包括產(chǎn)品的物理動(dòng)作和各種 數(shù)據(jù)。真正實(shí)現(xiàn)了讓產(chǎn)品說(shuō)話(huà)”。數(shù)字化映射能幫助制造商直觀(guān)、具體、遠(yuǎn)程得了解到產(chǎn)品 是如何被使用，從而了解對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō)什么才是最有價(jià)值的。后來(lái)湃睿又搞了一個(gè)叫 Augmented Reality的東西，翻作：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。這個(gè)技術(shù)能夠幫明你看到之前看不到的信息和 數(shù)據(jù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)威力巨大，能夠從根本上改變?nèi)藗?/p>

5、的工作方式。它在數(shù)字和現(xiàn)實(shí)世界之間搭 建了橋梁，創(chuàng)造的價(jià)值惠及整個(gè)企業(yè)。再結(jié)合loT數(shù)據(jù)，AR應(yīng)用程序成為真正的變革性體 驗(yàn)，促使著許多企業(yè)完全重新設(shè)想自己如何設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、運(yùn)營(yíng)和維修產(chǎn)品。有了好產(chǎn)品作為項(xiàng)目堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也應(yīng)該少不了人為的運(yùn)作搭建。目前，中國(guó)電科38 所汽車(chē)?yán)走_(dá)目智能制造示范線(xiàn)虛擬監(jiān)控項(xiàng)目在結(jié)合湃睿科技在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域優(yōu)秀的技術(shù)能力 及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)支持下，已出色的完成了該項(xiàng)項(xiàng)目的階段匯報(bào)工作。CE1C中國(guó)電科PISX中國(guó)電科38所介紹中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所（以卜簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)電科38所），1965年建于貴州， 1988年底整體遷建合肥市，經(jīng)過(guò)50多年的探索和追求，中國(guó)電科3

6、8所己發(fā)展為集研究、 開(kāi)發(fā)、制造、測(cè)試于一體的電子信息高科技、集團(tuán)型研究所，擁有國(guó)際水平的設(shè)計(jì)研發(fā)平臺(tái)， 精良完備的電子制造平臺(tái)，國(guó)內(nèi)先進(jìn)的電子測(cè)試、試驗(yàn)平臺(tái)，具備從事電子信息技術(shù)研發(fā)和 系統(tǒng)工程建設(shè)的強(qiáng)大綜合實(shí)力。擁有國(guó)家級(jí)集成電路設(shè)計(jì)中心、俄羅斯新技術(shù)研發(fā)中心、中 國(guó)電科浮空平臺(tái)研發(fā)中心、安徽省汽車(chē)電子工程研究中心、安徽省公共安全信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí) 驗(yàn)室、安徽省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合肥公共安全技術(shù)研究院、博士后科研工作站等研 發(fā)平臺(tái)。50多年來(lái)，共先后取得1500多項(xiàng)科研成果，其中國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)100 多項(xiàng)，多項(xiàng)成果填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白、居于國(guó)際領(lǐng)先地位。擁有安徽四創(chuàng)電子股份有限公司（中

7、國(guó) 雷達(dá)第一股，600990）、安徽博微長(zhǎng)安電子有限公司、合肥博微電氣有限公司、安徽博微廣 成信息科技有限公司、中電科技（合肥）博微信息發(fā)展有限責(zé)任公司等多家產(chǎn)業(yè)化公司。項(xiàng)目實(shí)施情況：一、項(xiàng)目需求中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第38研究所的汽車(chē)?yán)走_(dá)智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)三維虛擬監(jiān)控平臺(tái)， 其需求目的是對(duì)產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行三維仿真建模，然后通過(guò)設(shè)備真實(shí)采集的數(shù)據(jù)膽動(dòng)三維模型來(lái)進(jìn)行 虛擬結(jié)合真實(shí)的監(jiān)控平臺(tái)。二、項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容（1）軟件平臺(tái)軟件采用上海湃容的PI-IOT平臺(tái),構(gòu)建智能制造示范產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景。技術(shù)由上海湃容信 息科技有限獨(dú)家提供支持。（2）硬件平臺(tái)產(chǎn)線(xiàn)供應(yīng)商（蕪湖）。（3）三維模型及引擎1、三維模型制作：2、三維引

