一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，包括：MOM(Manufacturing Operations Management，制造运行管理)系统和场景虚拟仿真系统；MOM系统接收用户发送的控制命令，根据该控制命令向场景虚拟仿真系统发送生产命令或响应命令；场景虚拟仿真系统根据生产命令或管理命令模拟制造工厂运作的场景，接收用户在制造工厂的各个工位的操作指令，将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给MOM系统。通过将MOM系统和虚拟仿真技术相结合，MOM系统和虚拟仿真的制造工厂可以实时进行信息交互，MOM系统下发生产计划和管理计划到虚拟仿真的制造工厂，不同用户可以在不同的工位进行操作，使得在教学过程中，学员能够更快、更直接的理解真实智能制造工厂情况，进而理解课本中的理论知识。

An immersive collaborative interactive virtual simulation teaching system

【技术实现步骤摘要】
一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统
本专利技术涉及仿真教学领域，具体涉及一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统。
技术介绍
虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术，就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术，目前智能制造虚拟仿真教学系统多集中在设备仿真、工艺流程仿真、装配仿真、工厂仿真等。而真实的制造工厂环境是一个包含了人、机、料、法、环五大要素的多人多机器多系统的复杂协同系统。因此现有技术中的虚拟仿真系统的问题和缺点包括：1.缺少协同交互方式，即每个人与系统单独进行交互，不会受另外一个人员的操作影响。在整个制造工厂中，每个人都只是这个工厂中的一部分，如果没有协同交互方式，就很难模拟一个团队工作方式，也就无法达到真实认知的教学目的。2.只重视人与机器的交互，缺乏管理业务交互，智能制造工厂虽然利用了先进的硬件、软件技术，但是同时也需要一个完善先进的业务管理系统。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，解决现有技术中仿真教学系统缺少协同交互方式的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，所述教学系统包括：MOM系统和场景虚拟仿真系统；所述MOM系统接收用户发送的控制命令，根据所述控制命令向所述场景虚拟仿真系统发送生产命令或响应命令；所述场景虚拟仿真系统根据所述生产命令模拟制造工厂运作的场景，接收所述用户在制造工厂的各个工位的操作指令，将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给所述MOM系统。本专利技术的有益效果是：通过将MOM系统和虚拟仿真技术相结合，将制造工厂的实际运作情况虚拟仿真出来，并且MOM系统和虚拟仿真的制造工厂可以实时进行信息交互，MOM系统下发生产计划和管理计划到虚拟仿真的制造工厂，不同用户可以在不同的工位进行操作，而虚拟仿真的制造工厂将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给MOM系统，从管理方法、多人协同和智能制造工厂仿真等多角度更加真实的模拟制造工厂，使得在教学过程中，学员能够更快、更直接的理解真实智能制造工厂情况，进而理解课本中的理论知识。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述教学系统包括用户交互显示单元；所述用户交互显示单元包括操作单元和显示单元，所述操作单元接收所述用户输入的各种命令，显示单元向所述用户显示所述场景虚拟仿真系统模拟的场景图像以及制造工厂运作情况信息。所述操作单元和显示单元的结构为一体形式或者两个部件的形式；所述用户交互显示单元包括：电脑、手机、PDA触控显示屏或视频投影端。所述教学系统包括身份识别单元；所述身份识别单元根据所述用户输入的登陆信息对应的身份等级，确定当前所述用户的操作权限和显示权限。所述用户包括管理人员；所述管理人员包括总管理人员、生产调度人员和物料管理员；所述MOM系统接收的所述用户输入的所述控制命令包括：所述总管理人员输入的生产计划、所述生产调度人员根据所述生产计划输入的生产安排计划和生产物料需求汇总的信息以及所述物料管理员根据所述生产物料需求汇总的信息输入的物料出库命令。所述生产命令包括所述生产安排计划和所述物料出库命令；所述场景虚拟仿真系统收到所述生产命令时，所述场景虚拟仿真系统中的立体仓库根据物料出库命令自动出库物料，配送到对应的生产线；所述物料到达所述生产线后，所述场景虚拟仿真系统根据所述生产安排计划确定所述生产线上各个工位的工作内容。所述用户包括操作人员；所述操作人员包括操作工和质检人员；接收所述用户在制造工厂的各个工位的所述操作指令包括：所述操作工输入的开机指令和操作设备指令以及所述质检人员输入的质检合格与否指令。所述场景虚拟仿真系统发送给所述MOM系统的异常报告信息包括：所述操作工在对应工位上输入的物料异常和工艺异常信息。所述场景虚拟仿真系统发送给所述MOM系统的异常报告信息包括：所述生产线上设备和刀具产生异常时自动进行异常提报的设备故障异常和刀具故障异常信息。所述MOM系统收到所述异常报告信息，接收对应的用户输入的操作信息响应并处理所述异常报告信息后，所述MOM系统发送所述响应命令至所述场景虚拟仿真系统。所述制造工厂运作情况信息在所述显示单元进行实时显示，包括：质量状况信息、物料情况信息、设备运行状况信息、生产订单信息、车间WIP状况、刀具使用情况、仿真工厂和异常综合信息。采用上述进一步方案的有益效果是：MOM系统可以对场景虚拟仿真系统进行数据驱动，场景虚拟仿真系统也可以向MOM系统反馈执行结果。MOM系统主要提供了包括计划管理、执行管理、仓库管理、物流配送管理、设备管理、刀具管理、质量管理、异常管理、条码管理及移动APP端等业务管理系统，人员可以通过操作MOM系统,驱动场景虚拟仿真系统。场景虚拟仿真系统则主要提供虚拟的制造工厂及工厂内的所有设备、工装、物料等虚拟制造展示交互环境，人员可以通过拖动、点击和查看等方式进行交互，并将数据反馈给MOM系统，根据虚拟仿真的制造工厂的生产命令实时执行情况，在显示单元进行实时显示，能够使该教学系统的使用者实时的了解智能制造工厂的运行状态。教学仿真提供了数据管理员、计划员、调度员、班组长、操作者、质检员、设备维修、刀具管理员、车间领导等角色。支持多人员多角色同时在线操作MOM与仿真系统，实现多人协同管理操作制造工厂。可以提供多种平台的交互方式，使得操作者更加真实的感受真实环境中的操作方式，多个用户可以通过移动端、PC端等多种形式登陆MOM系统，对MOM系统和场景虚拟仿真系统进行操作，同时MOM系统和场景虚拟仿真系统可以向用户进行数据展示，多个用户都对MOM系统与仿真系统进行操作相互之间产生协同影响。附图说明图1为本专利技术本专利技术实施例提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统的结构框图；图2为本专利技术提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统的实施例的整体业务流程图；图3为本专利技术提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统的实施例中显示单元显示内容图；图4为本专利技术实施例提供的一种场景虚拟仿真系统虚拟仿真的制造工厂的产线设计图；图5为本专利技术实施例提供的一种场景虚拟仿真系统虚拟仿真的智能制造工厂的场景图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术实施例提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，由图1可知，本专利技术实施例提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，包括：MOM(ManufacturingOperationsManagement，制造运行管理)系统和场景虚拟仿真系统。该MOM系统接收用户发送的控制命令，根据该控制命令向场景虚拟仿真系统发送生产命令或响应命令。场景虚拟仿真系统根据生产命令模拟制造工厂运作的场景，接收用户在制造工厂的各个工位的操作指令，将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给MOM系统。本专利技术实施例提供的一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，通过将MOM系统和虚拟仿真技术相结合，将制造工厂的实际运作情况虚拟仿真出来，并且MOM系统和虚拟仿真的制造工厂可以实时进行信息交互，MOM系统下发生产计划和管理计划到虚拟仿真的制造工厂，不同用户可以在不同的工位进行操作，而虚拟仿真的制造工厂将生产计划完成情况信息以及异常报告信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，其特征在于，所述教学系统包括：MOM系统和场景虚拟仿真系统；所述MOM系统接收用户发送的控制命令，根据所述控制命令向所述场景虚拟仿真系统发送生产命令或响应命令；所述场景虚拟仿真系统根据所述生产命令模拟制造工厂运作的场景，接收所述用户在制造工厂的各个工位的操作指令，将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给所述MOM系统。

