CN117764541A - 一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，涉及可视化管理技术领域，有效的提高工厂可视化监管的准确性；本发明通过工厂内各个组件的架构图像数据和外观图像数据生成组件骨骼模型和组件外观模型，将组件的组件骨骼模型和组件外观模型进行分块映射，并根据二者的映射结果生成区块三维图像模型，将区块三维图像模型映射于三维平面坐标系上并进行像素颜色渲染，将各个完成像素颜色渲染的区块像素模型依次进行拼接得到工厂可视化模型，建立各个区块三维模型的正常运行准则，根据正常运行准则判断各个区块三维图像模型是否运行正常，并根据判断结果判断生产是否异常。

Description

一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统

技术领域

本发明涉及可视化管理技术领域，具体是一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统。

背景技术

随着经济发展，工厂信息化、自动化建设的不断推进，各类信息系统、自动化系统的部署与应用，使得作为产品生产的车间管理变得越来越重要越来越大，协同工作性要求越来越高，对安全性、可用性和运维管理等要求越来越高。

同时，工厂生产车间采购各个生产监控设备都是由不同的厂家提供，而是随着工厂信息化、自动化、智能化建设不断演变的结果，由于缺乏统一规划等各方面的制约条件；且传统的监控系统无法很好的表达资产与资产、设备与设备之间的物理空间逻辑关系，而抽象的数据统计枯燥乏味且又让人难以理解，造成理解门槛高、学习成本高，处理事故效率低下等问题。

目前针对三维立体工厂系统的开发，相对比较成熟的是Unity3D技术，但是使用Unity3D技术搭建可视化编辑器，满足了用户搭建不同三维场景的需求，但是该技术搭建的系统需要下载插件或对设备要求较高，具有一定的局限性。

因此在提高对工厂可视化监管效率的同时，提高监管的准确性是现有技术的难点，为此提供一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，包括云计算平台，所述云计算平台通信连接有工厂数据采集模块、虚拟场景建立模块以及工厂可视化模块；

所述工厂数据采集模块设置有架构数据采集单元、外观数据采集单元以及场景定位装置；

所述场景定位装置由定位装置、无线信号装置以及系统时钟组成，其中系统时钟设置有数据采集指令和时间同步指令；

所述架构数据采集单元设置有若干个透视投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的架构图像数据；

所述外观数据采集单元设置有若干个正交投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的外观图像数据；

所述虚拟场景建立模块设置有组件骨骼模型单元、组件外观模型单元以及工厂可视化模型单元；

所述组件骨骼模型单元用于根据组件的架构图像数据建立对应的组件骨骼模型；

所述组件外观模型单元用于根据组件的外观图像数据建立对应的组件外观模型；

所述工厂可视化模型单元用于将组件的组件骨骼模型和组件外观模型进行分块映射，并根据二者的映射结果生成区块三维图像模型，将区块三维图像模型映射于三维平面坐标系上并进行像素颜色渲染，将各个完成像素颜色渲染的区块像素模型依次进行拼接，进而得到工厂可视化模型；

所述工厂可视化模块用于建立时空可视化空间，并将虚拟场景建立模块生成的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中，对工厂可视化模型内各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并划分出若干个时间区段，进而建立对应区块三维模型的正常运行准则，根据正常运行准则判断各个区块三维图像模型是否运行正常，并根据判断结果判断生产是否异常。

进一步的，所述场景定位装置的设置过程包括：

将场景定位装置安装于各个工厂内各个组件上，且工厂数据采集模块对各个场景定位装置设置编号，当任意一条生产线开始工作时，位于该条生产线上的所有场景定位装置内的系统时钟相互通信完成时间同步，当时间同步完成后各个场景定位装置向工厂数据采集模块发送数据采集指令；

工厂数据采集模块接收到数据采集指令后，将数据采集指令发送架构数据采集单元和外观数据采集单元；

所述架构数据采集单元和外观数据采集单元在各条生产线上分别设置有H个透视投影摄像机和正交投影摄像机，H为大于0的整偶数。

进一步的，所述架构图像数据和外观图像数据的采集过程包括：

当架构数据采集单元和外观数据采集单元接收到数据采集指令后，分别向对应生产线的透视投影摄像机和正交投影摄像机发送数据采集指令；

根据数据采集指令，透视投影摄像机和正交投影摄像机同时确定生产线上各个场景定位装置的所在位置，进而定位所要采集的组件位置；

进而透视投影摄像机和正交投影摄像机将处于移动状态的组件标注为生产组件，将处于非移动状态的组件标注为设备组件，并对生产组件和设备组件标注其对应的组件定位装置的编号；

