CN116541115B - 一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法，涉及智能生产线技术领域。包括模型数据层、业务层和应用程序层，模型数据层用于定义生产线案例的数据结构，对数据进行数据格式转化并保存；业务层，用于设计定义对象，将模型数据层保存的数据格式转化为业务内容对应的定义对象；根据业务层的定义对象通过功能面板进行显示和管理；应用程序层，用于为业务层的定义对象提供框架平台，对框架平台内的模块进行统一模块管理和通信。本发明所建立的智能生产线可视化案例可以在同一个软件界面上与智能生产线模型进行三维模型的设计操作，同时还可以实现教学内容的同步展示，高效的实现智能生产线可视化案例的演示教学。

Description

一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法

技术领域

本发明涉及智能生产线技术领域，尤其涉及一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着社会的不断发展，传统的生产线依靠大量人工的管理方式逐渐无法满足生产需求，智能生产线应运而生。为了尽快完成智能生产线的应用普及，利用虚拟模型和可视化案例进行产线教学具有广阔的应用前景。智能生产线复杂程度高，对其进行可视化教学需要长期的模型搭建和可视化方案设计工作。且现今对于智能生产线可视化案例的教学实现大都是以多种软件相互配合进行，例如在PPT中进行教学内容的展示，再使用某种CAD设计软件进行生产线的三维模型定义操作，这样在教学实现上不仅需要频繁的进行软件的切换还无法在模型三维操作时同时展示教学内容，使得教学体验较差的同时也降低了教学效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法，能够快速的建立交互式智能生产线可视化案例，所建立的智能生产线可视化案例可以在同一个软件界面上与智能生产线模型进行三维模型的设计操作，同时还可以实现教学内容的同步展示，高效的实现智能生产线可视化案例的演示教学。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，包括：

模型数据层，用于定义生产线案例的数据结构，对数据进行数据格式转化并保存；

业务层，用于设计定义对象，将模型数据层保存的数据格式转化为业务内容对应的定义对象；根据业务层的定义对象通过功能面板进行显示和管理；所述定义对象包括看板、视图和动画；利用属性设计定义对象，通过定义对象描述生产线案例；定义对象显示和设计过程在同一界面进行切换；

应用程序层，用于为业务层的定义对象提供框架平台，对框架平台内的模块进行统一模块管理和通信，模块管理内容包括：根据用户需求进行消息定义；对命令消息队列进行统一管理；对事件触发机制进行管理。

进一步的，所述功能面板包括装配结构面板、协同面板、属性面板和视图面板，属性面板包括设计模式按钮，通过设计模式按钮实现设计模式和非设计模式的切换。

进一步的，业务层设置定义对象通过C++实现，将C++层进行CLI.net层的封装接口，以提供C#语言的开发上层逻辑。

进一步的，所述看板包括看板内容和关联数据，通过定义关联数据查找定义对象，通过触发看板事件对看板内容进行演示。

更进一步的，所述看板内容包括静态内容和动态内容，静态内容通过图片和文字固定格式进行组合定义；动态内容通过定义动态数据或引入动态数据实现。

更进一步的，看板事件包括视图设计、动画设计和动态刷新；通过切换视图或播放指定动画触发看板事件。

更进一步的，视图设计用于对定义生产线案例进行整体和局部的浏览和调整。

进一步的，对命令消息队列进行统一管理的具体步骤为：通过框架消息队列中转，将消息分发到指定模块或模块主动监听消息，实现模块间的消息通信。

更进一步的，框架平台中模块中允许自定义显示区域、功能面板和命令菜单。

本发明第二方面提供了一种基于第一方面所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统的演示方法，包括以下步骤：

进入设计模式，创建空白看板，通过属性设置面板对看板进行自定义设置，制作智能生产线案例的教学内容形成看板事件；

通过属性设置面板设置看板事件的触发条件，确定智能生产线可视化案例的教学逻辑并保存；

对保存的看板内容通过协同面板进行显示和浏览；

退出设计模式，触发看板事件。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明公开了一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统及方法，可以支持在视图中定义和调整案例；通过智能生产线可视化案例演示系统，支持在统一的建模环境中自定义的规划看板按钮尺寸、位置、外观界面和按钮触发的功能事件，可对智能生产线的可视化案例模型进行交互式的教学方案策划。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例一中基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统的框架图；

