CN114326517A - 一种基于虚拟现实的远程管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于虚拟现实的远程管理方法和系统，其中，方法包括：获取工厂的实际信息；根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，虚拟工厂包括有若干设备模型；录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；将虚拟工厂导入3D运营平台，通过设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；建立虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。本发明能够实现工厂的3D可视化监控和透明化生产，提高生产效率和设备利用率，便于决策者远程实时掌握工厂的情况。

Description

一种基于虚拟现实的远程管理方法和系统

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的远程管理方法和系统。

背景技术

随着信息化进程的不断推进及数字孪生技术的发展，越来越多的工厂追求数字化，以便提高工厂的生产效率。其中，数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字孪生，是指充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

而传统工厂主要通过数据流转进行工厂管理，不能够准确描述工厂的实时状态；现有的车间管控系统无法脱离监控界面的平面化，不能够实现真正的透明化生产，更加直观、立体地展现工厂的每一处生产细节，限制了工厂的高效管理。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于虚拟现实的远程管理方法和系统。

一种基于虚拟现实的远程管理方法，包括以下步骤：获取工厂的实际信息，所述实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图；根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，所述虚拟工厂包括有若干设备模型；录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，所述设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；将所述虚拟工厂导入3D运营平台，通过所述设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

在其中一个实施例中，所述获取工厂的实际信息，具体包括：通过无人机对工厂外部进行倾斜摄影，获取外部场景图；通过工厂内摄像机对室内设备进行拍摄，获取工厂的内部设备图；获取工厂的布局图，通过所述布局图，对工厂内设备的位置布局进行还原和定位。

在其中一个实施例中，所述根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，具体包括：在三维模型重建平台创建或选择倾斜摄影任务，设置或修改任务名称；将获取的外部场景图导入至所述倾斜摄影任务中，通过三维建模，生成工厂的外部三维模型；根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型；将所述外部三维模型和内部三维模型进行结合，得到虚拟工厂。

在其中一个实施例中，所述根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型，具体包括：通过所述布局图中标注的位置信息和尺寸信息，在三维建模软件中进行1∶1建模，得到工厂的内部布局三维模型；根据所述内部设备图，新建立方体，通过对点线面的挤压、裁剪、分割和合并操作，得到初始设备模型；对所述初始设备模型进行展UV，通过三维贴图绘制工具绘制贴图；通过三维建模软件生成材质球，并与贴图链接，将材质球赋予对应的初始设备模型，获取设备模型；获取工厂中所有的设备模型，并填充至所述内部布局三维模型中，得到工厂的内部三维模型。

在其中一个实施例中，所述录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，具体包括：通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台，并存储至数据库中，所述设备信息包括设备名称、设备编号、设备型号、出厂日期、设备制造商、生产报工、设备保养数据和报修数据；通过安装在设备上的传感器，采集设备的实时运行数据，将所述实时运行数据传输至所述管理平台，并存储至数据库中，所述实时运行数据包括设备的能耗数据、开机数据、关机数据及电机的转速和温度；或，通过安装在工厂内部的监控器，实时监控生产线的动态和设备运行状态，获取设备的实时运行数据，调取监控API接口，根据监控器编码将监控实时画面传输至管理平台并存储。

在其中一个实施例中，所述建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区，具体包括：调用VR接口，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系；配置所述VR设备上的设备模型识别热区，通过所述设备模型识别热区对设备模型进行识别；对所述VR设备建立识别热区，通过VR设备对工厂和设备进行单独展示；通过3D运营平台设置VR可移动的工作区，通过VR设备在所述工作区内巡航和漫游。

在其中一个实施例中，所述建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区之后，所述通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理之前，还包括：在虚拟工厂设置若干途经点，根据途经点的查看顺序生成巡航路线，通过所述巡航路线进行巡航管理；或，通过VR设备在工作区内进行漫游。

