CN115933575A - 一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法，本地生产单元根据生产控制指令执行无人自动化生产；生产监控单元在触发预定条件时中止无人自动化生产；本地控制单元提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；模拟反馈单元汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，将模拟操作指令作为生产控制指令。不需要通过大量网络服务中转，避免由于远程数据出错或者恶意入侵导致生产意外，在一个生产区域、研发园区或者工业园区内实现了基于虚拟现实的工业实时操作控制，而且只有模拟通过才能从虚拟现实环境变成现实生产，提高了无人自动化生产的准确度，所以不易出现不良品。

Description

一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法

技术领域

本发明涉及制造业控制系统，尤其涉及的是，一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法。

背景技术

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的基本实现方式是以计算机技术为主，利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种科技，借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

专利201610653126.8提供了一种基于虚拟现实了工业实时操作控制系统；本地和远端之间通过广域网连接；本地设置虚拟现实操作装置，并通过与本地安装的虚拟空间交互操作完成操作指令产生及获得反馈信息；本地将产生的操作指令发送至远端的系统，远端设置有机器人，机器人执行操作指令对实体空间进行特定操作；远端的实体空间与本地的虚拟空间布置一致。该发明通过虚拟空间的设置，能有效避免传输极大数据量的视频信号，其操作和反馈受到网络带宽限制极小，因此能很好的使VR适用于民用工业领域，尤其适用于工业生产中远程完成复杂操作，并且能实现一人操作、多地并行完成，从而极大的降低工业生产过程中的人力成本。

该专利技术是远程操作，通过本地虚拟空间交互操作完成操作指令去控制远端机器人，由于远程网络数据传输风险，实际上难以于工业生产中远程完成复杂操作。

发明内容

本发明提供一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法，所要解决的技术问题包括：如何避免由于远程数据出错或者恶意入侵导致生产意外，在一个生产区域、研发园区或者工业园区内实现基于虚拟现实的工业实时操作控制等。

本发明的技术方案如下：

一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，包括：

本地生产单元，用于根据生产控制指令执行无人自动化生产；

生产监控单元，用于监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产；

本地控制单元，用于提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；及

模拟反馈单元，用于汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括测试单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；

模拟反馈单元还用于汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还用于根据试机控制指令执行生产前试机。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括维修单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；

模拟反馈单元还用于汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还用于根据维修控制指令执行自身自动化维修。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括远程模拟单元，与本地控制单元网络连接，用于远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括数据校验单元，分别与远程模拟单元和本地控制单元网络连接，用于校验远程模拟单元所传输的数据是否合理和控制生产结果是否合理。

例如，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括安全复位单元，与生产监控单元连接，用于在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端。

优选的，本地生产单元包括：

定式自动机械手，用于根据生产控制指令执行预定的无人自动化操作；及

自学习式编程机械手，用于采用生产控制指令生成组合操作指令，根据组合操作指令执行无人自动化操作。

一种基于虚拟现实的工业实时操作控制方法，包括：

提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；

汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元根据生产控制指令执行无人自动化生产；

监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：

根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；

汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还根据试机控制指令执行生产前试机。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：

根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；

汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还根据维修控制指令执行自身自动化维修。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：

远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息；或

在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端。

采用上述方案，本发明将跨越多个网络的远程控制改为在一个局域网中进行，不需要通过大量网络服务中转，避免由于远程数据出错或者恶意入侵导致生产意外，在一个生产区域、研发园区或者工业园区内实现了基于虚拟现实的工业实时操作控制，而且只有模拟通过才能从虚拟现实环境变成现实生产，提高了无人自动化生产的准确度，所以不易出现不良品，而且一旦出现问题可以在触发预定条件时马上中止无人自动化生产，所以不易大规模出现不良品。

附图说明

图1为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制系统的第一个实施例的示意图；

图2为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制系统的第二个实施例的示意图；

图3为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制系统的第三个实施例的示意图；

图4为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制系统的第四个实施例的示意图；

图5为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制系统的第五个实施例的示意图；

图6为为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制方法的第一个实施例的示意图；

图7为本发明基于虚拟现实的工业实时操作控制方法的第二个实施例的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