图2为本发明实施例二中基于智能生产线可视化案例的交互式演示方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

应当说明的是，本发明实施例中，涉及到生产线案例等相关的数据，当本发明以上实施例运用到具体产品或技术中时，需要获得用户许可或者同意，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

实施例一：

本发明实施例一提供了一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，旨在通过在统一的建模环境中自定义地规划看板按钮位置、外观界面和按钮触发的功能事件,来实现智能生产线虚拟教学使用的各种可视化操作与教学内容的快速同步展示。如图1所示，具体包括模型数据层、业务层和应用程序层。

模型数据层，用于定义生产线案例的数据结构，对数据进行数据格式转化并保存。

在一种具体的实施方式中，模型数据层采用了ProtoBuf技术，该技术可实现跨平台、跨语言的方式定义数据结构，并且能够高效的将数据序列化成JSON或XML格式的文件。数据层中模型定义SVLX格式，可将模型的属性、视图、看板等数据序列化到SVLX文件中。

业务层，用于设计定义对象，将模型数据层保存的数据格式转化为业务内容对应的定义对象；根据业务层的定义对象通过功能面板进行显示和管理；业务层设置定义对象通过C++实现，将C++层进行CLI.net层的适配器进行封装接口，以提供C#语言的开发上层逻辑。功能面板包括装配结构面板、协同面板、属性面板和视图面板。利用属性设计定义对象，通过定义对象描述生产线案例；定义对象显示和设计过程在同一界面进行切换。具体的，装配结构面板用于对生产线模型进行零件装配。装配结构面板以树的形式展现模型零部件的装配结构，装配结构面板与对应的模型零部件双向联动，点击后模型可以高亮显示。属性面板包括设计模式按钮，通过设计模式按钮实现设计模式和非设计模式的切换。

在一种具体的实施方式中，定义对象包括看板、视图和动画；其中，看板包括看板内容和关联数据，通过定义关联数据查找定义对象，例如：

pointingFormat：关联类型，如看板

pointingId：关联对象ID，如看板ID

pointedFormat：被关联类型，如视图/动画

pointedId：被关联对象ID，如视图/动画ID

通过触发看板事件对看板内容进行演示。看板内容包括静态内容和动态内容，静态内容通过图片和文字固定格式进行组合定义；动态内容通过定义动态数据或引入动态数据实现。本实施例中，静态内容部分包括静态图片、富文本，静态图片如BMP、PNG等格式，富文本如背景图片+文字+文字格式组合方式定义。动态内容部分利用HTML+CSS格式定义的看板模板进行设计，其中包含看板的形状、大小、颜色、字体、背景、材质等内容；通过定义动态参数关键字、刷新地址等动态数据实现；其他视频、flash、GIF等通过引入其他来源的动态数据实现。

需要特别说明的是，定义对象可以自定义设置，除看板、视图和动画外，还可以定义测量、变换、剖切和爆炸等其他功能。

看板事件包括视图设计、动画设计和动态刷新；通过切换视图或播放指定动画触发看板事件。以在统一的软件系统中定义生产线工位看板与看板事件实现为例。

(1)视图设计。视图是将三维数据在视口中的一个状态进行记录保存。视图设计中除了定义模型显隐控制、摄像机参数、看板显隐控制以外，还可以对视图作用对象进行定义。一般一个生产线的案例中，少则10几个，多则几十个需要展示的生产线工位看板。使用视图作用对象的定义，可以通过分级分别定义的方式，组合出更多的展示形式，从而最大的减低修改维护的工作量。使用视图定义可以减少了对展示看板的局部调整，减少后期维护的工作量。例如：在智能生产线整体视图下，定义看板信息，此处看板内容主要描述对整体产线的相关工艺信息介绍，之后在产线下的某具体工位视图下，定义看板信息，此处看板内容主要描述某具体工位的相关工艺信息介绍，再之后可在工位下的某具体设备视图下，定义看板信息，此处看板内容主要描述某具体设备的相关工艺信息介绍。通过视图设计可以对定义生产线案例进行整体和局部的浏览和调整。视图设计在视图面板中进行制作，在看板属性面板选择已经制作好的视图来进行使用。