在其中一个实施例中，所述在虚拟工厂设置若干途经点，根据途经点的查看顺序生成巡航路线，通过所述巡航路线进行巡航管理，还包括：统计单台设备的可用时长和故障时长，计算设备故障率；计算生产线中所有设备的故障率，获取生产线的设备平均故障率；判断所述设备故障率与第一预设值和第二预设值之间的关系，根据判断结果调整巡航速度，所述第一预设值小于第二预设值；在所述设备故障率小于或等于第一预设值时，采用原始速度进行巡航；在所述设备故障率大于第一预设值，且小于第二预设值时，采用1/2原始速度的巡航速度进行巡航；在所述设备故障率大于或等于第二预设值时，采用1/3原始速度的巡航速度进行巡航。

在其中一个实施例中，所述通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理，还包括：若检测到设备异常指示灯亮，暂停巡航或漫游，显示异常设备对应的监控画面；根据所述设备异常指示灯获取对应的设备唯一标识，根据所述设备唯一标识锁定异常设备；获取故障原因、故障类型、紧急程度和指定维修人员，发起设备维修流程；向所述指定维修人员发送维修提示信息；维修完成后，获取维修情况和处理方法。

一种基于虚拟现实的远程管理系统，包括：实际信息获取模块，用于获取工厂的实际信息，所述实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图；三维模型重建模块，用于根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，所述虚拟工厂包括有若干设备模型；实时运行数据采集模块，用于录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，所述设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；模型数据绑定模块，用于将所述虚拟工厂导入3D运营平台，通过所述设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；关联关系建立模块，用于建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；远程管理模块，用于通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：

通过获取工厂的实际信息，根据实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，虚拟工厂包括有若干设备模型；录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，设备信息和实时运行数据均包括有对应的设备编号，将虚拟工厂导入3D运营平台，通过设备编号，将设备模型与实时运行数据进行绑定，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区，通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理，从而实现工厂3D监控可视化和透明化生产，能够更加直观、立体和动态地展现工厂的生产细节，提高了生产效率和设备利用率，实现了管理人员与真实工厂的远程交互，让管理人员实现了远程管理工厂，且决策者能够远程实时掌握工厂整体情况，能够辅助工人进行异常处理，缩短设备停机时间，提高了降低管理成本的同时，还提高了工厂的管理效率和工厂的产能。

附图说明

图1为一个实施例中一种基于虚拟现实的远程管理方法的流程示意图；

图2为一个实施例中设备模型的界面示意图；

图3为一个实施例中虚拟工厂的界面示意图；

图4为一个实施例中一种基于虚拟现实的远程管理系统的结构示意图。

具体实施方式

在进行本发明具体实施方式说明之前，先对本发明的整体构思进行如下说明：

随着数字孪生技术的不断发展，数字化工厂系统在现代制造业构建生产企业中有着巨大的市场需求。因此本发明提出了一种基于虚拟现实的远程管理方法，获取工厂的实际信息，采用三维模型重建平台，基于实际信息构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，录入或导入工厂中所有设备的设备信息至管理平台，采集工厂内设备的实时运行数据，并传输至管理平台，将工厂内外部模型导入3D运营平台，通过设备唯一标识将设备模型与实时数据进行绑定，从而能够通过设备模型展示设备的实时状态，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区，从而能够通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

在获取工厂实际信息时，通过无人机对工厂外部进行倾斜摄影，获取外部场景图；通过工厂内摄像机对室内设备进行拍摄，获取工厂的内部设备图，获取工厂布局图，通过布局图对工厂内设备的位置布局进行还原和定位，便于后续根据实际信息建立虚拟工厂。

在三维模型重建平台中新建或选取倾斜摄影任务，设置或修改任务名称；将获取的外部场景图导入至该任务中，生成工厂的外部三维模型；并根据工厂的布局图和内部设备图，进行三维建模，获取内部三维模型；将外部三维模型和内部三维模型进行结合，获取虚拟工厂，能够实现虚拟工厂与工厂的一一对应，便于后续根据虚拟工厂对工厂进行管理。

在设置工厂的内部三维模型时，基于布局图在三维建模软件中进行建模，得到工厂的内部布局三维模型；并根据内部设备图，建立初始设备模型，依次进行展UV、贴图和赋予材质球，获取设备模型，在获取工厂中所有设备对应的设备模型后，将所有设备模型填充至内部布局三维模型，获取工厂的内部三维模型，从而能够实现工厂内所有设备与设备模型的一一对应，并对工厂内部布局进行全局模拟，实现工厂内部与虚拟工厂内部的一一对应，便于后续通过VR设备对虚拟工厂内部进行巡航和漫游，及对设备的查看和管理。

