CN106530405B - 基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，所述生产线实时漫游系统使用到的系统模块包括PDM系统及其数据库与文件卷、MES系统、虚拟现实系统、虚拟现实设备，还包括三维场景构建模块、生产计划接口模块、实时数据接收模块、数字样机传输接口模块、场景漫游模块；本发明实现对汽车生产线在虚拟现实系统中建立三维虚拟场景，加载MES系统的工序作业计划和作业计划进度，从PDM系统中加载所使用的三维数字样机，将生产现场信息、生产报告信息更新到虚拟现实系统的场景漫游模块，实时展现汽车生产线的生产现场信息，通过虚拟现实设备完成场景漫游、质量监控和进度监控，实时展现汽车生产线生产全过程。

Description

基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统

技术领域

本发明涉及使用虚拟现实技术的汽车生产线漫游系统，属于虚拟现实技术领域。

背景技术

汽车制造企业在生产车间实施MES系统，可监控从原材料进厂到零件或整车生产、入库的全部过程，记录生产过程产品所使用的材料、设备，产品检测的数据和结果以及零件或整车在每个工序上生产的时间、人员等信息，为企业提供包括工序作业管理、生产订单管理、生产作业执行、库存管理、物料管理、报告管理等功能。

同时，虚拟现实技术也在汽车研发生产企业逐步使用，可以通过使用鼠标、键盘、眼镜、头盔等虚拟现实设备进行虚拟展示、虚拟装配，达到真实、身临其境的感觉。

但是，在现有技术中存在以下问题：

（1）现有技术无法实现将MES系统中的工艺生产计划和生产调度信息集成到虚拟现实系统；

（2）汽车零部件种类繁多、千差万别，虚拟现实系统资源库无法提供汽车零组件的模型数据，如果在构建三维虚拟场景时重新建模，导致浪费大量人力物力；

（3）现有技术无法做到由汽车生产线实时的生产现场信息实施驱动汽车三维虚拟场景，无法实现在虚拟环境下漫游汽车生产线的生产过程，不能实时进行质量控制和进度控制。

综合上述可知，如果将MES系统的生产信息集成到虚拟现实系统加以展示，并且从PDM系统中根据汽车生产线的工艺生产计划获取三维数字样机，作为虚拟场景建模元素，就能实时呈现汽车生产线的生产现场，显示生产进度、目标达成状况、产品品质状况，以及产的人、机、料的利用状况，这样让整个生产现场完全透明化。企业的管理人员，只要通过虚拟现实系统就能掌握并管理生产现场的状况以及产品的品质。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统。该系统通过汽车生产线三维虚拟场景形象直观地展现汽车零件加工及整车制造的生产过程，有助于用户实现对生产执行过程的远程管理。

本发明的技术方案是：

基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，包括PDM系统及其数据库与文件卷、MES系统、虚拟现实系统、虚拟现实设备，还包括三维场景构建模块、生产计划接口模块、实时数据接收模块、数字样机传输接口模块、场景漫游模块；其中：

三维场景构建模块用于对汽车生产工厂、车间、生产线、设备进行建模，构建生产线三维虚拟场景；

生产计划接口模块根据生产任务从MES系统中获取汽车生产线的工序作业计划和作业计划进度，将工序作业计划和作业计划进度通过生产计划接口模块提供的接口程序存储到虚拟现实系统数据库中，并将工序作业计划中的生产工单号、产品编码、具体数量、生产单位、对应销售订单、预计开始生产时间、预计完成生产时间关联到三维虚拟场景中的建模文件；

实时数据接收模块从MES系统获取实时的车间生产现场信息，将生产现场信息、生产报告信息更新到虚拟现实系统的场景漫游模块；

数字样机传输接口模块，可根据虚拟现实系统加载的工序作业计划清单的数字样机编号、版本号，从PDM系统文件卷中获取数字样机，将数据样机物理文件传输到虚拟现实系统的本地缓存，输入到虚拟现实系统的场景漫游模块；

