面向CPMS的数字化车间中性能优化关键技术的研究与开发
发布时间：2022-12-18 20:51
在工业4.0的引领下,各个国家都致力于打造智能化的工厂,促进制造业及各个生产领域也的得到了迅速发展,全面提升制造业的生产效率。作为中国2025十大发展领域之一的数控机床,也广泛采取智能化管理方式,打造面向CPMS的三维可视化的数字化车间来监控管理。在实现数字化车间仿真系统的过程中由于场景较复杂,在加载时存在卡顿、不能够流畅运行,用户体验较差等问题。本文针对上述问题,通过研究仿真系统的相关的关键技术,从两个方面着手对系统性能进行优化,一方面是通过研究Unity3D的内存管理机制,使用四叉树算法将场景分层、分块进行细化工作后,根据模型所处的位置与摄像机所处的位置关系,将近处的模型加载,远离摄像机的卸载出内存,实现了模型资源的动态调度。另一方面是针对频繁访问数据库,大量的I/O操作影响了系统响应时间,提出使用Redis内存数据库作为系统的缓存层,实现了数据缓存服务,加快访问效率。本文通过资源动态调度算法有效控制某时刻内存中加载的数据量,有效降低了I/O总量,避免了漫游移动时造成的内存颠簸,使系统的运行更加流畅。同时Redis缓存服务对本系统在频繁请求数据时有较好的优化效果。通过原系统与改进系...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外发展现状与趋势
1.2.1 国内外发展现状
1.2.2 国内外发展趋势
1.3 课题主要研究内容及意义
1.3.1 课题主要研究内容
1.3.2 课题的研究意义
1.4 本章小结
第2章 数字化车间仿真系统关键技术研究
2.1 数字化车间仿真系统工具
2.1.1 3DMax三维建模工具
2.1.2 Unity3D开发引擎
2.2 Unity3D场景优化技术
2.2.1 视锥体裁剪技术
2.2.2 遮挡剔除技术(OcclusionCulling)
2.3 数据的采集
2.4 数据的存储
2.5 常用内存数据库介绍
2.5.1 Memcached
2.5.2 Redis
2.5.3 Memcached和Redis比较
2.6 本章小结
第3章 数字化车间性能优化方案研究
3.1 Unity3D内存优化
3.1.1 Untiy3D资源管理方式
3.1.2 Unity3D内存的种类
3.1.3 Unity3D内存优化方法
3.1.4 Unity3D内存管理机制
3.2 基于四叉树算法的场景细化
3.2.1 LOD算法
3.2.2 四叉树算法原理
3.3 资源动态调度算法原理
3.4 Redis缓存对数据操作性能提升
3.4.1 高性能Redis
3.4.2 MySQL与Redis的缓存架构
3.5 本章小结
第4章 数字化车间性能优化设计与实现
4.1 资源动态调度算法的设计与实现
4.1.1 四叉树算法的实现
4.1.2 动态资源调度算法的实现
4.2 Redis缓存服务的设计与实现
4.2.1 数据库设计
4.2.2 缓存架构设计与实现
4.3 本章小结
第5章 数字化车间性能优化实现与测试
5.1 数字化车间场景的实现
5.1.1 模型及场景的构建
5.1.2 控制模型的运动轨迹
5.2 资源动态调度算法的实现与测试
5.3 Redis缓存服务的实现与测试
5.3.1 Redis缓存服务的实现
5.3.2 Redis缓存服务的测试
5.4 本章小结
结束语
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J]. 赵升吨,贾先. 机械科学与技术. 2017(01)
[2]基于Unity3D的内存优化的研究[J]. 刘克,李建方. 中国传媒大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]基于Unity引擎的地形块动态调度算法研究[J]. 耿肖,韩志伟,廖峰. 计算机与数字工程. 2016(09)
[4]智能制造新模式下“中国制造”面临的机遇和挑战[J]. 伏琳. 机床与液压. 2016(09)
[5]国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 王友发,周献中. 中国科技论坛. 2016(04)
[6]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[7]遮挡剔除技术在Unity场景优化中的应用[J]. 张绍江. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2015(04)
[8]基于FOCAS的数控机床网络化集成系统开发[J]. 刘培跃,张亚寒. 机床与液压. 2014(22)
[9]智能制造装备的发展现状与趋势[J]. 傅建中. 机电工程. 2014(08)
[10]基于Unity3D的多平台虚拟校园设计与实现[J]. 张典华,陈一民. 计算机技术与发展. 2014(02)
硕士论文
[1]中国智能制造业国际竞争力影响因素及其提升策略研究[D]. 李松.安徽财经大学 2017
[2]基于iOS平台的城市轨道交通驾驶视景仿真[D]. 吴昊.西南交通大学 2017
[3]数控机床智能监控技术的研究与应用[D]. 刘劲松.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[4]数控机床状态智能监测系统开发[D]. 郭兴.山东大学 2016
