水電廠沉浸式虛擬檢修仿真平臺(tái)項(xiàng)目
該項(xiàng)目位于廣州市番禺區(qū)天安科技園南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司虛擬現(xiàn)實(shí)仿真培訓(xùn)中心，項(xiàng)目包含一套五面LED沉浸式虛擬仿真環(huán)境、三套可移動(dòng)單通道虛擬仿真環(huán)境以及兩套HTC VIVE頭盔虛擬仿真環(huán)境，將天生橋水電站全廠模型、清遠(yuǎn)抽水蓄能電站全廠模型載入該虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)中，通過先進(jìn)的定位跟蹤系統(tǒng)，捕捉人物的頭部信息、手柄信息，達(dá)到逼真的漫游仿真環(huán)境，并且在漫游過程中，能進(jìn)行設(shè)備認(rèn)知、屬性查看，研究基于此平臺(tái)的設(shè)備瀏覽、課件實(shí)操、評價(jià)考核等相關(guān)功能。
然而，該項(xiàng)目中提到的“一套五面LED沉浸式虛擬仿真環(huán)境”就是我們今天要講的重點(diǎn)。
背景：
如今，無論是電力行業(yè)，還是冶金、汽車、高鐵以及航空航天行業(yè)，都普遍存在著檢修培訓(xùn)時(shí)設(shè)備隱蔽、檢修工期限制和工學(xué)矛盾突出等痛點(diǎn)問題；事故應(yīng)急演練模式存在著成本高、風(fēng)險(xiǎn)大和培訓(xùn)效果不理想等問題；可裝配性驗(yàn)證，虛擬維修保障等應(yīng)用問題；危險(xiǎn)作業(yè)現(xiàn)場演示、常見現(xiàn)場事故應(yīng)急處置演示、交互式體驗(yàn)，人員安全評估等各類問題。
突破：
這些問題一直以來困擾著企業(yè)的發(fā)展，如何解決這些問題，成了當(dāng)今企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。然而，中冶武勘技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻克多個(gè)技術(shù)難題，建成國內(nèi)首套五面LED-CAVE平臺(tái)，很好的解決了這些困難，給企業(yè)帶來福音。
成功案例：
目前，該技術(shù)成功運(yùn)用于南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的水電廠仿真培訓(xùn)平臺(tái)研究開發(fā)科技項(xiàng)目，使得國內(nèi)第一套自主知識產(chǎn)權(quán)的五面 LED－CAVE沉浸式仿真系統(tǒng)落戶調(diào)峰調(diào)頻公司番禺虛擬仿真培訓(xùn)基地，取得良好效果，并在該公司召開的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)研討會(huì)上，得到了國內(nèi)三位虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域資深專家高度評價(jià)。
五面LED-CAVE沉浸式虛擬仿真平臺(tái)到底長啥樣？讓小編帶你了解一下：
五面LED-CAVE沉浸式仿真環(huán)境是目前國內(nèi)首例使用LED搭建的五面CAVE虛擬仿真環(huán)境，解決了LED-CAVE渲染顯示同步、LED光學(xué)跟蹤系統(tǒng)開孔定位、頂幕調(diào)節(jié)沉降、立面平整度調(diào)節(jié)、狹小空間散熱等虛擬行業(yè)未曾遇到的問題，使平臺(tái)目前在虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)處于領(lǐng)先水平。
該平臺(tái)可用于在產(chǎn)品研發(fā)過程中，用戶使用三維多通道渲染集成技術(shù)，快速進(jìn)行方案可視化以進(jìn)行輔助決策，縮短產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)的設(shè)計(jì)和評審時(shí)間，同時(shí)平臺(tái)兼容多種類型的三維數(shù)據(jù)格式，例如3dsMax、AutoCAD、Solidworks、CATIA、Revit等，并可以快速創(chuàng)建高質(zhì)量的交互式內(nèi)容，借助虛擬現(xiàn)實(shí)的方式加強(qiáng)了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、市場營銷、售后維護(hù)等環(huán)節(jié)的多維度交流和協(xié)同。
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，打造沉浸式仿真環(huán)境，建立1：1的“孿生工廠”虛擬場景，有效解決虛擬可裝配性驗(yàn)證、虛擬維修保障、危險(xiǎn)作業(yè)現(xiàn)場演練、常見現(xiàn)場事故應(yīng)急處置演示、檢修交互式體驗(yàn)、人員安全評估等各類問題，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
中冶武勘利用自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力，建立工廠三維可視化模型及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備精確模型，通過讀取智能工業(yè)產(chǎn)品的傳感器或者控制系統(tǒng)的各種實(shí)時(shí)參數(shù)，構(gòu)建可視化的遠(yuǎn)程監(jiān)控，在CAVE沉浸式環(huán)境中打造逼真的“數(shù)字孿生”工廠，將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中，形成可交互的數(shù)字鏡像，這極大的加速了操作人員對物理實(shí)體的了解，可以讓很多原來由于物理?xiàng)l件限制、必須依賴于真實(shí)的物理實(shí)體而無法完成的操作，如模擬仿真、危險(xiǎn)作業(yè)演練、事故應(yīng)急處理模擬、虛擬裝配等，成為觸手可及的工具，更能激發(fā)人們?nèi)ヌ剿餍碌耐緩絹韮?yōu)化生產(chǎn)運(yùn)維、制造安全和技術(shù)服務(wù)。
