基于i4-Factory平台的煤化工虚拟外操培训系统设计与实现
本文关键词：基于i4-Factory平台的煤化工虚拟外操培训系统设计与实现
更多相关文章： 外操培训 虚拟现实 批量建模 i4-Factory
【摘要】：企业的主体是员工,员工技术能力是企业生产中的关键因素,先进的培训学习方式是企业运营生产的重要保障,对于企业的效率和效益的提升有着重要意义。目前国内的煤化工外操培训主要还停留在现场的人员“手把手”的教学方式,对于最终培训效果的考核也是往往停留在纸质题库,造成了学习和考核的不同步的问题,没有达到培训带来预期目的。虚拟现实技术是计算机三维可视化中新兴的技术,拥有强大的空间表达能力和优良的交互性,可以给客户提供逼真的、可操作的虚拟场景。虚拟现实技术现在已经被应用于城市规划、工业设计、文物复原、军事模拟等领域,并取得了良好的实用效果。传统的培训模式已经不能满足当前建设数字化工厂的需求,因此需要构建效率更高、技术含量更强的新型培训方式。虚拟外操培训系统是综合运用了虚拟现实技术、三维地理信息技术、计算机网络技术、数据库技术实施开发的,实现了外操培训应用方式的转型,也为国内煤化工行业的外操数字化发展提供了鲜活的实例,是一项开拓性的工作。虚拟外操培训系统采用3DSMAX软件搭建所需要的培训装置的场景模型,按照煤化工建模的规范分别对构成设备模型的点、线、面、体及材质的要求进行分类,最终构建符合标准的装置模型。另外,根据装置现有的电子图纸资料,进行装置内的管线和阀门的批量化解析建模,既能够保证建模的准确度,也达到了节约项目开展的时间和人员成本的目标。虚拟外操培训系统能够支持备煤、气化、变换和黑水四套装置的三维场景的培训工作,用户可以选择第一人称的视角在场景中实现漫游,包括通过鼠标和键盘的控制行走方式。用户也可以对场景中需要学习和考核的工艺流程的新需求进行定制,包括重新修改工艺流程的顺序关系、贴图、流速等。用户可以通过自身的python脚本语言编辑培训考核课程中的操作阀门、及设备开启的按钮动作等三维表现形式。虚拟外操培训系统利用构建的装置三维场景,选取i4-Factory平台作为三维交互操作的基础载体。i4-Factory平台拥有以下优势支撑整个培训系统的运行：.海量数据的内外存交互技术、自动路网寻路技术、可扩展脚本技术、无缝支持对接Oracle数据库、ActiveX控件三维场景交互技术、面向多维数据的高性能空间索引技术、以文件块数据存储策略为基础的海量三维场景更新技术、基于虚拟对等网络的多维数据共享发布引擎技术、强大的粒子系统特效、友好的人机交互操作。最终基于Oracle数据库管理各类属性数据和培训数据,应用ActiveX控件技术实现网页端三维渲染,实现了虚拟外操培训系统的在线、实时、可交互的三维培训的目的。
【关键词】：外操培训 虚拟现实 批量建模 i4-Factory
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.9
【目录】：
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 第一章 绪论12-17
- 1.1 选题背景与意义12-14
- 1.1.1 选题背景12-13
- 1.1.2 选题意义13-14
- 1.2 国内外研究现状14-15
- 1.3 论文组织结构15-17
- 第二章 煤化工虚拟外操培训系统设计17-21
- 2.1 系统设计背景17
- 2.2 系统简介17-18
- 2.3 系统架构设计18-20
- 2.3.1 B/S网络架构模式18-19
- 2.3.2 系统体系架构19-20
- 2.4 本章小结20-21
- 第三章 煤化工虚拟外操培训系统的关键技术21-40
- 3.1 煤化工虚拟外操培训系统三维场景构建21-27
- 3.1.1 三维模型命名管理21-23
- 3.1.2 三维模型精度制作23-24
- 3.1.3 三维模型内部结构规范24-25
- 3.1.4 纹理的命名规范25-27
- 3.2 基于MAXScript软件的煤化工工厂管线批量建模27-31
- 3.2.1 批量建模应用背景27
- 3.2.2 批量建模应用方法27-30
- 3.2.2.1 建模数据预处理27-28
- 3.2.2.2 建模数据解析与绘制28-30
- 3.2.3 批量建模的特点30
- 3.2.4 批量建模效果总结30-31
- 3.3 基于i4-Factory平台的三维场景交互技术31-35
- 3.3.1 i4-Factory平台的选取31-33
- 3.3.2 i4-Factory平台的脚本开发33
- 3.3.3 基于i4-Factory的工艺流程实现33-34
- 3.3.4 基于i4-Factory的自动寻路实现34-35
- 3.4 面向煤化工外操培训系统的数据库应用技术35-36
- 3.4.1 Oracle数据库设计35-36
- 3.5 基于ActiveX的三维场景嵌入技术36-38
- 3.5.1 ActiveX控件简介36-37
- 3.5.2 i4-Factory三维网络嵌入技术37-38
- 3.6 本章小结38-40
- 第四章 虚拟外操培训系统实现40-60
- 4.1 系统业务流程40-41
- 4.2 虚拟外操培训三维基础功能41-43
- 4.2.1 地图导航41-42
- 4.2.2 场景漫游42
- 4.2.3 三维操作与浏览42-43
- 4.3 虚拟外操培训系统管理功能43-46
- 4.3.1 机构设置43-44
- 4.3.2 用户管理44-45
- 4.3.3 权限管理45
- 4.3.4 数据管理45-46
- 4.4 虚拟外操培训管理功能46-50
- 4.4.1 培训记录46-47
- 4.4.2 培训统计47
- 4.4.3 培训课件管理47-48
- 4.4.4 培训课程编辑48-49
- 4.4.5 积分管理49
- 4.4.6 题库管理49-50
- 4.4.7 数据报表50
- 4.5 虚拟外操培训岗位操作功能50-55
- 4.5.1 工艺流程50-52
- 4.5.2 开停车52-53
- 4.5.3 应急预案53-54
- 4.5.4 日常巡检54-55
- 4.6 虚拟外操培训数据应用功能55-58
- 4.6.1 巡检定位55-56
- 4.6.2 设备及管线信息查询56-57
- 4.6.3 实时数据57-58
- 4.7 虚拟外操培训安全展示功能58-59
- 4.7.1 报警仪分布58
- 4.7.2 消防设施分布58-59
- 4.7.3 防护设施分布59
- 4.8 本章小结59-60
- 第五章 系统实施与测试分析60-64
- 5.1 系统环境要求60-61
- 5.1.1 硬件环境60
- 5.1.2 软件环境60-61
- 5.2 系统的实施61-63
- 5.2.1 服务器端安装及启动61-63
- 5.3 系统测试分析63-64
- 5.3.1 测试内容63
- 5.3.2 测试结果63-64
- 第六章 总结与展望64-66
- 6.1 总结64-65
- 6.2 展望65-66
- 参考文献66-69
- 致谢69-70
- 个人简历70
- 发表软著情况70
- 获奖情况70
- 参加项目情况70
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本文编号：824360
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