获取设备信息时，通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台，并存储至数据库中；采用安装在设备上的传感器或内部监控器的方式，采集设备的实时运行数据，传输至管理平台并进行存储，将设备信息实时传输至管理平台，通过管理平台链接虚拟工厂，从而实现设备工作情况的模拟，通过设备模型即可对设备工作情况进行查看。

建立虚拟工厂与VR设备的关联关系时，调用VR接口，链接虚拟工厂，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系；配置VR设备的设备模型识别热区，通过设备模型识别热区对设备模型进行识别，并单独展示；通过3D运营平台设置VR可移动的工作区，通过VR设备在工作区内巡航和漫游。根据工厂实际信息构建工厂内外部三维模型，从而获取虚拟工厂，并通过录入或导入的方式将工厂的实时信息传输至管理平台，将虚拟工厂与VR设备建立关联关系，从而实现工厂与虚拟工厂的一一对应，虚拟工厂能够反映工厂的真实生产情况，体现实际价值，能够通过VR设备实现对虚拟工厂的远程管理，从而实现对真实工厂的远程管理。

在进行远程管理时，可以采用设置途经点和不设置途经点两种方式，在存在重要订单或需要特别关注的生产时，可以对重要订单所在的生产区域设置途经点，并通过预设速度对重要订单进行一一巡航，便于管理者快速了解重要订单的生产情况；在需要对工厂整体生产进行随机查看时，不设置途经点，管理者能够根据需要进行随意游走查看，实现对工厂的多形式远程管理。

为了使得巡航速度符合实际需求，本发明还引入了设备平均故障率，通过计算生产线中所有设备的故障率，获取生产线的设备平均故障率，根据设备平均故障率与第一预设值和第二预设值之间的关系，确定当前巡航速度。通过设备平均故障率对应调整巡航速度，在设备平均故障率高时，减缓巡航速度，便于管理者对设备故障率高的情况进行查看，及时对异常情况进行处理，降低设备故障率；在设备平均故障率低时，以原始的巡航速度进行巡航，符合实际需求，能够便于管理者对工厂进行管理。

在进行远程管理过程中，若检测到设备异常指示灯亮，则暂停巡航或漫游，显示异常设备对应的监控画面；根据设备异常指示灯获取对应设备编号，并锁定异常设备；获取故障原因等信息，发起设备维修流程；并向指定维修人员发送维修提示信息，在维修完成后获取维修情况和对应处理方法。在设备存在异常时，管理者能够及时对异常状况进行处理，缩短设备停机时间，提高设备利用率，并对设备异常的处理过程进行记录，便于后续进行设备管理。

通过设置设备平均故障率和异常指示灯，能够对设备异常进行及时处理，符合实际需求，缩短设备停机时间，提高设备利用率，且便于管理者对工厂进行管理。

介绍完本发明的整体构思后，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于虚拟现实的远程管理方法，包括以下步骤：

步骤S101，获取工厂的实际信息，实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图。

具体地，由于需要根据工厂生成工厂模型，因此，首先获取工厂的外部场景图、内部设备图和布局图。其中，外部场景图可以根据无人机航拍等方式获取；内部设备图可以根据室内监控或设备图纸等获取；布局图可以根据工厂的设计图纸获取。根据内部设备图能够对工厂内的所有设备建立模型，并根据布局图获取设备的安放位置和工厂内部的其余设置，从而生成工厂内部的模型。

步骤S102，根据实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，虚拟工厂包括有若干设备模型。

具体地，根据获取的实际信息，通过三维模型重建软件例如大疆智图等，生成工厂内外部模型，获取虚拟工厂，虚拟工厂与实际工厂一一对应，此外，由于实际信息包括有内部设备图，因此，在虚拟工厂内生成了对应的设备模型，设备模型与实际设备也一一对应。