为了在大学园区、工业园区或其他相对靠近的区域，利用虚拟现实技术也就是VR来实现技研和生产相结合，避免远程数据出错，同时也避免外联网络造成的工业生产失控，特别是机密状态下的研究、试生产和规模生产，需要提出不用通过大量网络服务中转的局域化的工业实时操作控制系统，如图1所示，本发明的一个实施例是一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，包括：本地生产单元，用于根据生产控制指令执行无人自动化生产；生产监控单元，用于监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产；本地控制单元，用于提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；及模拟反馈单元，用于汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元。本发明将跨越多个网络的远程控制改为在一个局域网中进行，不需要通过大量网络服务中转，避免由于远程数据出错或者恶意入侵导致生产意外，在一个生产区域、研发园区或者工业园区内实现了基于虚拟现实的工业实时操作控制，而且只有模拟通过才能从虚拟现实环境变成现实生产，提高了无人自动化生产的准确度，所以不易出现不良品，而且一旦出现问题可以在触发预定条件时马上中止无人自动化生产，所以不易大规模出现不良品。

本地生产单元也就是自动化工厂无人生产装置，往往包括多个机械手，机械手也称作机械臂，可以实现物料的移动和转动，还有施加压力和焊接等功能。自动化工厂已经是非常成熟的生产技术，它可以在一个大区域实现，但为了控制温度、洁净度和能耗，往往由多个生产车间组成，为了实现无人化生产，这些车间之间通过传送带来传输物料，车间之间也经常是设计成封闭环境。

所以为了将复杂的虚拟现实技术转变成可以实现的实际操作，优选的，本地生产单元包括：定式自动机械手，用于根据生产控制指令执行预定的无人自动化操作；及自学习式编程机械手，用于采用生产控制指令生成组合操作指令，根据组合操作指令执行无人自动化操作。

定式自动机械手也就是传统自动化生产的机械手，它往往被定义执行单一功能，可以由几个往复动作组成，例如移动到特定位置，转动五圈到十圈，然后复位，用来实现拧螺丝或者上螺丝这类单一功能，因此称为定式。定式自动机械手实现简单功能或者简单功能的组合，所以需要大量机械手进行协同工作，还有，这些定式自动机械手如果在购买后调整，需要厂家提供服务，有时还要人工上门服务，而且收费比较高。由此导致成本高，现场布局复杂，不适合灵活产线，所以本发明将它配合自学习式编程机械手来一起使用。

另外，行业应用上还有自由式辅助机械手，这个就相当于人工控制，例如常用于医院的外科手术机械手，不适合工业化生产。

本发明提出的自学习式编程机械手是相对于定式自动机械手的不同控制，它们俩的外观结构可能是相同的，也可能是不同的，主要区别在于控制器或者控制软件，可以通过增加MCU来作为控制器，还可以在硬件上完全没有变化，只是软件上给予一定的自由度，但是又不像传统的自由式辅助机械手那种完全的自由。自学习式编程机械手是配合本地控制单元来实现“自学习式编程”，主要就是实时编程再判定无误之后进行程序控制，例如，自学习式编程机械手根据经过虚拟现实环境实时验证通过的模拟操作指令和生产结果信息，采用模拟操作指令作为生产控制指令生成组合操作指令，根据组合操作指令自动进行编程定义操作方式，根据组合操作指令执行无人自动化操作。也就是说，自学习是根据本地控制单元所提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，在这个过程中就实现了对于机械手的“自学习式编程”，在模拟通过时就可以实时产生模拟操作指令和生产结果信息，然后把这个实时产生的模拟操作指令作为自学习式编程机械手的新的控制指令，就实现了“自学习式编程”，而且经过了虚拟现实环境的模拟无人自动化生产，又有模拟通过的验证，所以就能够达到自学习式编程来控制自学习式编程机械手的设计目的。

本地生产单元相当于无人生产车间，生产监控单元相当于监控设备，生产监控单元用于实现监控和中断，主要是控制安全风险和生产不良品，例如，生产监控单元与本地生产单元相连接；或者，生产监控单元与本地生产单元相邻设置。生产监控单元可以包括工控机和摄像头，还可以包括一些传感器例如烟感。预定条件包括物料散落、不良品出现、碰撞发生、火灾、漏油和漏水等。在预定条件出现也就是触发预定条件时，例如发现出产不良品或者碰撞的时候，或者即将出现不良品之前，立刻控制本地生产单元中止生产；例如，生产监控单元用于监控发生事故时，事故包括火灾、漏油和漏水，控制停止下一个生产流程，并进行一次组合判断，组合判断包括成功判断和比较判断，成功判断为当前生产流程能否成功完成的判断，在成功判断通过后进行比较判断，比较判断为比较阻止事故对当前生产流程的损失和待当前生产流程完成后阻止事故的损失，根据比较结果确定对于当前事故的阻止时机。一般工厂不会遇到这种问题，而无人工厂也就是无人自动化工厂，分成了多个无人自动化的生产车间，这些无人自动化的生产车间往往是通过传输带实现输送来保障洁净度，万一出现事故的话，对于连续生产影响很大，这时候就需要进行评价，看看哪种情况下损失较小，还可以在阻止事故之前调整定式自动机械手和自学习式编程机械手的位置，使它们在阻止事故的时候受损较低或者避免受损，这是现有技术没能做到的。而且这样做的主要好处还包括对于阻止事故之后的产线恢复，能够降低产线恢复的成本。