以各个生产组件在生产线上的起始位置设置数据采集事件，当生产组件位于生产线起始位置时，透视投影摄像机和正交投影摄像机开始执行数据采集事件；

透视投影摄像机和正交投影摄像机定位生产组件的实时位置，进而分别采集生产组件的架构图像数据和外观图像数据，以及采集生产组件当前所处位置的设备组件的架构图像数据和外观图像数据。

进一步的，所述组件骨骼模型和组件外观模型的建立过程包括：

当组件骨骼模型单元和组件外观模型单元接收到任意一个数据采集事件的第一份架构图像数据和外观图像数据时，则二者设置若干个单元时间节点t₁、t₂、……、t_c，c为大于0的自然数；

组件骨骼模型单元接收到生产线上各个组件的架构图像数据后，根据架构图像数据建立对应组件的组件骨骼模型，以及组件外观模型单元接收到生产线上各个组件的外观图像数据后，根据外观图像数据建立对应组件的组件外观模型，

每当组件骨骼模型单元接收到一份对应的架构图像数据，则对应生成一个组件骨骼模型，将相邻3个单位时间节点生成3个组件骨骼模型进行重叠映射，进而将映射结果作为上述3个单位时间节点中最后一个时间节点的组件骨骼模型，并标注对应设备组件带有的编号以及单位时间节点；

采用建立组件骨骼模型的方法，建立组件外观模型并标注相应的编号以及单元时间节点。

进一步的，对所述区块三维图像模型进行像素颜色渲染的过程包括：

工厂可视化模型将带有编号的组件骨骼模型和组件外观模型相互匹配，进而根据匹配结果将带有相同编号的组件骨骼模型和组件外观模型同时划分为J个区块，根据各个区块所对应的位置相互匹配，并进行相互重叠映射，进而得到J个区块三维图像模型，使得每一个区块三维图像模型同时包含部分设备组件和部分生产组件，其中J为大于0的自然数；

建立J个三维平面坐标系，并将各个区块三维图像模型切割成P个二维图像数据，进而将各个二维图像数据映射于同一个三维平面坐标系上，P为大于0的自然数；

统计二维图像数据上各个像素的像素值，并将各个二维图像数据按照其在对应区块三维图像模型的位置进行排列；

进而将相邻位置的二维图像数据上的像素相互映射，将相邻位置空间上的像素的像素值相加取平均值后，并重新赋予对应的两个像素；

通过上述方法，将第一个二维图像数据与第二个二维图像数据、第三个二维图像数据与第四个二维图像数据、……、第P-1个二维图像数据与第P个二维图像数据上的像素的像素值平均化；

将相邻的两个二维图像数据合并，得到部分区域三维图像模型，并在局部区域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并计算各个空间像素的像素值，采集与对各个二维图像数据的像素值平均化的相同操作，对各个局部区域三维图像模型的空间像素进行像素值平均化；

重复上述操作，直到各个局部区域三维图形模型逐步合并成局域三维图像模型，在局域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并获取各个空间像素的像素值，进而以像素值为颜色值对各个空间像素进行像素颜色渲染。

进一步的，当全部区域三维图像模型的像素颜色渲染完成后，将各个区域三维图像模型根据在生产线上的对应位置进行依次拼接，进而得到工厂可视化模型，同时对工厂可视化模型内各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型标注相应的编号以及单位时间节点。

进一步的，所述正常运行准则的建立过程包括：

工厂可视化模块建立时空可视化空间，并将来自虚拟场景建立模块的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中；

根据工厂可视化模型中各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型带有单位时间节点，对各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并根据数据采集事件的单位时间节点数量在一维时间轴上划分出相同数量的时间区段；