场景漫游模块根据用户选择的生产线三维虚拟场景，加载对应的建模文件，导入虚拟现实系统数据库中的工序作业计划和作业计划进度，从数字样机传输接口模块调取PDM系统中的数字样机物理文件，显示到生产线三维虚拟场景对应的位置，并由工序作业计划、作业计划进度、实时的生产现场信息驱动生成动态的汽车生产虚拟场景。

优选的，所述三维场景构建模块的功能进一步包括将生产线三维虚拟场景的建模文件存储在虚拟现实系统管理的资源模型文件库中，使用工厂、车间、生产线、设备的编号ID作为建模文件的文件名。

优选的，所述工序作业计划包括零件的加工工艺和组件的装配工艺，作业计划进度包括生产任务的报废、完工、关闭。

优选的，所述生产现场信息从MES系统的设备实时状态数据库中获取，现场生产信息能够被及时准确反馈到虚拟现实系统，包括汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象的属性信息、实时状态参数，以及生产订单信息、物料接收信息、工序加工信息、质检记录信息，生产报告信息包括：生产工单号、产品编码、生产单位、对应销售订单、消耗材料数据、产出数据。

优选的，数字样机数据包括由PDM系统管理的机械设计、电子电器设计、工艺、制造各个环节的三维数据、图文档数据。

优选的，所述场景漫游模块包含生产线三维虚拟场景选择子模块，用户可以选择工厂、车间、生产线、生产任务，系统自动根据用户的选择，从虚拟现实系统数据库中加载工序作业计划和作业计划进度。

优选的，所述场景漫游模块将汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象作为漫游节点，使用虚拟现实设备选择漫游节点时，显示漫游节点的属性信息、实时状态参数。

本发明的有益效果：

本发明所述基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：实现将MES系统、PDM系统到虚拟现实系统的集成，将MES系统中的工艺生产计划和生产调度信息传入到虚拟现实系统，将PDM系统中的数字样机输入到虚拟现实系统，作为三维虚拟场景的漫游对象。实现由汽车生产线实时的生产现场信息实施驱动汽车三维虚拟场景，实现在虚拟环境下漫游汽车生产线的生产过程，实时进行质量控制和进度控制。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的汽车生产线实时漫游系统的模块示意图；

图2为本发明所述的场景漫游模块的工作流程图。

具体实施方式

如图1，本发明所揭示基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，包括PDM系统及其数据库与文件卷、MES系统、虚拟现实系统、虚拟现实设备，还包括三维场景构建模块、生产计划接口模块、实时数据接收模块、数字样机传输接口模块、场景漫游模块。

三维场景构建模块用于对汽车生产工厂、车间、生产线、设备进行建模，构建生产线三维虚拟场景。

三维场景构建模块的功能进一步包括将生产线三维虚拟场景的建模文件存储在虚拟现实系统管理的资源模型文件库中，使用工厂、车间、生产线、设备的编号ID作为建模文件的文件名；

生产计划接口模块根据生产任务从MES系统中获取汽车生产线的工序作业计划和作业计划进度，将工序作业计划和作业计划进度通过生产计划接口模块提供的接口程序存储到虚拟现实系统数据库中，并将工序作业计划中的生产工单号、产品编码、具体数量、生产单位、对应销售订单、预计开始生产时间、预计完成生产时间关联到三维虚拟场景中的建模文件。

工序作业计划包括零件的加工工艺和组件的装配工艺，作业计划进度包括生产任务的报废、完工、关闭。

实时数据接收模块从MES系统获取实时的车间生产现场信息，将生产现场信息、生产报告信息更新到虚拟现实系统的场景漫游模块。

生产现场信息从MES系统的设备实时状态数据库中获取，现场生产信息能够被及时准确反馈到虚拟现实系统，包括汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象的属性信息、实时状态参数，以及生产订单信息、物料接收信息、工序加工信息、质检记录信息，生产报告信息包括：生产工单号、产品编码、生产单位、对应销售订单、消耗材料数据、产出数据；