生产监控单元中止无人自动化生产之后，可以适当给出反馈，使得本地控制单元提供虚拟现实环境来模拟本地生产单元进行无人自动化生产的结果更加准确，例如，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括生产反馈单元，分别与生产监控单元和本地控制单元连接，用于在中止无人自动化生产时，将生产监控单元监控得到的第一结果，和中止无人自动化生产的第二结果，一并传输给本地控制单元，本地控制单元还用于根据第一结果和第二结果，调整虚拟现实环境，来更加准确地模拟本地生产单元进行无人自动化生产。由此可以获得正反馈，使得本地控制单元所提供的虚拟现实环境越来越准确、可靠。

生产监控单元中止无人自动化生产是有必要的，但也应该是受到限制的，既要保护生产的产品，更要保护生产工具，例如，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括安全复位单元，与生产监控单元连接，用于在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端例如管理人员的手机或者电脑等等。例如，前置条件包括但不限于本地生产单元的安全，包括生产现场的安全、生产工具的保护和生产产品的保护等等。

从研发到生产不是立刻就能成功的，往往经过验证之后还会出错，有时候可以用增材制造也就是3D打印方式制造样品，有时候不行；而且每次生产之前，由于物料的差异，例如每一批次的芯片不可能完全相同，每一批次的LED也不可能完全相同，所以有时候可能需要进行试机测试。优选的，如图2所示，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括测试单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；模拟反馈单元还用于汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；本地生产单元还用于根据试机控制指令执行生产前试机。例如，本地生产单元还用于根据试机控制指令每日执行生产前试机，或者每周执行生产前试机，或者每月执行生产前试机。也就是说，对比现有技术的基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，本发明的基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，提出了测试单元试机测试的新颖设计手段，可以增加形成试机控制指令，让本地生产单元按一定周期进行试机测试，所以提高了无人自动化生产的准确度，更好地降低了不良率。

无人生产在正常情况下是可以无故障运行较长时间的，但是当它和基于虚拟现实的研发配合时，特别是配合教学时，会牵扯到很多不可控的因素，这会造成故障率大大增加，优选的，如图3所示，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括维修单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；模拟反馈单元还用于汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；本地生产单元还用于根据维修控制指令执行自身自动化维修。这时充分利用了基于虚拟现实技术的规划设计和训练测试功能，把故障维修一分为二，区分成可以自动配合修复，还有需要人工现场拆机处理，对于可以自动配合修复的问题，也就是在本地生产单元具备自维护能力时，通过模拟对本地生产单元的故障维修处理，然后进行验证，如果确定可以自动配合修复，例如一个机械手出了问题，它附近的一个或几个机械手能够一起配合帮助解决，就可以利用虚拟现实技术来在虚拟现实环境中模拟对本地生产单元的故障维修处理，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元，从而充分利用本地生产单元的操作能力，特别是配合自学习式编程机械手，根据虚拟现实环境中的模拟维修指令生成组合操作指令，来实现维修功能，将组合操作指令作为维修控制指令，控制本地生产单元执行自身自动化维修，所以能够利用虚拟现实技术实现自身维修的效果。

优选的，如图4所示，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括测试单元和维修单元，具体细节结合上面的相关实施例就可以得出所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统。

对于教学和培训的需求，特别是满足远程教学和培训的需求，由于这个需求是客观存在的，优选的，如图5所示，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括远程模拟单元，与本地控制单元网络连接，用于远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息。这就实现了两个网络，一个是远程网络，它能够进行远程接入，来满足客观存在的远程教学和培训的需求，最好是以沙盒形式来实现，另一个是本地网络，真正利用虚拟现实技术来进行模拟，最后落实到生产。

由于远程的设计落实到工厂自动生产也有一部分需求，所以在控制评价信息满足要求的前提之下，可以考虑将对应的控制生产结果转为生产控制指令，优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统还包括数据校验单元，分别与远程模拟单元和本地控制单元网络连接，用于校验远程模拟单元所传输的数据是否合理和控制生产结果是否合理。例如，在校验远程模拟单元所传输的数据合理和控制生产结果合理的前提下，将对应的控制生产结果转为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元，这时，本地生产单元就可以跟据生产控制指令执行无人自动化生产，也就是在双重验证的前提之下，配合远程的VR设计实现生产，这就可以满足一些私人定制的需求。