步骤S103，录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识。

具体地，在管理平台中预先录入或导入工厂所有设备的设备信息，设备对应有设备唯一标识，该设备唯一标识可以是唯一的设备编号，将获取的实时运行数据传输至管理平台，实时运行数据携带有对应的设备唯一标识，从而能够将实时数据与设备进行对应。

工厂内的设备可以通过安装传感器的方式，实时采集设备的能耗、开机、关机及电机的转速和温度等数据。或通过在工厂内安装监控器的方式，实时监控生产线的动态及设备的运行状态，从而获取监控信息，监控信息包括监控器的位置、编号和监控区域的信息，根据监控区域的信息能够获取监控区域内的设备实时运行数据。

步骤S104，将虚拟工厂导入3D运营平台，通过设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定。

具体地，将虚拟工厂导入3D运营平台，例如Unity3D运营平台，调用管理平台中的设备唯一标识，建立设备的实时运行数据与设备模型之间的关联关系，

步骤S105，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区。

具体地，在3D运营平台中，调用VR设备的接口，将虚拟工厂与VR设备建立关联关系，对每台设备模型建立VR设备的识别热区，从而能够通过VR设备对设备模型进行识别并展示。

例如，在Unity3D运营平台中，通过新建一个立方体，将整个立方体完全包裹住设备模型，立方体赋予VR设备点击进入二级场景事件，当点击该设备时，则触发点击事件，触发对应的事件。

如图2所示，为该设备模型开发了开机功能按键和实时监控按键，位于设备下方，新建一个没有厚度的矩形热区，并采用该矩形热区完全覆盖上述两个功能键，从而能够实现在VR设备点击这两个矩形热区时，即可触发点击事件，达到远程开机和监控的效果。

例如，在Unity3D运营平台中，设置有VR工作区，在进行巡航和漫游时，只能够在VR工作区内进行，避免用户穿戴VR设备后看到工厂以外的信息，造成困扰。在新建VR工作区时，新建一个没有厚度的矩形热区，将矩形热区的大小覆盖整个工厂，并贴合至地面，生成VR工作区，并将该区域设置为VR设备的可移动区域。

步骤S106，通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

具体地，在完成虚拟工厂与VR设备和管理平台之间的关联后，穿点VR设备，通过巡航或漫游的方式对工厂进行远程管理。

在采用巡航的方式对工厂进行远程管理时，戴上VR设备，通过VR设备点击巡航，场面根据设定的巡航路线进行展示，从而查看工厂的生产情况。

在采用漫游的方式对工厂进行远程管理时，戴上VR设备，在虚拟工厂中通过VR设备进行随意游走查看，游走查看的区域为上述VR工作区。

在本实施例中，获取工厂的实际信息，根据实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，虚拟工厂包括有若干设备模型；录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，设备信息和实时运行数据均包括有对应的设备唯一标识，将虚拟工厂导入3D运营平台，通过设备唯一标识，将设备模型与实时运行数据进行绑定，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区，通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理，从而实现工厂3D监控可视化和透明化生产，提高了生产效率和设备利用率，且决策者能够远程实时掌握工厂的情况，能够辅助工人快速知道指导，缩短设备停机时间。

其中，步骤S101具体包括：通过无人机对工厂外部进行倾斜摄影，获取外部场景图；通过工厂内摄像机对室内设备进行拍摄，获取工厂的内部设备图；获取工厂的布局图，通过布局图，对工厂内设备的位置布局进行还原和定位。

具体地，在获取工厂的实际信息时，采用无人机通过倾斜摄影方式，获取工厂的外部场景图；采用工厂内摄像机或监控器，对工厂中的设备进行360度无视角拍摄，或导入设备图纸，获取工厂的内部设备图；根据工厂布局图，对工厂内设备的位置布局进行还原和定位，从而获取工厂内部的场景图。

其中，倾斜摄影是指通过从一个垂直和四个倾斜的五个不同的视角，同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧面的高分辨率纹理。能够真实地反应地物情况，高精度地获取物体的纹理信息。