【技术特征摘要】
1.一种沉浸式协同交互虚拟仿真教学系统，其特征在于，所述教学系统包括：MOM系统和场景虚拟仿真系统；所述MOM系统接收用户发送的控制命令，根据所述控制命令向所述场景虚拟仿真系统发送生产命令或响应命令；所述场景虚拟仿真系统根据所述生产命令模拟制造工厂运作的场景，接收所述用户在制造工厂的各个工位的操作指令，将生产计划完成情况信息以及异常报告信息发送给所述MOM系统。2.根据权利要求1所述的教学系统，其特征在于，所述教学系统包括用户交互显示单元；所述用户交互显示单元包括操作单元和显示单元，所述操作单元接收所述用户输入的各种命令，显示单元向所述用户显示所述场景虚拟仿真系统模拟的场景图像以及制造工厂运作情况信息。3.根据权利要求2所述的教学系统，其特征在于，所述操作单元和显示单元的结构为一体形式或者两个部件的形式；所述用户交互显示单元包括：电脑、手机、PDA触控显示屏或视频投影端。4.根据权利要求1所述的教学系统，其特征在于，所述教学系统包括身份识别单元；所述身份识别单元根据所述用户输入的登陆信息对应的身份等级，确定当前所述用户的操作权限和显示权限。5.根据权利要求1所述的教学系统，其特征在于，所述用户包括管理人员；所述管理人员包括总管理人员、生产调度人员和物料管理员；所述MOM系统接收的所述用户输入的所述控制命令包括：所述总管理人员输入的生产计划、所述生产调度人员根据所述生产计划输入的生产安排计划和生产物料需求汇总的信息以及所述物料管理员根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄刚，封杰，陆丽丽，蔡保健，
申请(专利权)人：艾普工华科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42