[5]基于Redis的结构化数据缓存系统的设计与实现[D]. 王景佩.华中科技大学 2016
[6]牵引变电站3D培训仿真系统设计开发[D]. 耿肖.西南交通大学 2016
[7]基于内存数据库Redis的众包系统性能优化[D]. 李诗云.浙江大学 2016
[8]Redis缓存技术研究及应用[D]. 邱书洋.郑州大学 2016
[9]基于动态LOD地形渲染的关键技术研究[D]. 江益.武汉科技大学 2015
[10]基于Unity和3dmax的虚拟实验室三维建模设计与实现[D]. 方沁.北京邮电大学 2015
本文编号：3722742
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外发展现状与趋势
1.2.1 国内外发展现状
1.2.2 国内外发展趋势
1.3 课题主要研究内容及意义
1.3.1 课题主要研究内容
1.3.2 课题的研究意义
1.4 本章小结
第2章 数字化车间仿真系统关键技术研究
2.1 数字化车间仿真系统工具
2.1.1 3DMax三维建模工具
2.1.2 Unity3D开发引擎
2.2 Unity3D场景优化技术
2.2.1 视锥体裁剪技术
2.2.2 遮挡剔除技术(OcclusionCulling)
2.3 数据的采集
2.4 数据的存储
2.5 常用内存数据库介绍
2.5.1 Memcached
2.5.2 Redis
2.5.3 Memcached和Redis比较
2.6 本章小结
第3章 数字化车间性能优化方案研究
3.1 Unity3D内存优化
3.1.1 Untiy3D资源管理方式
3.1.2 Unity3D内存的种类
3.1.3 Unity3D内存优化方法
3.1.4 Unity3D内存管理机制
3.2 基于四叉树算法的场景细化
3.2.1 LOD算法
3.2.2 四叉树算法原理
3.3 资源动态调度算法原理
3.4 Redis缓存对数据操作性能提升
3.4.1 高性能Redis
3.4.2 MySQL与Redis的缓存架构
3.5 本章小结
第4章 数字化车间性能优化设计与实现
4.1 资源动态调度算法的设计与实现
4.1.1 四叉树算法的实现
4.1.2 动态资源调度算法的实现
4.2 Redis缓存服务的设计与实现
4.2.1 数据库设计
4.2.2 缓存架构设计与实现
4.3 本章小结
第5章 数字化车间性能优化实现与测试
5.1 数字化车间场景的实现
5.1.1 模型及场景的构建
5.1.2 控制模型的运动轨迹
5.2 资源动态调度算法的实现与测试
5.3 Redis缓存服务的实现与测试
5.3.1 Redis缓存服务的实现
5.3.2 Redis缓存服务的测试
5.4 本章小结
结束语
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J]. 赵升吨,贾先. 机械科学与技术. 2017(01)
[2]基于Unity3D的内存优化的研究[J]. 刘克,李建方. 中国传媒大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]基于Unity引擎的地形块动态调度算法研究[J]. 耿肖,韩志伟,廖峰. 计算机与数字工程. 2016(09)
[4]智能制造新模式下“中国制造”面临的机遇和挑战[J]. 伏琳. 机床与液压. 2016(09)
[5]国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 王友发,周献中. 中国科技论坛. 2016(04)
[6]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[7]遮挡剔除技术在Unity场景优化中的应用[J]. 张绍江. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2015(04)
[8]基于FOCAS的数控机床网络化集成系统开发[J]. 刘培跃,张亚寒. 机床与液压. 2014(22)
[9]智能制造装备的发展现状与趋势[J]. 傅建中. 机电工程. 2014(08)
[10]基于Unity3D的多平台虚拟校园设计与实现[J]. 张典华,陈一民. 计算机技术与发展. 2014(02)
硕士论文
[1]中国智能制造业国际竞争力影响因素及其提升策略研究[D]. 李松.安徽财经大学 2017
[2]基于iOS平台的城市轨道交通驾驶视景仿真[D]. 吴昊.西南交通大学 2017
[3]数控机床智能监控技术的研究与应用[D]. 刘劲松.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[4]数控机床状态智能监测系统开发[D]. 郭兴.山东大学 2016
[5]基于Redis的结构化数据缓存系统的设计与实现[D]. 王景佩.华中科技大学 2016
[6]牵引变电站3D培训仿真系统设计开发[D]. 耿肖.西南交通大学 2016
[7]基于内存数据库Redis的众包系统性能优化[D]. 李诗云.浙江大学 2016
[8]Redis缓存技术研究及应用[D]. 邱书洋.郑州大学 2016
[9]基于动态LOD地形渲染的关键技术研究[D]. 江益.武汉科技大学 2015
[10]基于Unity和3dmax的虚拟实验室三维建模设计与实现[D]. 方沁.北京邮电大学 2015
本文编号：3722742
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