其中，步骤S102具体包括：在三维模型重建平台创建或选择倾斜摄影任务，设置或修改任务名称；将获取的外部场景图导入至所述倾斜摄影任务中，通过三维建模，生成工厂的外部三维模型；根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型；将外部三维模型和内部三维模型进行结合，得到虚拟工厂。

例如，在大疆智图软件中，新建倾斜摄影任务或选取倾斜摄影任务，在新建倾斜摄影任务时，对该任务进行命名；在选取倾斜摄影任务时，对该任务进行改名或不操作；点击导入，将获取的工厂的外部场景图进行导入，选择三维建模，点击开始重建，软件处理完成后得到工厂的外部三维模型。

根据工厂内部设备图和布局图，及厂房内部实景照片等，在3Dmax中进行三维建模，得到工厂的内部三维模型，且与实际工厂内部场景一一对应。将工厂的外部三维模型和内部三维模型进行结合，获取虚拟工厂。

其中，通过布局图中批注的位置信息和尺寸信息，如：厂房长度、厂房宽度、设备位置、设备位置对应设备型号、过道位置及尺寸、厂房支柱分布、门窗位置及尺寸，在三维建模软件中进行1∶1建模，得到工厂的内部布局三维模型；根据内部设备图，新建立方体，通过对点线面的挤压、裁剪、分割和合并操作，得到初始设备模型；对初始设备模型进行展UV，通过三维贴图绘制工具绘制贴图；通过三维建模软件生成材质球，并与贴图链接，将材质球赋予对应的初始设备模型，获取设备模型；获取工厂中所有的设备模型，并填充至所述内部布局三维模型中，得到工厂的内部三维模型。

具体地，打开3Dmax软件，导入布局图，布局图中标注有厂房布局的相关信息，在三维建模软件中进行1∶1建模，得到工厂的内部布局三维模型。工厂进行设备采购时，每台设备均对应的详细的说明书，根据说明书中的尺寸，结合拍摄的内部场景图，新建立方体，经过对点线面的挤压、裁切、分割和合并操作，得到初始设备模型；对该初始设备模型进行展UV，通过展UV进行贴图，从而能够展现设备模型的细节，避免出现贴图的拉伸和模糊等问题，且能够让材质和贴图合理的贴合在设备模型中，展UV完成后，通过三维贴图绘制工具，例如Substance Painter软件绘制贴图；通过三维建模软件生成材质球，并与贴图链接，实现将材质球赋予对应的初始设备模型，从而在设备模型上设定设备对应的材质，获取设备模型；获取工厂中所有设备对应的设备模型，并所有的设备模型填充至内部布局三维模型中，得到工厂的内部三维模型。

其中，步骤S103具体包括：通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台，并存储至数据库中，设备信息包括设备名称、设备编号、设备型号、出厂日期、设备制造商、生产报工、设备保养数据和报修数据；通过安装在设备上的传感器，采集设备的实时运行数据，将实时运行数据传输至所述管理平台，并存储至数据库中，实时运行数据包括设备的能耗数据、开机数据、关机数据及电机的转速和温度；或，通过安装在工厂内部的监控器，实时监控生产线的动态和设备运行状态，获取设备的实时运行数据，调取监控API接口，根据监控器编码将监控实时画面传输至管理平台并存储。

具体地，通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台中，并进行存储，设备信息包括对应的设备编号。

通过安装在设备上的传感器采集设备的实时运行数据，例如，传感器1，安装在设备1上，设备1的设备编号为SB001，则通过传感器1采集设备1的实时运行数据，并与设备编号SB001相对应。

根据设备说明书等将设备信息录入或导入至管理平台，并存储至数据库中，例如，设备名称为压铸机，设备编号为SB001，设备型号为XXX，出厂日期为2020-12-23，设备制造商为大型精加工厂。

通过在工厂内部安装监控器，实时监控生产线的动态和设备运行状态，获取设备的实时运行数据，例如，设置监控1，位于左侧边上部位置，编号为JKQ001，监控区域为设备1至设备2处，因此在需要获取监控信息时，通过调取监控API接口，根据监控器编码确定对应关系，将监控实时画面传输至管理平台进行存储。

