基于Unreal Engine引擎的虚拟制造方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Unreal Engine引擎的虚拟制造方法，包括以下步骤：通过建模软件对生产车间及其设备按照1:1的比例建立三维模型；将建立的三维模型导入到Unreal Engine引擎中，并根据生产车间的布局信息按照1:1的比例进行装配；建立虚拟制造车间系统，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理；接收ERP系统的订单请求；对ERP系统的订单请求中的数据进行分析计算，生成并发送相应的计算结果；根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。本发明专利技术还公开了一种基于Unreal Engine引擎的虚拟制造系统。本发明专利技术可有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。

Virtual manufacturing method and system based on Unreal Engine

【技术实现步骤摘要】
基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法及系统
本专利技术涉及智能制造领域，特别是一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造的方法。
技术介绍
在传统的企业车间生产模式中，对与产品制造有关的活动和资源采用建立厂房，投资进设备，建立体系完备的生产线。这种模式对与企业的市场环境相对稳定的情况下是合理的，但是在顺着市场变化，竞争加剧，对应产品的调整、优化不能快速响应市场需求的变化。虚拟制造在这种情况成为现阶段传统制造企业发展可供选择的一种实现途径。与此同时，虚拟制造是沟通信息系统和制造系统的纽带，很容易地对生产系统和工艺过程进行建模、修改、分析及优化。使用虚拟制造技术可以更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法及系统，采用模块化设计，方便扩展及组合，更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法，包括以下步骤：S1、通过建模软件对生产车间及其设备按照1:1的比例建立三维模型；S2、将建立的三维模型导入到UnrealEngine引擎中，并根据生产车间的布局信息按照1:1的比例进行装配；S3、建立虚拟制造车间系统，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理；S4、接收ERP系统的订单请求；S5、对ERP系统的订单请求中的数据进行分析计算，生成并发送相应的计算结果；S6、根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。利用建模软件(如：AutodeskInventor、SolidWorks等)对生产车间及其设备进行1:1三维建模，转为step文件格式。特别说明：为了减少整个虚拟车间的三角面数量，三维模型指包含主要的特征数据，其余的部分用简化模型并增加贴图来代替。将上述建好的模型导入到UnrealEngine引擎中，根据车间的实际布局情况在UnrealEngine引擎中进行1:1装配。其中，所使用的UnrealEngine引擎是一款由EpicGames开发的游戏引擎，引擎采用了目前最新的即时光迹追踪、HDR光照技术、虚拟位移等新技术，而且能够每秒钟实时运算两亿个多边形运算。虚幻引擎是一个纯C++引擎,专为高性能而设计。采用C++语言开发插件，并通过MicrosoftSqlServer与ERP系统通讯，接收ERP系统的订单请求，读取ERP的订单信息；构建虚拟制造车间系统，获取对各个仓库和加工设备的状态和任务信息，对材料仓、成品仓、废品仓以及加工系统中各个加工设备的工作状态和任务进行设置、管理，通过虚拟制造车间系统对ERP系统的订单请求进行计算，将计算的结果分别发送给对应模块，根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。进一步地，步骤S3包括以下步骤：S31、建立虚拟制造车间系统，为虚拟制造车间系统的各个仓库和加工设备添加对应的Action插件；S32、通过数据分发服务DDS发送各个仓库和加工设备自身相关的Topic；S33、根据各个仓库和加工设备自身相关的Topic，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理。对其中的材料仓、成品仓、废品仓、火焰切割区、等离子切割区、激光切割区、折弯加工区、切割区、坡口加工区、打标区、钻孔区、装配区、焊接区、返修区、喷砂区、镀锌区、检测区添加对应的Action插件。通过数据分发服务DDS订阅和发布自身相关的Topic，和虚拟制造系统进行数据交流。为保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求,采用数据分发服务DDS(DataDistributionService)作为分布式实时通信中间件，使用发布/订阅体系架构，以数据为中心及其QoS服务质量策略。进一步地，步骤S6包括以下步骤：S61、根据计算结果，判断虚拟制造车间系统中相应的成品仓库内是否有对应订单产品信息，如果是，则进入步骤S64，如果否，则进入步骤S62；S62、发送对应的计算结果给对应的虚拟制造车间系统的加工模块；S63、根据计算结果获取并发送虚拟制造车间系统的对应的仓库内的材料信息；S64、录入加工完整的产品信息，并发送给ERP系统。判断虚拟制造车间系统中相应的成品仓库内是否有对应订单产品信息，进一步提高数据传输效率。进一步地，该基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法还包括以下步骤：将各个仓库和加工设备的状态和任务信息发送至可视化界面。整个过程中ERP的订单指令、操作指令，虚拟车间中的材料仓、成品仓、废品仓以及加工系统中的各个设备的工作任务、设备状态都通过可视化界面进行交互。制造中的各个设备状态，产品的生产节拍、需要的材料数量种类以及产生的废品数量等各个细节提供更加直观的呈现。为解决现有技术中存在的问题，本专利技术还提供了一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造系统，包括模型建立模块、模型导入模块、虚拟制造模块、请求接收模块、数据分析模块和信息发送模块，其中：模型建立模块，用于通过建模软件对生产车间及其设备按照1:1的比例建立三维模型；模型导入模块，用于将建立的三维模型导入到UnrealEngine引擎中，并根据生产车间的布局信息按照1:1的比例进行装配；虚拟制造模块，用于建立虚拟制造车间系统，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理；请求接收模块，用于接收ERP系统的订单请求；数据分析模块，用于对ERP系统的订单请求中的数据进行分析计算，生成并发送相应的计算结果；信息发送模块，用于根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。模型建立模块利用建模软件(如：AutodeskInventor、SolidWorks等)对生产车间及其设备进行1:1三维建模，转为step文件格式。特别说明：为了减少整个虚拟车间的三角面数量，三维模型指包含主要的特征数据，其余的部分用简化模型并增加贴图来代替。模型导入模块将上述建好的模型导入到UnrealEngine引擎中，根据车间的实际布局情况在UnrealEngine引擎中进行1:1装配。其中，所使用的UnrealEngine引擎是一款由EpicGames开发的游戏引擎，引擎采用了目前最新的即时光迹追踪、HDR光照技术、虚拟位移等新技术，而且能够每秒钟实时运算两亿个多边形运算。虚幻引擎是一个纯C++引擎,专为高性能而设计。采用C++语言开发插件，并通过MicrosoftSqlServer与ERP系统通讯；虚拟制造模块构建虚拟制造车间系统，获取对各个仓库和加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Unreal Engine引擎的虚拟制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、通过建模软件对生产车间及其设备按照1:1的比例建立三维模型；/nS2、将建立的三维模型导入到Unreal Engine引擎中，并根据生产车间的布局信息按照1:1的比例进行装配；/nS3、建立虚拟制造车间系统，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理；/nS4、接收ERP系统的订单请求；/nS5、对ERP系统的订单请求中的数据进行分析计算，生成并发送相应的计算结果；/nS6、根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过建模软件对生产车间及其设备按照1:1的比例建立三维模型；
S2、将建立的三维模型导入到UnrealEngine引擎中，并根据生产车间的布局信息按照1:1的比例进行装配；
S3、建立虚拟制造车间系统，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理；
S4、接收ERP系统的订单请求；
S5、对ERP系统的订单请求中的数据进行分析计算，生成并发送相应的计算结果；
S6、根据计算结果获取并发送加工完整的产品信息给ERP系统。