根据3个数据采集事件对应的工厂可视化模型在一维时间轴上生产组件和各个设备组件在各个时间区段内的区块三维图像模型变化状况，将处于同一时间区段下的区块三维图像模型进行重叠，进而获得3个区块三维图像模型内各个空间像素在对应的时间区段的运动轨迹，将3条运动轨迹映射，进而选取三个相互重叠的部分作为标准轨迹曲线，若各个轨迹曲线的重叠部分不足以一条完整的标准轨迹曲线，则选取与其他轨迹曲线的重叠部分最多的轨迹曲线作为参考轨迹曲线；

进而选取参考轨迹曲线中的部分曲线连接相互重叠部分，进而得到标准轨迹曲线，将全部标准轨迹曲线拟合，进而得到生产线生成对应种类生产组件的正常运行准则。

进一步的，根据所述正常运行准则判断生产是否异常的过程包括：

当后续的数据采集事件生成对应的实时工厂可视化模型时，工厂可视化模块机将实时工厂可视化模型发送至时空可视化空间中，进而匹配相应的正常运行准则；

进而生成实时工厂可视化模型内各个空间像素的实时轨迹曲线，并将其与正常运行准则中对应的标准轨迹曲线进行重叠映射，进而获得各个实时轨迹曲线与其对应的标准轨迹曲线之间的不重合部分占比；

若二者之间的不重合部分占比大于等于50%，则判断对应空间像素异常，否则判断对应空间像素正常；

统计处于异常的空间像素数量，若处于异常的空间像素数量大于或等于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断对应生产组件或设备组件存在异常，进而根据对应生产组件或设备组件生成维护决策发送至工厂维护人员，工厂维护人员根据维护决策对存在异常的生产组件或设备组件进行维护；

若处于异常的空间像素数量小于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断当前生产正常，重复上述操作，直到对应数据采集事件结束为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过建立工厂数据采集、工厂可视化模型建立以及工厂生产状态监督三者同步进行，进而当工厂生产出现异常时，可以实现对生产线的实时监管和调配，有效的提高了工厂可视化监管的效率；

2、通过工厂内各个组件的架构图像数据和外观图像数据生成组件骨骼模型和组件外观模型，将组件的组件骨骼模型和组件外观模型进行分块映射，并根据二者的映射结果生成区块三维图像模型，将区块三维图像模型映射于三维平面坐标系上并进行像素颜色渲染，将各个完成像素颜色渲染的区块像素模型依次进行拼接得到工厂可视化模型，相较于传统的工厂可视化监管技术，本发明对监管学习门槛低，处理事故效率高，且当生产出现异常时，可精确的定位出现生产异常的部位，进而实现及时维护修理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，包括云计算平台，所述云计算平台通信连接有工厂数据采集模块、虚拟场景建立模块以及工厂可视化模块；

所述工厂数据采集模块设置有架构数据采集单元、外观数据采集单元以及场景定位装置；

所述工厂数据采集模块对工厂内各个组件设置场景定位装置，用于架构数据采集单元和外观数据采集单元定位的采集对象；

所述场景定位装置由定位装置、无线信号装置以及系统时钟组成，其中系统时钟设置有数据采集指令和时间同步指令；

所述架构数据采集单元设置有若干个透视投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的架构图像数据；

所述外观数据采集单元设置有若干个正交投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的外观图像数据；

所述虚拟场景建立模块设置有组件骨骼模型单元、组件外观模型单元以及工厂可视化模型单元；

所述组件骨骼模型单元用于根据组件的架构图像数据建立对应的组件骨骼模型；

所述组件外观模型单元用于根据组件的外观图像数据建立对应的组件外观模型；

所述工厂可视化模型单元用于将组件的组件骨骼模型和组件外观模型进行分块映射，并根据二者的映射结果生成区块三维图像模型，将区块三维图像模型映射于三维平面坐标系上并进行像素颜色渲染，将各个完成像素颜色渲染的区块像素模型依次进行拼接，进而得到工厂可视化模型；

所述工厂可视化模块用于建立时空可视化空间，并将虚拟场景建立模块生成的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中，对工厂可视化模型内各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并划分出若干个时间区段，进而建立对应区块三维模型的正常运行准则，根据正常运行准则判断各个区块三维图像模型是否运行正常，并根据判断结果判断生产是否异常。

进一步的，下面通过实施例说明本发明的工作原理：

工厂维护人员将场景定位装置安装于各个工厂内各个组件上，并在场景定位装置安装完成后使得其与工厂数据采集模块进行通信连接，进而工厂数据采集模块对各个场景定位装置设置编号，其中编号为S₁、S₂、……、S_n，其中n为大于0的自然数；

