一种标准化虚拟仿真维修实现方法技术

本发明专利技术提供了一种标准化虚拟仿真维修实现方法，将BIM技术于VR技术进行结合，深度1比1还原真实的设备构造及特点，获取真实的操作数据，并通过预先内置一定量的拆装、维修场景，以此为基础进行仿真模拟维修，仿真模拟维修过程中没有物料的损耗，在提升维修人员的操作效率的同时还可以降低物料成本，并且供给操作的虚拟模型为全比例的离散模型，不光有外观大样，同时还具备内部实际构造任意形态拆装的功能，能够提高操作的真实感和评价的可靠性，能够提高模拟仿真维修的效果。高模拟仿真维修的效果。高模拟仿真维修的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种标准化虚拟仿真维修实现方法


[0001]本专利技术属于虚拟现实及仿真
，具体的是一种标准化虚拟仿真维修实现方法。

技术介绍

[0002]目前，对于一些高精密仪器设备在使用时，一旦出现问题主要存在两大问题。一是使用人员不会修，使用单位维护人员缺乏对该设备的整体了解，遇到问题时经常不会处理或者乱处理，致使小问题酿成大故障。二是修理费用高，使用单位常采用“试错性”维修方法，一些简单的故障都要采用多种方法进行尝试性维修，即增加了维修人员工作量，也增加了设备维修成本。此外，使用单位请厂方专业技师赴现场维修的话会花费很大代价。因此，需要一种虚拟拆装生产方式，让使用者在虚拟仿真环境中进行微组装的虚拟操作。
[0003]当前BIM技术、VR技术已经跳过了全面普及的浅层次认知阶段，进入全面应用阶段，虚拟现实技术已经开始棉线体验教学、过程仿真、实践教学、数字孪生等领域。国内外开发了大量的基于BIM或者VR的可视化平台，但有些平台通过内置固定场景，只能够进行场景和操作过程展示；有些平台能够扫描真实场景，投射到虚拟场景中，使用人员根据扫描的场景进行一系列虚拟操作。
[0004]现有的虚拟拆装生产方式，通过总结各项拆装和检修案例，定义了拆装过程模型，能够描述大多数的拆装过程。拆装场景提前预制好，放入虚拟场景中，设备的拆装不够灵活，用户不能对设备设施进行自主拆装与组合，同时场景为场景识别设施扫面进去的，也即是虚拟场景中所看到的均是现实中表观表现出来的，对于设备的内部的结构构造很难进行重建。另一方面通过BIM进行设备设施建模，但平台多数只能够进行三维可视化的展示，不能让使用人员进行浸入式虚拟操作，且灵活性不够，不能够将设备设施的各个零部件进行随意拆装。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种标准化虚拟仿真维修实现方法，将BIM技术与VR技术进行结合，深度1比1还原真实的设备构造及特点，获取真实的操作数据，并通过预先内置一定量的拆装、维修场景，以此为基础进行仿真模拟维修。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种标准化虚拟仿真维修实现方法，包括如下几个步骤：步骤S1. 建立离散的全比例三维模型：步骤S1
‑
1. 使用BIM建模软件建立设备各个零部件的全构造离散模型，并对每个零部件进行统一编码；步骤S1
‑
2. 根据设计图或实际构造，建立各个零部件模型之间的关联关系；步骤S1
‑
3. 将建立好的关联关系组合形成模型集并进行封装；步骤S2. 建立虚拟仿真场景：
虚拟仿真系统调取设备的历史维修记录，进行整合建立虚拟仿真场景；步骤S3：虚拟仿真模拟维修：步骤S3
‑
1. 将封装后的模型集与虚拟仿真场景融合；步骤S3
‑
2. 对虚拟仿真系统进行多工况及拆检方法的预设，根据系统中数据对系统进行训练，供使用者学习如何操作；步骤S3
‑
3. 使用者选择预设虚拟场景之外的工况，即对建立了关联关系的离散设备工况，进行自主仿真模拟训练。
[0007]进一步地，所述步骤S1
‑
1中，BIM建模软件对各零部件的全构造以原始比例1比1进行建模。
[0008]进一步地，所述步骤S1
‑
2中，关联关系为各零部件之间的组装关系，当后期操作没有遵守该关联关系时，虚拟仿真模拟维修将不能做出对应的组装。
[0009]进一步地，所述虚拟仿真系统为VR系统，还包括：实时监控系统，用于对操作现场进行监控，并获取使用者在自主仿真模拟训练时的操作影像；虚拟培训系统，调用预设的操作流程并显示，结合操作影像对使用者的操作进行指示；预设储存系统，使用者在选择预设虚拟场景之外的工况进行自主模拟训练时，系统自动储存操作影像及生成操作结果，并将操作结果反馈给预设终端。