其中，步骤S105具体包括：调用VR接口，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系；配置VR设备上的设备模型识别热区，通过设备模型识别热区对设备模型进行识别；通过3D运营平台设置VR可移动的工作区，通过VR设备在工作区内巡航和漫游。

具体地，在3D运营平台，例如Unity3D运营平台中，调取VR接口，将虚拟工厂与VR设备建立关联关系，对每台设备模型设置VR手柄识别热区，从而能够通过VR手柄对设备模型进行识别并单独展示；通过3D运营平台，在虚拟工厂中设置VR可移动的工作区，巡航和漫游只能够在工作区内进行，避免用户戴上VR设备后看到工厂以外的信息，造成困扰。其中，VR设备提供有成熟的API接口，可直接调取。

其中，步骤S105之后，步骤S106之前还包括：在虚拟工厂内设备若干途经点，根据途经点的查看顺序生成巡航路线，通过所述巡航路线进行巡航管理；或，通过VR设备在工作区内进行漫游管理。

如图3所示，在虚拟工厂中设定A、B、C、D、E、F多个途经点，按照途经点的查看顺序，形成固定巡航路线，其中，两个或两个以上的途经点才能形成巡航路线，通过巡航路线进行巡航管理。途经点可以是关键设备所处的位置点，或每台设备所处的位置点，便于对工厂中设备的运行状态进行查看、管理等。在进行巡航时，巡航速度可以为使用者预先设置的速度或默认速度。

此外，还可以不设置途经点，在穿戴上VR设备后，通过移动VR手柄，在虚拟工厂进行游走查看进行漫游管理，漫游速度根据管理者游走的速度确定。

其中，在采用巡航方式进行远程管理时，还包括：统计单台设备的可用时长和故障时长，计算设备故障率；计算生产线中所有设备的故障率，获取生产线的设备平均故障率；判断故障率与第一预设值和第二预设值之间的关系，根据判断结果调整巡航速度，所述第一预设值小于第二预设值；在设备故障率小于或第一预设值时，采用原始速度进行巡航；在设备故障率大于第一预设值，且小于第二预设值时，采用1/2原始速度的巡航速度进行巡航；在设备故障率大于或等于第二预设值时，采用1/3原始速度的巡航速度进行巡航。

具体地，在采用巡航方式进行远程工厂管理时，续航速度根据设备故障率有所不同。统计单台设备的定修时长，定修时长＝维修结束时间-维修开始时间；根据定修时长计算设备可用时长＝24小时*N天-Sum定修时长，设备故障时长＝Sum(设备故障结束时间-设备故障开始时间)；则根据设备故障时长和设备可用时长计算获取设备故障率＝设备故障时长/设备可用时长*100％，

根据上述算法，计算出一条生产线中的所有设备的故障率，并根据所有设备的故障率，计算生产线的设备平均故障率。

根据设备平均故障率与第一预设值和第二预设值的关系，调整对应的巡航速度。例如，第一预设值设置为50％，第二预设值设置为80％，若A-C的巡航路线中，设备平均故障率为40％，则采用预设的原始速度在A-C段进行巡航；若C-D的巡航路线中，设备平均故障率为60％，则采用1/2原始速度进行巡航，便于对故障率高的设备进行查看；若D-F的巡航路线中，设备平均故障率为81％，则采用1/3的原始速度进行巡航，便于查找出设备故障率高的问题，及时对异常进行处理。

其中，步骤S106还包括：若检测到设备异常指示灯亮，暂停巡航或漫游，显示异常设备对应的监控画面；根据设备异常指示灯对应的设备唯一标识，根据设备唯一标识锁定异常设备；获取故障原因、故障类型、紧急程度和指定维修人员，发起设备报修流程；向指定维修人员发送维修提示信息；维修完成后，获取维修情况和处理方法。

具体地，若巡航或漫游过程中，检测到某个生产环节的设备异常指示灯亮，则管理员可主动暂停巡航或漫游，调出当前监控；或在虚拟工厂中直接弹出异常设备的实时监控画面，并识别对应责任人所在位置的画面，在当前显示界面同时呈现，便于了解异常现场的情况和处理方式。