下面，讓小編通過中冶武勘自主研發(fā)并建成的南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司重大科技項(xiàng)目——基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的水電廠仿真培訓(xùn)平臺(tái)，帶你繼續(xù)深入了解一下國內(nèi)首套五面LED-CAVE平臺(tái)的運(yùn)用。
基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的水電廠仿真培訓(xùn)平臺(tái)
該五面LED-CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)，構(gòu)建了高度逼真的水電站三維虛擬現(xiàn)實(shí)場景，在三維虛擬場景中真實(shí)地進(jìn)行各種運(yùn)維操作和應(yīng)急響應(yīng)演練，不僅讓電廠員工技能培訓(xùn)和學(xué)習(xí)提升將不再受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備狀態(tài)的限制，并且提升了水電站在面對緊急事故時(shí)的預(yù)防能力和處理能力，更好的保障了水電站的安全生產(chǎn)。
通過五面LED-CAVE沉浸式虛擬仿真環(huán)境，將抽水蓄能電站全廠精確模型載入該虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)中，利用先進(jìn)的定位跟蹤系統(tǒng)，捕捉人物的頭部信息、手柄信息，達(dá)到逼真的漫游仿真效果，并且在漫游過程中，能進(jìn)行設(shè)備認(rèn)知、屬性查看，并且可基于此平臺(tái)開發(fā)相關(guān)內(nèi)容課件，例如全廠設(shè)備漫游及生產(chǎn)狀態(tài)檢測、水電廠檢修培訓(xùn)演練、以及安全生產(chǎn)評價(jià)考核演練等相關(guān)內(nèi)容。
另外，五面CAVE沉浸式虛擬仿真環(huán)境屬于固定式仿真培訓(xùn)平臺(tái)，我們在項(xiàng)目中還設(shè)計(jì)了三套可移動(dòng)獨(dú)立顯示沉浸式虛擬環(huán)境，可將硬件設(shè)備隨車、隨人攜帶出行，或可用于電廠自主、集中培訓(xùn)，在任何空曠空間均可搭建。
此可移動(dòng)沉浸式虛擬環(huán)境（以一套為例）由超短焦投影機(jī)、移動(dòng)工作站、3D眼鏡、定位跟蹤系統(tǒng)及交互手柄組成，并定制相應(yīng)設(shè)備的移動(dòng)式航空箱。
綜上所述，五面LED-CAVE仿真平臺(tái)具有如下五大特點(diǎn)：
1＼多源數(shù)據(jù)展示
可以載入模型并實(shí)現(xiàn)虛擬場景漫游，兼容多種三維軟件格式。
Solidworks模型展示
3dsMax模型展示
2＼虛擬設(shè)計(jì)評審
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了新的方式來觀察產(chǎn)品及其生產(chǎn)制造過程，可以幫助用戶在數(shù)字樣機(jī)階段，針對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)提供快速便捷的數(shù)字樣機(jī)評審，對數(shù)字樣機(jī)實(shí)現(xiàn)三維可視化、以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、造型方案評審、虛擬拆裝驗(yàn)證等。用戶在虛擬仿真環(huán)境中，通過虛擬現(xiàn)實(shí)外設(shè)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，對產(chǎn)品數(shù)進(jìn)行演示操作、切換不同設(shè)計(jì)方案、拆裝流程驗(yàn)證等。
五面LED-CAVE
3＼虛擬檢修仿真
電廠一線員工一般使用文字、圖片、視頻等方式或現(xiàn)場教學(xué)方式進(jìn)行設(shè)備檢修培訓(xùn)，這種培訓(xùn)方式時(shí)間成本高且效果不理想，使用五面LED-CAVE仿真平臺(tái)檢修仿真培訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行培訓(xùn)，可以讓員工身臨其境的進(jìn)行仿真操作，極大的提高了員工培訓(xùn)效果且降低培訓(xùn)成本。解決了檢修工期限制和工學(xué)矛盾突出等痛點(diǎn)問題。
虛擬檢修仿真
4＼虛擬安全考核演練
將個(gè)人置身于虛擬場景中，真實(shí)感受事故案例的現(xiàn)場環(huán)境，通過與虛擬環(huán)境進(jìn)行人機(jī)交互，開展生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)急處置模擬演練。
火警演練
安全演練
5＼多人協(xié)同
在很多方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)代表著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的自然演化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助用戶突破物理限制，讓多個(gè)用戶可以進(jìn)入同一個(gè)虛擬仿真環(huán)境中進(jìn)行協(xié)同評審。使指導(dǎo)人員指揮更加便捷、更加高效，現(xiàn)場運(yùn)維人員獲得更有效的解決方案。
多人協(xié)同
未來
中冶武勘將與南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司培評中心繼續(xù)合作，為南方電網(wǎng)提供更加優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)；同時(shí)，也將為希望通過虛擬仿真平臺(tái)改善虛擬檢修、培訓(xùn)、作業(yè)現(xiàn)場演示、事故演練等方面提升管理水平的企業(yè)，提供一系列支撐服務(wù)。