优选的，一种基于虚拟现实的工业实时操作控制方法如图6所示，包括：S1、提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；S2、汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；S3、本地生产单元根据生产控制指令执行无人自动化生产；S4、监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产。例如，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法基于任意实施例的所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统而实现，或者所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法采用了任意实施例的所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统。

结合前面设计了试机方式的实施例，优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；本地生产单元还根据试机控制指令执行生产前试机。

结合前面设计了维修方式的实施例，优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；本地生产单元还根据维修控制指令执行自身自动化维修。

结合前面设计了远程接入方式的实施例，优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息。依此类推。

优选的，所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法还包括：在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端。也就是说，一种基于虚拟现实的工业实时操作控制方法如图7所示，包括：S1、提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；S2、汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；S3、本地生产单元根据生产控制指令执行无人自动化生产；S4、监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产；其中，在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端。依此类推。或者，在中止无人自动化生产之前，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端，不再中止无人自动化生产。在具体实施中非常灵活，根据实际需求灵活设计基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的基于虚拟现实的工业实时操作控制系统和方法。本发明将跨越多个网络的远程控制改为在一个局域网中进行，不需要通过大量网络服务中转，避免由于远程数据出错或者恶意入侵导致生产意外，在一个生产区域、研发园区或者工业园区内实现了基于虚拟现实的工业实时操作控制，而且只有模拟通过才能从虚拟现实环境变成现实生产，提高了无人自动化生产的准确度，所以不易出现不良品，而且一旦出现问题可以在触发预定条件时马上中止无人自动化生产，所以不易大规模出现不良品。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围；也就是说，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，包括：

本地生产单元，用于根据生产控制指令执行无人自动化生产；

生产监控单元，用于监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产；

本地控制单元，用于提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；及

模拟反馈单元，用于汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元。

2.根据权利要求1所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，还包括测试单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；

模拟反馈单元还用于汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还用于根据试机控制指令执行生产前试机。

3.根据权利要求1所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，还包括维修单元，分别与本地控制单元和模拟反馈单元连接，用于根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；

模拟反馈单元还用于汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还用于根据维修控制指令执行自身自动化维修。

4.根据权利要求1所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，还包括远程模拟单元，与本地控制单元网络连接，用于远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息。

5.根据权利要求4所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，还包括数据校验单元，分别与远程模拟单元和本地控制单元网络连接，用于校验远程模拟单元所传输的数据是否合理和控制生产结果是否合理。

6.根据权利要求1到5任意一项中所述基于虚拟现实的工业实时操作控制系统，其特征在于，本地生产单元包括：

定式自动机械手，用于根据生产控制指令执行预定的无人自动化操作；及

自学习式编程机械手，用于采用生产控制指令生成组合操作指令，根据组合操作指令执行无人自动化操作。

7.一种基于虚拟现实的工业实时操作控制方法，其特征在于，包括：

提供虚拟现实环境，模拟本地生产单元进行无人自动化生产，实时产生模拟操作指令和生产结果信息；

汇集模拟操作数据和生产结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟操作指令作为生产控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元根据生产控制指令执行无人自动化生产；

监控无人自动化生产，在触发预定条件时中止无人自动化生产。

8.根据权利要求7所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法，其特征在于，还包括：

根据虚拟现实环境，在本地生产单元执行无人自动化生产之前，模拟本地生产单元进行试机测试，实时产生模拟测试指令和试机结果信息；

汇集模拟测试指令和试机结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟测试指令作为试机控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还根据试机控制指令执行生产前试机。

9.根据权利要求7所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法，其特征在于，还包括：

根据虚拟现实环境，在本地生产单元具备自维护能力时，模拟对本地生产单元的故障维修处理，实时产生模拟维修指令和维修结果信息；

汇集模拟维修指令和维修结果信息进行实时验证，在验证通过时，将模拟维修指令作为维修控制指令，以本地传输方式传输到本地生产单元；

本地生产单元还根据维修控制指令执行自身自动化维修。

10.根据权利要求7所述基于虚拟现实的工业实时操作控制方法，其特征在于，还包括：

远程接入虚拟现实环境，模拟控制无人自动化生产，实时产生控制生产结果和控制评价信息；或

在中止无人自动化生产时，判断是否满足生产机械安全复位的前置条件，在满足前置条件时将生产机械进行复位，在不满足前置条件时将生产监控单元的监控结果和危险警告一并发送给预定终端。

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