(2)动画设计。动画是将相机和三维数据在视口中的不同的位置、旋转等信息进行记录形成一段连续性的动画，采用现有技术实现生产线案例演示需求的动画的设计，本实施例不再赘述。

(3)动态刷新。动态刷新是通过预定的刷新频率，利用之前的看板动态数据定义，生成不同内容的静态图片，然后根据用户输入的刷新频率，定时刷新展示看板显示的内容，实现动态的显示效果。通过动态刷新可以实时更新设计内容。

在一种具体的实施方式中，在设计看板时，通过设计模式可以定义看板的位置及关联的数据(看板外观图片，看板关联视图或者看板关联视动画)，退出设计模式后，用户可以通过鼠标单击事件来触发视图的切换及动画播放的操作,通过关联对象找到看板对应的动画或者视图，在点击左键后会执行动画播放和视图转换操作。其中，动画播放可以通过智能生产线建模与仿真分析工具软件来制作三维模型的动画；创建视图可以通过软件将界面中三维模型的当前形态保存下来，便于下次进行展示。触发动画播放事件后会播放一段制作好的动画，触发切换视图后会展示制作好的图片。选择看板对象后，通过应用程序层的消息处理机制将看板关联的视图进行展示，关联动画是将播放一段录制好的动画数据。

应用程序层，用于为业务层的定义对象提供框架平台，对框架平台内的模块进行统一模块管理和通信。本实施例中，框架平台采用UI框架。UI框架主窗体为整个应用程序的界面、命令支撑基座，提供了停靠窗口支持、Ribbon菜单控件支持及窗体样式管理等基础功能。

模块管理内容包括：根据用户需求进行消息定义；对命令消息队列进行统一管理；利用消息处理机制对事件进行处理。

其中，根据用户需求进行消息定义的消息时间名称与消息事件含义对应关系如表1所示：

表1.消息定义对应关系表

消息事件名称	消息事件含义
		OpenDocEvent	文档打开事件
SaveDocEvent	文档保存事件
		NewDocEvent	新建文档事件
FileCloseEvent	文档关闭事件
		CmdEvent	通用命令事件
DocViewChangedEventArgs	文档视口切换事件
		EntityEventArgs	实体更新事件
EntityPropChangedEA	实体属性更新事件
		SysConfigChangedEvent	系统配置更新事件
DocConfig_SView_ChangedEvent	文档属性更新事件
		BarButtonEventArgs	界面按钮事件
UserBehaviorEvent	用户行为事件(登录、切换、登出)
		UpdaeUIDelegate	界面状态更新事件

对消息进行定义之后形成事件，通过命令机制对消息队列进行统一管理，实现各个模块间消息传递。各模块收到消息后，利用消息处理机制对事件进行处理，具体的，利用消息处理机制通过事件代理的异步调用实现对事件的处理，例如看板对象选择后，会获取到该看板的关联信息，如果是动画会调用动画模块进行动画的播放，如果是视图会调用视图管理模块进行视图的切换。其中，对命令消息队列通过命令机制进行统一管理，具体步骤为：通过框架消息队列中转，将消息分发到指定模块或模块主动监听消息，实现模块间的消息通信。框架平台中模块中允许自定义显示区域、功能面板和命令菜单，即可以通过框架平台对功能面板、显示区域和命令菜单等框架结构进行自定义设置。例如，功能面板由用户控制指定放入主框架的左、右、底部的位置，模块中的Ribbon子菜单会按名称合并到主框架菜单中。

使用该系统可以交互地定义智能生产线可视化案例并以SVLX格式保存到模型数据层，供演示使用。打开案例文件时读取SVLX文件中的数据，将SVLX中的测量、批注、视图、看板等数据转化成业务层定义的对应的对象，将业务层定义的对象显示到对应的装配结构面板、协同面板或视图面板等各类可视化面板中，通过显示内容实现智能生产线的案例演示和教学。