需要说明的是，所述组件可为生产线上的各个生产设备或正在生产的加工组件等；

当工厂内任意一条生产线开始工作时，位于该条生产线上的所有场景定位装置内的系统时钟相互通信完成时间同步，当时间同步完成后各个场景定位装置向工厂数据采集模块发送数据采集指令；

工厂数据采集模块接收到数据采集指令后，将数据采集指令发送架构数据采集单元和外观数据采集单元；

所述架构数据采集单元和外观数据采集单元在各条生产线上分别设置有H个透视投影摄像机和正交投影摄像机，H为大于0的整偶数；

需要说明的是，在生产线上，所述透视投影摄像机位于生产线首尾位置，且生产首尾位置的透视投影摄像机的数量相同，而所述正交投影摄像机位于生产线的两侧呈均匀交叉分布，即相邻两台正交投影摄像机之间呈斜对角排序于生产线两侧；

进一步的，当架构数据采集单元和外观数据采集单元接收到数据采集指令后，分别向位于对应生产线的透视投影摄像机和正交投影摄像机发送数据采集指令；

根据数据采集指令，透视投影摄像机和正交投影摄像机同时确定生产线上各个场景定位装置的所在位置，进而定位所要采集的组件位置；

进而透视投影摄像机和正交投影摄像机将处于移动状态的组件标注为生产组件，将处于非移动状态的组件标注为设备组件，并对生产组件和设备组件标注其对应的组件定位装置的编号；

以各个生产组件在生产线上的起始位置设置数据采集事件，当生产组件位于生产线起始位置时，透视投影摄像机和正交投影摄像机开始执行数据采集事件；

透视投影摄像机和正交投影摄像机定位生产组件的实时位置，进而分别采集生产组件的架构图像数据和外观图像数据，以及采集生产组件当前所处位置的设备组件的架构图像数据和外观图像数据；

每当透视投影摄像机和正交投影摄像机采集到架构图像数据和外观图像数据时，标注对应组件的编号后发送至架构数据采集单元和外观数据采集单元，直到数据采集事件结束为止。

进一步的，每当工厂数据采集模块接收到架构图像数据和外观图像数据时，则实时将架构图像数据和外观图像数据发送至虚拟场景建立模块；

进而虚拟场景建立模块将架构图像数据发送至组件骨骼模型单元，将外观图像数据发送至组件外观模型单元，当组件骨骼模型单元和组件外观模型单元接收到任意一个数据采集事件的第一份架构图像数据和外观图像数据，则二者设置若干个单元时间节点t₁、t₂、……、t_c，c为大于0的自然数；

所述组件骨骼模型和组件外观模型的建立过程包括：

组件骨骼模型单元接收到生产线上各个组件的架构图像数据后，根据架构图像数据建立对应组件的组件骨骼模型，以及组件外观模型单元接收到生产线上各个组件的外观图像数据后，根据外观图像数据建立对应组件的组件外观模型，

对于设备组件，每当组件骨骼模型单元接收到一份对应的架构图像数据，则对应生成一个组件骨骼模型，将相邻3个单位时间节点生成3个组件骨骼模型进行重叠映射，进而将映射结果作为上述3个单位时间节点中最后一个时间节点的组件骨骼模型，并标注对应设备组件带有的编号以及单位时间节点；

对于生产组件，采用与建立设备组件在各个单元时间节点下的组件骨骼模型，除标注其对应的生产组件的编号外，还标注和其处于相同单位时间节点的设备组件的编号；

采用建立组件骨骼模型的方法，建立组件外观模型并标注相应的编号以及单元时间节点；

每当组件骨骼模型单元生成一个组件骨骼模型时或组件外观模型单元生成一个组件外观模型时，自动发送至工厂可视化模型单元。

进一步的，工厂可视化模型将带有编号的组件骨骼模型和组件外观模型相互匹配，进而根据匹配结果将带有相同编号的组件骨骼模型和组件外观模型同时划分为J个区块，根据各个区块所对应的位置相互匹配，并进行相互重叠映射，进而得到J个区块三维图像模型，使得每一个区块三维图像模型同时包含部分设备组件和部分生产组件，其中J为大于0的自然数；

