一种数字工厂的虚拟巡检系统技术方案

本发明专利技术涉及一种数字工厂的虚拟巡检系统，至少包括服务器系统、至少一个交互终端和至少一个控制系统，所述服务器系统分别与至少一个交互终端和至少一个控制系统建立通信连接，所述服务器系统至少包括三维模块和图形服务器，所述三维模块基于由所述图形服务器将被控对象的属性数据与图形数据融合形成的至少一个三维图形部件构成在至少一个交互终端显示的三维场景，从而响应于巡检人员在所述交互终端的操作，所述三维模块适应性调节被控对象的三维图形部件的显示角度，使得巡检人员在所述三维场景中以漫游的方式巡检被控对象的属性。本发明专利技术的虚拟巡检系统能够直接地、真实地对工厂内的被控对象的属性进行巡检和控制被控对象，巡检效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种数字工厂的虚拟巡检系统
本专利技术涉及工厂巡检
，尤其涉及一种数字工厂的虚拟巡检系统。
技术介绍
数字孪生，是以数字化方式为物理对象创建的虚拟模型，来模拟其在现实环境中的行为。也被称为“数字镜像”，“数字双胞胎”或“数字化映射”。通过搭建整合制造流程的数字孪生生产系统，能实现从产品设计、生产计划到制造执行的全过程数字化，将产品创新、制造效率和有效性水平提升至一个新的高度。数字孪生从虚拟制造、数字样机等技术上发展而来，原本是美国军方在航天系统研究中提出来的，现在已经拓展到智能制造、预测设备故障以及改进产品等多个领域。数字孪生，也用来指代将一个工厂的厂房及产线，在没有建造之前，就完成数字化模型。从而在虚拟的赛博空间中对工厂进行仿真和模拟，并将真实参数传给实际的工厂建设。而工房和产线建成之后，在日常的运维中二者继续进行信息交互。但是，当前的数字孪生工厂的虚拟系统，仅仅虚拟工厂的设备运行情况，而没有把巡检人员的巡检情况特纳入数字孪生虚拟系统，使得巡检人员在巡检时只能查看到系统的表面物理特征，而无法在巡检时随时查看设备的实时数据。例如，中国专利CN111176245A公开了基于数字孪生技术的多终端工业设备巡检监控系统及方法，包括物理实体模块、可视交互模块、数据计算模块、数据传输与反馈驱动模块。该专利技术将工业设备生产过程中的状态数据全部通过PLC提取出来，再用OPCUA接口把其中的关键数据传输到服务端，借助云服务对数据进行运算处理，配合增强现实设备、PC及移动端设备，实现实体物理空间到数字空间的映射，数字空间对实体物理空间的反馈控制，实现工业设备生产状态的可视化巡检，解决了生产制造过程中存在的数据可视化差及数据之间关联性差等问题，显著提高了工业制造过程中的数据可视化程度及数据实时反馈程度，达到了故障的预警及设备数据实时可视化的目的。该专利技术明显地通过系统对设备进行巡检，而不是在三维场景中以漫游的方式查看设定范围内的设备数据。此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供一种数字工厂的虚拟巡检系统，至少包括服务器系统、至少一个交互终端和至少一个控制系统，所述服务器系统分别与至少一个交互终端和至少一个控制系统建立通信连接，其特征在于，所述服务器系统至少包括三维模块和图形服务器，所述三维模块基于由所述图形服务器将被控对象的属性数据与图形数据融合形成的至少一个三维图形部件构成在至少一个交互终端显示的三维场景，从而响应于巡检人员在所述交互终端的操作，所述三维模块适应性调节被控对象的三维图形部件的显示角度，使得巡检人员在所述三维场景中以漫游的方式巡检被控对象的属性。优选的，所述图形服务器以画面频流的方式将被控对象的三维图形部件发送至所述三维模块。优选的，所述服务器系统还包括用于显示被控对象的二维图形部件的二维模块，所述被控对象的二维图形部件与所述三维图形部件之间建立映射关系，从而巡检人员能够在三维视图中定位到所述二维图形部件。优选的，所述被控对象的属性能够响应于巡检人员的操作以二维和三维方式并行地在交互终端显示，所述二维模块和所述三维模块基于被控对象的属性变化同时变更被控对象的二维图形部件和三维图形部件。所述三维模块基于巡检人员在所述交互终端的操作适应性调节被控对象的三维图形部件的显示角度的方式为：基于巡检人员在交互终端的方向调节幅度的指令来进行调节。例如，巡检人员向右方向滑动一段距离，则三维视图的显示角度向右调节。滑动距离越长，则显示角度变化越大。优选的，所述二维模块基于接收的报警信息以突出的颜色和/或标识将与报警信息相关的至少一个设备的二维图形显示出来。优选的，响应于基于巡检人员在二维视图指定的景深区域，三维模块向交互终端发送位于景深区域内的设备的三维图形的数据，使得三维视图以清晰的方式显示位于景深区域内的设备的三维图形，三维视图以非清晰的方式显示位于景深区域外的设备的三维图形。优选的，当巡检人员查看的范围接近或走出景深区域的边缘时，交互终端发出提醒信息，以提醒人员的查看范围偏离了指定景深区域的巡检范围。