实施例二：

本发明实施例二提供了一种基于实施例一所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统的演示方法，以创建看板为例，通过界面菜单启动命令，创建看板对象，设置看板对象的属性，保存到SVLX文件中。如图2所示，具体包括以下步骤：

在软件中进入演示系统，通过点击设计模式按钮，进入设计模式。点击看板按钮，创建看板模型，在三维模型界面中选择合适的位置，点击鼠标左键创建看板。通过属性设置面板对看板进行自定义设置，完善看板信息如看板名称、位置等，将设计好的生产线案例界面图片填入看板属性面板中，并优化看板尺寸、填充颜色等信息。其中，设计好的生产线案例界面图片为通过视图面板进行设计和调整的图片，属性面板用于将设计好的图片进行导入使用。

制作智能生产线案例的教学内容形成看板事件，可以通过制作三维模型动画的形式或将教学内容文字通过图片的形式添加到看板属性面板中进行看板事件制作。

通过属性设置面板设置看板事件的触发条件，确定智能生产线可视化案例的教学逻辑并保存。

对保存的看板内容通过协同面板进行显示和浏览；其中，浏览过程为从SVLX文件读取看板数据，打开协同面板中的看板，点击界面中看板按钮。本实施例中，通过协同面板控制看板的显隐并通过视图面板将视图保存，在浏览过程中，可以随时通过视图对看板内容进行调整。

再次点击设计模式按钮退出设计模式，点击看板按钮触发看板事件。

以上实施例二中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，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，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，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。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，其特征在于，包括：

模型数据层，用于定义生产线案例的数据结构，对数据进行数据格式转化并保存；

业务层，用于设计定义对象，将模型数据层保存的数据格式转化为业务内容对应的定义对象；根据业务层的定义对象通过功能面板进行显示和管理；所述定义对象包括看板、视图和动画；利用属性设计定义对象，通过定义对象描述生产线案例；定义对象显示和设计过程在同一界面进行切换；

应用程序层，用于为业务层的定义对象提供框架平台，对框架平台内的模块进行统一模块管理和通信，模块管理内容包括：根据用户需求进行消息定义；对命令消息队列进行统一管理；对事件触发机制进行管理；

所述看板包括看板内容和关联数据，通过定义关联数据查找定义对象，通过触发看板事件对看板内容进行演示；

所述看板内容包括静态内容和动态内容，静态内容通过图片和文字固定格式进行组合定义；动态内容通过定义动态数据或引入动态数据实现；

看板事件包括视图设计、动画设计和动态刷新；通过切换视图或播放指定动画触发看板事件；

所述视图设计用于对定义生产线案例进行整体和局部的浏览和调整；

所述模型数据层采用ProtoBuf技术，跨平台、跨语言的方式定义数据结构，能够将数据序列化成JSON或XML格式的文件。

2.如权利要求1所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，其特征在于，所述功能面板包括装配结构面板、协同面板、属性面板和视图面板，属性面板包括设计模式按钮，通过设计模式按钮实现设计模式和非设计模式的切换。

3.如权利要求1所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，其特征在于，业务层设置定义对象通过C++实现，将C++层进行CLI.net层的封装接口，以提供C#语言的开发上层逻辑。

4.如权利要求1所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，其特征在于，对命令消息队列进行统一管理的具体步骤为：通过框架消息队列中转，将消息分发到指定模块或模块主动监听消息，实现模块间的消息通信。

5.如权利要求4所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统，其特征在于，框架平台中模块中允许自定义显示区域、功能面板和命令菜单。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的基于智能生产线可视化案例的交互式演示系统的演示方法，包括以下步骤：

进入设计模式，创建空白看板，通过属性设置面板对看板进行自定义设置，制作智能生产线案例的教学内容形成看板事件；

通过属性设置面板设置看板事件的触发条件，确定智能生产线可视化案例的教学逻辑并保存；

对保存的看板内容通过协同面板进行显示和浏览；

退出设计模式，触发看板事件。