根据设备异常指示灯确定对应异常设备的设备唯一标识，如设备编号，在管理平台中根据设备编号锁定异常设备，管理人员点击报修按钮，填写故障原因、故障类型、紧急程度和指定维修工人，发起设备报修流程；管理平台向指定维修人员发送提示信息，从而对异常设备进行及时处理；指定维修人员在维修完成后，填写维修情况和对应的处理方法，从而能够对设备异常进行及时处理，并将设备的报修、维修数据记录在管理平台中，便于后续查看。

如图4所示，提供了一种基于虚拟现实的远程管理系统40，包括：实际信息获取模块41、三维模型重建模块42、实时运行数据采集模块43、模型数据绑定模块44、关联关系建立模块45和远程管理模块46，其中：

实际信息获取模块41，用于获取工厂的实际信息，实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图；

三维模型重建模块42，用于根据实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，工厂内外部模型包括有若干设备模型；

实时运行数据采集模块43，用于录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，采集工厂内设备的实时运行数据，将实时运行数据传输至管理平台，所述设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；

模型数据绑定模块44，用于将工厂内外部模型导入3D运营平台，通过设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；

关联关系建立模块45，用于建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；

远程管理模块46，用于通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

在一个实施例中，实际信息获取模块41具体用于：通过无人机对工厂外部进行倾斜摄影，获取外部场景图；通过工厂内摄像机对室内设备进行拍摄，获取工厂的内部设备图；获取工厂的布局图，通过布局图，对工厂内设备的位置布局进行还原和定位。

在一个实施例中，三维模型重建模块42具体用于：在三维模型重建平台创建或选择倾斜摄影任务，设置或修改任务名称；将获取的外部场景图导入至所述倾斜摄影任务中，通过三维建模，生成工厂的外部三维模型；根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型；将外部三维模型和内部三维模型进行结合，得到虚拟工厂。

在一个实施例中，实时运行数据采集模块43具体用于：通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台，并存储至数据库中，设备信息包括设备名称、设备编号、设备型号、出厂日期、设备制造商、生产报工、设备保养数据和报修数据；通过安装在设备上的传感器，采集设备的实时运行数据，将实时运行数据传输至所述管理平台，并存储至数据库中，实时运行数据包括设备的能耗数据、开机数据、关机数据及电机的转速和温度；或，通过安装在工厂内部的监控器，实时监控生产线的动态和设备运行状态，获取设备的实时运行数据，调取监控API接口，根据监控器编码将监控实时画面传输至管理平台并存储。

在一个实施例中，关联关系建立模块45具体用于：调用VR接口，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系；配置VR设备上的设备模型识别热区，通过设备模型识别热区对设备模型进行识别；通过3D运营平台设置VR可移动的工作区，通过VR设备在工作区内巡航和漫游。

在一个实施例中，远程管理模块46还用于：若检测到设备异常指示灯亮，暂停巡航或漫游，显示异常设备对应的监控画面；根据设备异常指示灯对应的设备唯一标识，根据设备唯一标识锁定异常设备；获取故障原因、故障类型、紧急程度和指定维修人员，发起设备报修流程；向指定维修人员发送维修提示信息；维修完成后，获取维修情况和处理方法。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取工厂的实际信息，所述实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图；

根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，所述虚拟工厂包括有若干设备模型；

录入或导入所有设备的设备信息至管理平台；

采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，所述设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；

将所述虚拟工厂导入3D运营平台，通过所述设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；

建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；

通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述获取工厂的实际信息，具体包括：

通过无人机对工厂外部进行倾斜摄影，获取外部场景图；

通过工厂内摄像机对室内设备进行拍摄，获取工厂的内部设备图；

获取工厂的布局图，通过所述布局图，对工厂内设备的位置布局进行还原和定位。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，具体包括：

在三维模型重建平台创建或选择倾斜摄影任务，设置或修改任务名称；

将获取的外部场景图导入至所述倾斜摄影任务中，通过三维建模，生成工厂的外部三维模型；

根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型；

将所述外部三维模型和内部三维模型进行结合，得到虚拟工厂。

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述根据工厂的布局图和内部设备图，在三维建模软件中进行三维建模，获取工厂的内部三维模型，具体包括：

