3D可视化纺织数字工厂-阿里云开发者社区

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3D可视化纺织数字工厂

简介: 传统的工厂中主要是依赖人工管理,生产信息通过人工记录并存储于纸质文档中,对于查询,追溯,统计析十分困难,生产效率低下,随着信息化的发展各企业开发了一系列的信息化系统如MES、ERP使得生产信息的管理得到了一定程度的提高。但是这些系统数据的利用率低,实时性差,无法生动形象的对设备的实时状态进行刻画。为了解决这一问题数字孪生孕育而生。数字孪生是充分利用

3D可视化纺织数字工厂

传统的工厂中主要是依赖人工管理,生产信息通过人工记录并存储于纸质文档中,对于查询,追溯,统计析十分困难,生产效率低下,随着信息化的发展各企业开发了一系列的信息化系统如MES、ERP使得生产信息的管理得到了一定程度的提高。但是这些系统数据的利用率低,实时性差,无法生动形象的对设备的实时状态进行刻画。为了解决这一问题数字孪生孕育而生。数字孪生是充分利用
物理模型传感器、历史运行等数据在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应实体设备的全生命周期。

系统特点

  • 实时监控

用户只需要有一台联网设备能访问网页即可对整个工厂的所有设备的运行和生产情况了如指掌。

  • 调度一体

利用现场生产数据分析和计划人员设备等方面的资源,使用智能算法得到最优的生产调度指令,并且对设备突发故障、加工拖延等生产异常事件做出实时响应。

  • 生产追溯

可以监控产品从投入到出库的全部生产环节,记录生产过程中产品所使用的原料、设备,产品每个工序的操作人员、操作时间等信息以及产品生产完成后的质量检测信息。

  • 维护预测

根据结构现有情况和过往载荷,及时分析评估设备是否需要维修,能否承受下次的任务载荷等。这样一来计划外的停机时间将大大减少。计划的维护只在必要时进行,而不是以固定的时间间隔进行。

  • 科学决策

通过数据采集,将数据以统计分析图表的方式呈现在决策者面前,清晰明了。

系统简介

接下来我们就简单介绍下如何通过海创物联网平台来实现纺织数字孪生系统,如下图所示纺织设备的数据通过海创物联网关进行采集,清洗、过滤后上报到阿里云进行存储,海创可视化平台通过Websocket或者Mqtt技术获取阿里云中的数据并且通过3D可视化技术将数据和模型进行绑定,这样就实现了在网页中实时映射现实设备的状态。
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系统流程图

模型的建立

建模流程图.png

建模流程图
由专业的建模软件输出3D模型并用ps等绘图软件制作贴图,最后经由渲染器将光照信息烘焙到纹理,最后经由模型软件输出通用模型格式与烘焙好的贴图,来完成3D模型。

模型导入海创可视化平台

导入HC.gif


将制作完成的3D模型和贴图导入海创可视化平台平台中做最后的调试,根据设备现场环境来,在可视化平台中模拟光照,环境细节,制作动画,并嵌入2D数据看板,来丰富场景细节,完成数字孪生创建的重要一步。

建立数据连接

数字纺织工厂需要调用的数据较多,数据的获取方式基本一致,现以看板上的“排产进度”模块数据为例进行说明。

创建产品

进入阿里云,创建产品“排产进度”,添加相关属性。
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创建设备

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数据采集和上传

登录海创可视化开发平台,创建微服务“排产进度”,选择定时器、http、function、阿里云IOT、海创IOT和调试等节点,填写数据信息并连接。
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定时器(设置请求数据的时间间隔
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  • HTTP(请求指定数据接口,并返回数据

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  • function(数据转换)

得到的json包数据格式不满足,需要在function节点里转化成需要的格式再进行传递。

  • 阿里云IOT(连接阿里云平台指定产品下的指定设备)

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  • 海创可视化平台接收阿里云平台下发的数据

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  • 调试(查看节点下发的数据内容

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配置完成后,点击部署即可。返回阿里云查看设备状态和对应数据。
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数据绑定

选择需要绑定数据的组件,选择绑定的微服务。绑定数据集.png
选择需要绑定的标签属性和对应的设备属性。绑定字段.png

效果展示

基于webGL2.0实现的网页端3D加速渲染

一开始.gif
通过此方式,可以让3d场景脱离本地客户端,直接在网页端呈现可交互操作的3D模型,因为在网页上面运行3D场景,摆脱了传统3D场景必须由本地打开的繁琐形式,所以除了PC端,在移动端也可以流程运行。在模型层面,为了更好的表达光影效果,所以通过烘焙纹理技术,将阴影,光照,反射等效果合成到纹理贴图上,这样极大的降低了渲染时间,降低了硬件门槛,得以让移动平台也可以流畅使用。结合动态的2D实时看板,可以一眼直观的了解到设备运行的情况,进度,单号等信息,通过网络,可以随时随地的监测到设备的实时信息,极大的减少了现场的人力投入。

一键巡检

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配合可视化平台的动画功能,来完成整体布局的巡检动画,直观高效的了解生产设备环境。

投料流动

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对物料流通情况,进行动画仿真模拟,可以直观的了解设备投料过程,依靠管道中的传感器,一旦出现堵塞,泄漏等故障,可以立即发现故障发生的位置和地点,极大的减少了企业的损失。

卷绕取料

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RGV取出产品的过程也能实时监测,对产品从原料到产出的每一个环节,都能实时把控。

平衡上料

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模拟真实的物料上料过程,RGV的运行动作由数据接入来精准控制。

包装检测

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成品的分拣与打包,通过现场回传的实时生产数据,模拟产品的分拣与打包工作。

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