数字样机传输接口模块，可根据虚拟现实系统加载的工序作业计划清单的数字样机编号、版本号，从PDM系统文件卷中获取数字样机，将数据样机物理文件传输到虚拟现实系统的本地缓存，输入到虚拟现实系统的场景漫游模块。

数字样机数据包括由PDM系统管理的机械设计、电子电器设计、工艺、制造各个环节的三维数据、图文档数据。

如图2所示，汽车生产线实时漫游系统的工作流程步骤为，用户可以选择工厂、车间、生产线、生产任务，场景漫游模块生成相应的生产线三维虚拟场景，加载对应的建模文件，系统自动根据用户的选择，从虚拟现实系统数据库中加载工序作业计划和作业计划进度。从数字样机传输接口模块调取PDM系统中的数字样机物理文件，显示到生产线三维虚拟场景对应的位置，并由工序作业计划、作业计划进度、实时的生产现场信息驱动生成动态的汽车生产虚拟场景。场景漫游模块将汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象作为漫游节点，使用虚拟现实设备选择漫游节点时，可显示漫游节点的属性信息、实时状态参数。实现在虚拟环境下漫游汽车生产的过程，实现质量控制和进度控制。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：包括PDM系统及其数据库与文件卷、MES系统、虚拟现实系统、虚拟现实设备，还包括三维场景构建模块、生产计划接口模块、实时数据接收模块、数字样机传输接口模块、场景漫游模块；其中：

三维场景构建模块用于对汽车生产工厂、车间、生产线、设备进行建模，构建生产线三维虚拟场景；

生产计划接口模块根据生产任务从MES系统中获取汽车生产线的工序作业计划和作业计划进度，将工序作业计划和作业计划进度通过生产计划接口模块提供的接口程序存储到虚拟现实系统数据库中，并将工序作业计划中的生产工单号、产品编码、具体数量、生产单位、对应销售订单、预计开始生产时间、预计完成生产时间关联到三维虚拟场景中的建模文件；

实时数据接收模块从MES系统获取实时的车间生产现场信息，将生产现场信息、生产报告信息更新到虚拟现实系统的场景漫游模块；

数字样机传输接口模块，可根据虚拟现实系统加载的工序作业计划清单的数字样机编号、版本号，从PDM系统文件卷中获取数字样机，将数据样机物理文件传输到虚拟现实系统的本地缓存，输入到虚拟现实系统的场景漫游模块；

场景漫游模块根据用户选择的生产线三维虚拟场景，加载对应的建模文件，导入虚拟现实系统数据库中的工序作业计划和作业计划进度，从数字样机传输接口模块调取PDM系统中的数字样机物理文件，显示到生产线三维虚拟场景对应的位置，并由工序作业计划、作业计划进度、实时的生产现场信息驱动生成动态的汽车生产虚拟场景。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：三维场景构建模块进一步包括将生产线三维虚拟场景的建模文件存储在虚拟现实系统管理的资源模型文件库中，使用工厂、车间、生产线、设备的编号ID作为建模文件的文件名。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：工序作业计划包括零件的加工工艺和组件的装配工艺，作业计划进度包括生产任务的报废、完工、关闭。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：生产现场信息从MES系统的设备实时状态数据库中获取，生产现场信息被反馈到虚拟现实系统，包括汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象的属性信息、实时状态参数以及生产订单信息、物料接收信息、工序加工信息、质检记录信息，生产报告信息包括：生产工单号、产品编码、生产单位、对应销售订单、消耗材料数据、产出数据。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：数字样机数据包括由PDM系统管理的机械设计、电子电器设计、工艺、制造各个环节的三维数据、图文档数据。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：场景漫游模块包含生产线三维虚拟场景选择子模块，用户可以选择工厂、车间、生产线、生产任务，系统自动根据用户的选择，从虚拟现实系统数据库中加载工序作业计划和作业计划进度。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实技术的汽车生产线实时漫游系统，其特征在于：场景漫游模块将汽车生产工厂、车间、生产线、设备、零件及整车对象作为漫游节点，使用虚拟现实设备选择漫游节点时，显示漫游节点的属性信息、实时状态参数。