优选的，所述三维图形在图形服务器或第三方服务器进行轻量化处理，经过轻量化处理后的三维图形数据与实时的属性数据进行融合。优选的，所述三维模块基于接收的报警信息以突出的颜色和/或标识将与报警信息相关的至少一个设备的三维图形显示出来。本专利技术的有益技术效果：(1)本专利技术的图形服务器中的工程数据不仅包括传统的数字式工程数据，还包括图形式的工程数据、实时工程数据和实时人员定位数据，是一个真正的以工艺生产为基础的、实时性的、跨平台的系统；(2)本专利技术的三维模块不需要对三维图形部件的三维模型进行轻量化处理，降低了服务器的工作负荷，三维图形部件的显示速度快，从而三维场景能够基于巡检人员的操作快速调节，实现真实性角度的工厂巡检；(3)本专利技术的被控对象的各个部件设置有单独的唯一的编码，从而二维模块和三维模块基于部件的编码来调用并显示被控对象的二维图形部件或三维图形部件，不需要对被控对象的各个数据进行关联计算和调取，调取的速度更快；(4)本专利技术通过图形服务器为三维模块进行三维图形和属性数据的融合，使得三维模块能够直接调取三维图形部件并进行简单的渲染显示，从而缩短了被控对象部件的调取时间，更有利于三维场景的显示角度基于巡检的操作进行适应性调整。附图说明图1是本专利技术的虚拟巡检系统的其中一种结构示意图；图2是本专利技术的虚拟巡检系统的另一种结构示意图；图3是在三维场景中漫游的其中一种巡检示意图；图4是在三维场景中漫游的另一种巡检示意图；图5是某个被控对象的二维视图和三维视图的并行显示示意图。附图标记列表10：二维模块；20：三维模块；30：图形服务器；40：第一交互终端；50：第二交互终端；60：控制系统；70：被控对象。具体实施方式下面结合附图进行详细说明。本专利技术提供一种数字工厂的虚拟巡检系统，也可以称为一种基于虚拟巡检的可视化控制系统。本专利技术中的画面频流是指：能够形成画面的视频流。视频流是指视频数据的传输，例如，它能够被作为一个稳定的和连续的流通过网络处理。本专利技术的虚拟巡检系统，巡检人员能够通过在三维场景中漫游的真实视角来对数字工厂进行虚拟巡检。本专利技术的数字工厂的虚拟的三维场景与实体工厂的真实场景的建筑构造、设备摆设、设备的连接关系是一致的。即，本专利技术的三维场景显示的三维图形部件能够显示被控对象的属性。在被控对象的属性数据发生变化时，被控对象的三维图形的属性同步发生变化，从而使得巡检人员能够在与真实场景一致的三维场景中以漫游的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字工厂的虚拟巡检系统，至少包括服务器系统、至少一个交互终端和至少一个控制系统，所述服务器系统分别与至少一个交互终端和至少一个控制系统建立通信连接，其特征在于，/n所述服务器系统至少包括三维模块和图形服务器，/n所述三维模块基于由所述图形服务器将被控对象的属性数据与图形数据融合形成的至少一个三维图形部件构成在至少一个交互终端显示的三维场景，从而/n响应于巡检人员在所述交互终端的操作，所述三维模块适应性调节被控对象的三维图形部件的显示角度，使得巡检人员在所述三维场景中以漫游的方式巡检被控对象的属性。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字工厂的虚拟巡检系统，至少包括服务器系统、至少一个交互终端和至少一个控制系统，所述服务器系统分别与至少一个交互终端和至少一个控制系统建立通信连接，其特征在于，
所述服务器系统至少包括三维模块和图形服务器，
所述三维模块基于由所述图形服务器将被控对象的属性数据与图形数据融合形成的至少一个三维图形部件构成在至少一个交互终端显示的三维场景，从而
响应于巡检人员在所述交互终端的操作，所述三维模块适应性调节被控对象的三维图形部件的显示角度，使得巡检人员在所述三维场景中以漫游的方式巡检被控对象的属性。


2.根据权利要求1所述的数字工厂的虚拟巡检系统，其特征在于，所述图形服务器以画面频流的方式将被控对象的三维图形部件发送至所述三维模块。


3.根据权利要求2所述的数字工厂的虚拟巡检系统，其特征在于，所述服务器系统还包括用于显示被控对象的二维图形部件的二维模块，
所述被控对象的二维图形部件与所述三维图形部件之间建立映射关系，从而巡检人员能够在三维视图中定位到所述二维图形部件。


4.根据权利要求3所述的数字工厂的虚拟巡检系统，其特征在于，所述被控对象的属性能够响应于巡检人员的操作以二维和三维方式并行地在交互终端显示，
所述二维模块和所述三维模块基于被控对象的属性变化同时变更被控对象的二维图形部件和三维图形部件。


5.根据权利要求4所述的数字工厂的虚拟巡检...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳松，李磊，杨刚，冯欣，范宗海，马睿，张照千，靳亚铭，王洪松，
申请(专利权)人：北京达美盛软件股份有限公司，李磊，杨刚，冯欣，
类型：发明
国别省市：北京;11