8、擎采用Web 3D平臺(tái)，由湃容獨(dú)家提供支持。（4）場(chǎng)景搭建軟硬件結(jié)合，三維引擎與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)結(jié)合，米用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)獲取設(shè)備數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給三維 引擎用以構(gòu)建三維虛擬監(jiān)控場(chǎng)景。通過(guò)雙方提供的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，從而 使得真實(shí)數(shù)據(jù)能夠驅(qū)動(dòng)三維虛擬模型內(nèi)容。（5）產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)1、設(shè)備廠(chǎng)商提供了基于德國(guó)BECKHOFF公司出品的的TwinCAT軟件作為自動(dòng)化程序設(shè)計(jì) 軟件，該軟件具備OPC UA服務(wù)器組件，可以使得自動(dòng)化程序采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)可以通過(guò)符 合OPC UA協(xié)議的方式供應(yīng)其他系統(tǒng)使用。2. PI-IOT平臺(tái)提供OPC UA擴(kuò)展支持符合OPC UA協(xié)議的數(shù)據(jù)獲取。（6）產(chǎn)線(xiàn)三維建模由

9、于產(chǎn)線(xiàn)本身各設(shè)備的三維模型文件尺寸太大，為了減少對(duì)計(jì)算設(shè)備能力依賴(lài)，對(duì)整個(gè) 產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行重新建模。（7）物理網(wǎng)平臺(tái)與Web 3D平臺(tái)數(shù)據(jù)互聯(lián)1、憑借PI-IOT平臺(tái)本身對(duì)RESTFUL API技術(shù)的強(qiáng)大支持能力，將設(shè)備數(shù)據(jù)組織成Web 3D 引擎更容易解析的格式實(shí)時(shí)供應(yīng)到接口。2. Web 3D平臺(tái)通過(guò)輪詢(xún)方式，以極短時(shí)間間隔不斷請(qǐng)求PI-IOT接口獲取數(shù)據(jù)，從而達(dá)到 實(shí)時(shí)映射的作用。三、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，三維虛擬監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施步驟:實(shí)時(shí)渲染3D模型文件模型預(yù)處理3D模型建模軟件片面質(zhì)圖角材貼三Unity3D 潼染引擎、三維場(chǎng)景 管理r、視點(diǎn)浸游碰撞監(jiān)測(cè)JJ物體運(yùn)動(dòng) 建模UI界面/、粒子特效X/二次開(kāi)發(fā)

10、大數(shù)據(jù)分析Web前端PI-IOTOPC等接口傳感器/數(shù)據(jù)采集終端四、項(xiàng)目實(shí)施成果（1）物聯(lián)網(wǎng)硬件網(wǎng)絡(luò)搭建1、設(shè)備數(shù)據(jù)采集；2、工廠(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);（2）物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)1、產(chǎn)線(xiàn)三維虛擬監(jiān)控平臺(tái)；2、PI-IOT與Web 3D平臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)接;3、虛擬監(jiān)控；4、設(shè)備數(shù)據(jù)展示；5、生產(chǎn)異常報(bào)警；6、AR體驗(yàn)：（3）工廠(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)IIII IIII0聯(lián)M可云端工控敷據(jù)獲取RESTful API，I工控?cái)?shù)掀轉(zhuǎn)發(fā)PI-IOTRESTFul APIU3D垢行主機(jī)OPC Server工控上位機(jī)內(nèi)向：二可違外河結(jié)語(yǔ)汽車(chē)?yán)走_(dá)目智能制造示范線(xiàn)虛擬監(jiān)控平臺(tái)是經(jīng)過(guò)數(shù)字化車(chē)間三維虛擬監(jiān)控系統(tǒng)基于數(shù) 字化映射（DT）技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整合，通過(guò)與數(shù)字化車(chē)間的設(shè)備數(shù)據(jù)以及DNC系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)流的集成，實(shí)現(xiàn)B/S架構(gòu)下的車(chē)間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、中央控制平臺(tái)以及 客戶(hù)端三位一體的信息化服務(wù)平臺(tái)。對(duì)車(chē)間制造資源進(jìn)行三維可視化導(dǎo)航、顯示、分析與管 理車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息、生產(chǎn)工藝參數(shù)