通过所述布局图中标注的位置信息和尺寸信息，在三维建模软件中进行1∶1建模，得到工厂的内部布局三维模型；

根据所述内部设备图，新建立方体，通过对点线面的挤压、裁剪、分割和合并操作，得到初始设备模型；

对所述初始设备模型进行展UV，通过三维贴图绘制工具绘制贴图；

通过三维建模软件生成材质球，并贴图与链接，将材质球赋予对应的初始设备模型，获取设备模型；

获取工厂中所有的设备模型，并填充至所述内部布局三维模型中，得到工厂的内部三维模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，具体包括：

通过录入或导入的方式将设备信息传输至管理平台，并存储至数据库中，所述设备信息包括设备名称、设备编号、设备型号、出厂日期、设备制造商、生产报工、设备保养数据和报修数据；

通过安装在设备上的传感器，采集设备的实时运行数据，将所述实时运行数据传输至所述管理平台，并存储至数据库中，所述实时运行数据包括设备的能耗数据、开机数据、关机数据及电机的转速和温度；

或，通过安装在工厂内部的监控器，实时监控生产线的动态和设备运行状态，获取设备的实时运行数据，调取监控API接口，根据监控器编码将监控实时画面传输至管理平台并存储。

6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区，具体包括：

调用VR接口，建立虚拟工厂与VR设备的关联关系；

配置所述VR设备上的设备模型识别热区，通过所述设备模型识别热区对设备模型进行识别；

对所述VR设备建立识别热区，通过VR设备对工厂和设备进行单独展示；

通过3D运营平台设置VR可移动的工作区，通过VR设备在所述工作区内巡航和漫游。

7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区之后，所述通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理之前，还包括：

在虚拟工厂设置若干途经点，根据途经点的查看顺序生成巡航路线，通过所述巡航路线进行巡航管理；

或，通过VR设备在工作区内进行漫游。

8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述在虚拟工厂设置若干途经点，根据途经点的查看顺序生成巡航路线，通过所述巡航路线进行巡航管理，还包括：

统计单台设备的可用时长和故障时长，计算设备故障率；

计算生产线中所有设备的故障率，获取生产线的设备平均故障率；

判断所述设备故障率与第一预设值和第二预设值之间的关系，根据判断结果调整巡航速度，所述第一预设值小于第二预设值；

在所述设备故障率小于或等于第一预设值时，采用原始速度进行巡航；

在所述设备故障率大于第一预设值，且小于第二预设值时，采用1/2原始速度的巡航速度进行巡航；

在所述设备故障率大于或等于第二预设值时，采用1/3原始速度的巡航速度进行巡航。

9.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的远程管理方法，其特征在于，所述通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理，还包括：

若检测到设备异常指示灯亮，暂停巡航或漫游，显示异常设备对应的监控画面；

根据所述设备异常指示灯获取对应的设备唯一标识，根据所述设备唯一标识锁定异常设备；

获取故障原因、故障类型、紧急程度和指定维修人员，发起设备维修流程；

向所述指定维修人员发送维修提示信息；

维修完成后，获取维修情况和处理方法。

10.一种基于虚拟现实的远程管理系统，其特征在于，包括：

实际信息获取模块，用于获取工厂的实际信息，所述实际信息包括外部场景图、内部设备图和布局图；

三维模型重建模块，用于根据所述实际信息，通过三维模型重建平台构建工厂内外部模型，获取虚拟工厂，所述虚拟工厂包括有若干设备模型；

实时运行数据采集模块，用于录入或导入所有设备的设备信息至管理平台，并采集工厂内设备的实时运行数据传输至管理平台，所述设备信息和实时运行数据均包括有设备唯一标识；

模型数据绑定模块，用于将所述虚拟工厂导入3D运营平台，通过所述设备唯一标识将设备模型与实时运行数据进行绑定；

关联关系建立模块，用于建立所述虚拟工厂与VR设备的关联关系，并划定VR工作区；

远程管理模块，用于通过VR设备在虚拟工厂中对工厂进行远程管理。

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