[0010]进一步地，所述虚拟培训系统还用于：将使用者的操作影像输入至系统终端，将系统中的操作数据与使用者的操作结果对比，对使用者的操作过程进行评估和纠正。
[0011]进一步地，所述虚拟培训系统设有演示、练习和考试三种模式，根据虚拟仿真模拟训练进行设计，通过程序进行人机互动。
[0012]进一步地，所述预设储存系统还用于：对预设虚拟场景之外的模拟操作结果进行分析，并自动保留操作影像及操作结果，作为新的预设场景记录至虚拟仿真系统中。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本方法将BIM技术于VR技术进行结合，深度1比1还原真实的设备构造及特点，获取真实的操作数据，并通过预先内置一定量的拆装、维修场景，以此为基础进行仿真模拟维修，仿真模拟维修过程中没有物料的损耗，在提升维修人员的操作效率的同时还可以降低物料成本，并且供给操作的虚拟模型为全比例的离散模型，不光有外观大样，同时还具备内部实际构造任意形态拆装的功能，能够提高操作的真实感和评价的可靠性，能够提高模拟仿真维修的效果。
附图说明
[0014]图1为标准化虚拟仿真维修实现方法的流程示意图。
具体实施方式
[0015]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施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。
[0016]如图1所示，一种标准化虚拟仿真维修实现方法的流程示意图，该方法首先需要根
据设备设计图，建立离散的全比例三维模型，然后将该离散三维模型置入本虚拟场景中，在此基础上可以根据该设备设施的历史维修记录，预先内置设备的拆装、维修方法，用户根据现有的拆装、维修方案进行训练，同时也可以在虚拟场景中对离散的设备模型进行任意形式的拆装与组合，以便达到虚拟仿真模拟的效果。具体的操作步骤如下：步骤S1. 建立离散的全比例三维模型：步骤S1
‑
1. 使用BIM建模软件建立设备各个零部件的全构造离散模型，并对每个零部件进行统一编码。
[0017]应理解，可以采用Revit等BIM建模软件对各零部件的全构造以原始比例1比1进行3D建模。
[0018]步骤S1
‑
2. 根据设计图或实际构造，建立各个零部件模型之间的关联关系。
[0019]应理解，对各零部件的编码匹配建立关联关系，关联关系为各零部件之间的组装关系，比如螺母只能安装在对应的螺钉上。当后期操作没有遵守该关联关系时，虚拟仿真模拟维修将不能做出对应的组装。
[0020]步骤S1
‑
3. 将建立好的关联关系组合形成模型集并进行封装。
[0021]步骤S2. 建立虚拟仿真场景：虚拟仿真系统调取设备的历史维修记录，进行整合建立虚拟仿真场景。
[0022]应理解，设备的历史维修记录为设备的历史拆装、维修方法。
[0023]需要说明的是，所述虚拟仿真系统为VR系统，还包括：实时监控系统，用于对操作现场进行监控，并获取使用者在自主仿真模拟训练时的操作影像。
[0024]例如，可以通过显示屏显示操作影像和操作流程，然后提示使用者根据操作影像和操作流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标准化虚拟仿真维修实现方法，其特征在于，包括如下几个步骤：步骤S1. 建立离散的全比例三维模型：步骤S1
‑
1. 使用BIM建模软件建立设备各个零部件的全构造离散模型，并对每个零部件进行统一编码；步骤S1
‑
2. 根据设计图或实际构造，建立各个零部件模型之间的关联关系；步骤S1
‑
3. 将建立好的具有关联关系组合形成模型集并进行封装；步骤S2. 建立虚拟仿真场景：虚拟仿真系统调取设备的历史维修记录，进行整合建立虚拟仿真场景；步骤S3：虚拟仿真模拟维修：步骤S3
‑
1. 将封装后的模型集与虚拟仿真场景融合；步骤S3
‑
2. 对虚拟仿真系统进行多工况及拆检方法的预设，根据系统中数据对系统进行训练，供使用者学习如何操作；步骤S3
‑
3. 使用者选择预设虚拟场景之外的工况，即对建立了关联关系的离散设备工况，进行自主仿真模拟训练。2.根据权利要求1所述的一种标准化虚拟仿真维修实现方法，其特征在于，所述步骤S1
‑
1中，BIM建模软件对各零部件的全构造以原始比例1比1进行建模。3.根据权利要求1所述的一种标准化虚拟仿真维修实现方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨夫礼，于润清，王朝辉，田佩云，
申请(专利权)人：中国人民解放军九五三三八部队，
类型：发明
国别省市：