建立J个三维平面坐标系，并将各个区块三维图像模型切割成P个二维图像数据，进而将各个二维图像数据映射于同一个三维平面坐标系上，P为大于0的自然数；

统计二维图像数据上各个像素的像素值，并将各个二维图像数据按照其在对应区块三维图像模型的位置进行排列；

进而将相邻位置的二维图像数据上的像素相互映射，将相邻位置空间上的像素的像素值相加取平均值后，并重新赋予对应的两个像素；

通过上述方法，将第一个二维图像数据与第二个二维图像数据、第三个二维图像数据与第四个二维图像数据、……、第P-1个二维图像数据与第P个二维图像数据上的像素的像素值平均化；

将相邻的两个二维图像数据合并，得到部分区域三维图像模型，并在局部区域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并计算各个空间像素的像素值，通过类似对各个二维图像数据的像素值平均化操作，对各个局部区域三维图像模型的空间像素进行像素值平均化；

重复上述操作，直到各个局部区域三维图形模型逐步合并成局域三维图像模型，在局域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并获取各个空间像素的像素值，进而以像素值为颜色值对各个空间像素进行像素颜色渲染；

当全部区域三维图像模型的像素颜色渲染完成后，将各个区域三维图像模型根据在生产线上的对应位置进行依次拼接，进而得到工厂可视化模型，同时对工厂可视化模型内各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型标注相应的编号以及单位时间节点；

需要说明的是，根据数据采集事件的不断执行，工厂可视化模型会进行对应的延长更新，直到数据采集事件结束为止。

进一步的，每当工厂可视化模型更新时，虚拟场景建立模块将工厂可视化模型实时发送至工厂可视化模块；

工厂可视化模块建立时空可视化空间，并将来自虚拟场景建立模块的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中；

根据工厂可视化模型中各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型带有单位时间节点，对各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并根据数据采集事件的单位时间节点数量在一维时间轴上划分出相同数量的时间区段；

将生产线上前3个数据采集事件内生产组件和各个设备组件在各个时间区段内的区块三维图像模型的变化状况，建立生产线生产对应种类生产组件时的正常运行准则；

所述正常运行准则的建立过程包括：

根据3个数据采集事件对应的工厂可视化模型在一维时间轴上生产组件和各个设备组件在各个时间区段内的区块三维图像模型变化状况，将处于同一时间区段下的区块三维图像模型进行重叠，进而获得3个区块三维图像模型内各个空间像素在对应的时间区段的运动轨迹，将3条运动轨迹映射，进而选取三个相互重叠的部分作为标准轨迹曲线，若各个轨迹曲线的重叠部分不足以一条完整的标准轨迹曲线，则选取与其他轨迹曲线的重叠部分最多的轨迹曲线作为参考轨迹曲线；

进而选取参考轨迹曲线中的部分曲线连接相互重叠部分，进而得到标准轨迹曲线；

采用上述方法，获得各个区块三维图像模型的标准轨迹曲线，将全部标准轨迹曲线拟合，进而得到生产线生成对应种类生产组件的正常运行准则。

当后续的数据采集事件生成对应的实时工厂可视化模型时，工厂可视化模块机将实时工厂可视化模型发送至时空可视化空间中，进而匹配相应的正常运行准则；

进而生成实时工厂可视化模型内各个空间像素的实时轨迹曲线，并将其与正常运行准则中对应的标准轨迹曲线进行重叠映射，进而获得各个实时轨迹曲线与其对应的标准轨迹曲线之间的不重合部分占比；

若二者之间的不重合部分占比大于等于50%，则判断对应空间像素异常，否则判断对应空间像素正常；

统计处于异常的空间像素数量，若处于异常的空间像素数量大于或等于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断对应生产组件或设备组件存在异常，进而根据对应生产组件或设备组件生成维护决策发送至工厂维护人员，工厂维护人员根据维护决策对存在异常的生产组件或设备组件进行维护；

若处于异常的空间像素数量小于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断当前生产正常，重复上述操作，直到对应数据采集事件结束为止。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，包括云计算平台，其特征在于，所述云计算平台通信连接有工厂数据采集模块、虚拟场景建立模块以及工厂可视化模块；