2.根据权利要求1所述的基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：
S31、建立虚拟制造车间系统，为虚拟制造车间系统内的各个仓库和加工设备添加对应的Action插件；
S32、通过数据分发服务DDS发送各个仓库和加工设备自身相关的Topic；
S33、根据各个仓库和加工设备自身相关的Topic，对各个仓库和加工设备的状态和任务信息进行管理。


3.根据权利要求2所述的基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法，其特征在于，步骤S6包括以下步骤：
S61、根据计算结果，判断虚拟制造车间系统中相应的成品仓库内是否有对应订单产品信息，如果是，则进入步骤S64，如果否，则进入步骤S62；
S62、发送对应的计算结果给对应的虚拟制造车间系统的加工模块；
S63、根据计算结果获取并发送虚拟制造车间系统的对应的仓库内的材料信息；
S64、录入加工完整的产品信息，并发送给ERP系统。


4.根据权利要求3所述的基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法，其特征在于，该基于UnrealEngine引擎的虚拟制造方法还包括以下步骤：
将各个仓库和加工设备的状态和任务信息发送至可视化界面。


5.一种基于UnrealEngine引擎的虚拟制造系统，其特征在于，包括模型建立模块、模型导入模块、虚拟制造模块、请求接收模块、数据分析模块和信息发送模...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳宇恒，刘海锋，苗强，
申请(专利权)人：重庆顺泰铁塔制造有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50