所述工厂数据采集模块设置有架构数据采集单元、外观数据采集单元以及场景定位装置；

所述场景定位装置由定位装置、无线信号装置以及系统时钟组成，其中系统时钟设置有数据采集指令和时间同步指令；

所述架构数据采集单元设置有若干个透视投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的架构图像数据；

所述外观数据采集单元设置有若干个正交投影摄像机，用于采集工厂内各个组件的外观图像数据；

所述虚拟场景建立模块设置有组件骨骼模型单元、组件外观模型单元以及工厂可视化模型单元；

所述组件骨骼模型单元用于根据组件的架构图像数据建立对应的组件骨骼模型；

所述组件外观模型单元用于根据组件的外观图像数据建立对应的组件外观模型；

所述工厂可视化模型单元用于将组件的组件骨骼模型和组件外观模型进行分块映射，并根据二者的映射结果生成区块三维图像模型，将区块三维图像模型映射于三维平面坐标系上并进行像素颜色渲染，将各个完成像素颜色渲染的区块像素模型依次进行拼接，进而得到工厂可视化模型；

所述工厂可视化模块用于建立时空可视化空间，并将虚拟场景建立模块生成的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中，对工厂可视化模型内各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并划分出若干个时间区段，进而建立对应区块三维模型的正常运行准则，根据正常运行准则判断各个区块三维图像模型是否运行正常，并根据判断结果判断生产是否异常。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，所述场景定位装置的设置过程包括：

将场景定位装置安装于各个工厂内各个组件上，且工厂数据采集模块对各个场景定位装置设置编号，当任意一条生产线开始工作时，位于该条生产线上的所有场景定位装置内的系统时钟相互通信完成时间同步，当时间同步完成后各个场景定位装置向工厂数据采集模块发送数据采集指令；

工厂数据采集模块接收到数据采集指令后，将数据采集指令发送至架构数据采集单元和外观数据采集单元；

所述架构数据采集单元和外观数据采集单元在各条生产线上分别设置有H个透视投影摄像机和正交投影摄像机，H为大于0的整偶数。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，所述架构图像数据和外观图像数据的采集过程包括：

当架构数据采集单元和外观数据采集单元接收到数据采集指令后，分别向对应生产线的透视投影摄像机和正交投影摄像机发送数据采集指令；

根据数据采集指令，透视投影摄像机和正交投影摄像机同时确定生产线上各个场景定位装置的所在位置，进而定位所要采集的组件位置；

进而透视投影摄像机和正交投影摄像机将处于移动状态的组件标注为生产组件，将处于非移动状态的组件标注为设备组件，并对生产组件和设备组件标注其对应的组件定位装置的编号；

以各个生产组件在生产线上的起始位置设置数据采集事件，当生产组件位于生产线起始位置时，透视投影摄像机和正交投影摄像机开始执行数据采集事件；

透视投影摄像机和正交投影摄像机定位生产组件的实时位置，进而分别采集生产组件的架构图像数据和外观图像数据，以及采集生产组件当前所处位置的设备组件的架构图像数据和外观图像数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，所述组件骨骼模型和组件外观模型的建立过程包括：

当组件骨骼模型单元和组件外观模型单元接收到任意一个数据采集事件的第一份架构图像数据和外观图像数据时，则二者设置若干个单元时间节点t₁、t₂、……、t_c，c为大于0的自然数；

组件骨骼模型单元接收到生产线上各个组件的架构图像数据后，根据架构图像数据建立对应组件的组件骨骼模型，以及组件外观模型单元接收到生产线上各个组件的外观图像数据后，根据外观图像数据建立对应组件的组件外观模型，

每当组件骨骼模型单元接收到一份对应的架构图像数据，则对应生成一个组件骨骼模型，将相邻3个单位时间节点生成的3个组件骨骼模型进行重叠映射，进而将映射结果作为上述3个单位时间节点中最后一个时间节点的组件骨骼模型，并标注对应设备组件带有的编号以及单位时间节点；

采用建立组件骨骼模型的方法，建立组件外观模型并标注相应的编号以及单元时间节点。

5.根据权利要求4所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，对所述区块三维图像模型进行像素颜色渲染的过程包括：

工厂可视化模型将带有编号的组件骨骼模型和组件外观模型相互匹配，进而根据匹配结果将带有相同编号的组件骨骼模型和组件外观模型同时划分为J个区块，根据各个区块所对应的位置相互匹配，并进行相互重叠映射，进而得到J个区块三维图像模型，使得每一个区块三维图像模型同时包含部分设备组件和部分生产组件，其中J为大于0的自然数；

建立J个三维平面坐标系，并将各个区块三维图像模型切割成P个二维图像数据，进而将各个二维图像数据映射于同一个三维平面坐标系上，P为大于0的自然数；

统计二维图像数据上各个像素的像素值，并将各个二维图像数据按照其在对应区块三维图像模型的位置进行排列；

进而将相邻位置的二维图像数据上的像素相互映射，将相邻位置空间上的像素的像素值相加取平均值后，并重新赋予对应的两个像素；

通过上述方法，将第一个二维图像数据与第二个二维图像数据、第三个二维图像数据与第四个二维图像数据、……、第P-1个二维图像数据与第P个二维图像数据上的像素的像素值平均化；

将相邻的两个二维图像数据合并，得到部分区域三维图像模型，并在局部区域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并计算各个空间像素的像素值，采集与对各个二维图像数据的像素值平均化的相同操作，对各个局部区域三维图像模型的空间像素进行像素值平均化；

重复上述操作，直到各个局部区域三维图形模型逐步合并成局域三维图像模型，在局域三维图像模型中划分出若干个空间像素，并获取各个空间像素的像素值，进而以像素值为颜色值对各个空间像素进行像素颜色渲染。

6.根据权利要求5所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，当全部区域三维图像模型的像素颜色渲染完成后，将各个区域三维图像模型根据在生产线上的对应位置进行依次拼接，进而得到工厂可视化模型，同时对工厂可视化模型内各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型标注相应的编号以及单位时间节点。

7.根据权利要求6所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，所述正常运行准则的建立过程包括：

工厂可视化模块建立时空可视化空间，并将来自虚拟场景建立模块的工厂可视化模型映射于时空可视化空间中；

根据工厂可视化模型中各个生产组件和设备组件对应的区块三维图像模型带有单位时间节点，对各个区块三维图像模型设置单独的一维时间轴，并根据数据采集事件的单位时间节点数量在一维时间轴上划分出相同数量的时间区段；

根据3个数据采集事件对应的工厂可视化模型在一维时间轴上生产组件和各个设备组件在各个时间区段内的区块三维图像模型变化状况，将处于同一时间区段下的区块三维图像模型进行重叠，进而获得3个区块三维图像模型内各个空间像素在对应的时间区段的运动轨迹，将3条运动轨迹相互映射，进而选取三个相互重叠的部分作为标准轨迹曲线，若各个轨迹曲线的重叠部分不足以一条完整的标准轨迹曲线，则选取与其他轨迹曲线的重叠部分最多的轨迹曲线作为参考轨迹曲线；

进而选取参考轨迹曲线中的部分曲线连接相互重叠部分，进而得到标准轨迹曲线，将全部标准轨迹曲线拟合，进而得到生产线生成对应种类生产组件的正常运行准则。

8.根据权利要求7所述的一种基于三维可视化技术的交互式工厂管理系统，其特征在于，根据所述正常运行准则判断生产是否异常的过程包括：

当后续的数据采集事件生成对应的实时工厂可视化模型时，工厂可视化模块机将实时工厂可视化模型发送至时空可视化空间中，进而匹配相应的正常运行准则；

进而生成实时工厂可视化模型内各个空间像素的实时轨迹曲线，并将其与正常运行准则中对应的标准轨迹曲线进行重叠映射，进而获得各个实时轨迹曲线与其对应的标准轨迹曲线之间的不重合部分占比；

若二者之间的不重合部分占比大于等于50%，则判断对应空间像素异常，否则判断对应空间像素正常；

统计处于异常的空间像素数量，若处于异常的空间像素数量大于或等于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断对应生产组件或设备组件存在异常，进而根据对应生产组件或设备组件生成维护决策发送至工厂维护人员，工厂维护人员根据维护决策对存在异常的生产组件或设备组件进行维护；

若处于异常的空间像素数量小于工厂可视化模型中空间像素总数的1/3，则判断当前生产正常，重复上述操作，直到对应数据采集事件结束为止。