[发明专利]基于混合现实的生产线布局仿真系统及方法

说明书

本发明提出了一种基于混合现实的生产线布局仿真系统及方法，用于解决现有技术中存在的生产线布局调试周期长和投入成本高的技术问题，实现步骤为：建立待仿真生产线设备三维模型，并设定三维模型的功能；人机交互模块向模型处理模块、环境扫描模块、数据存储模块、逻辑控制模块和显示模块发送控制指令；模型处理模块接收并优化待仿真生产线设备三维模型；环境扫描模块扫描布置待仿真生产线的真实车间环境，并优化扫描结果；数据存储模块存储不同模型；逻辑控制模块检测建立的待仿真生产线三维模型与真实车间环境模型的碰撞干涉关系；显示模块显示待仿真生产线三维模型和真实车间环境。本发明可用于生产线的布局设计。

技术领域

本发明属于生产线布局仿真技术领域，涉及一种生产线布局仿真系统及方法，具体涉及一种基于混合现实的生产线布局仿真系统及方法，用于生产线的布局设计。

背景技术

混合现实技术，是利用计算机产生虚拟对象信息，通过传感器技术实现真实场景与虚拟信息的融合，利用显示设备输出虚拟信息，这些虚拟信息叠加显示在使用人员视野内的真实物体之上，增强了用户所感知的真实场景。

生产线布局设计是工业工程研究和实践的重要方向，长期以来，生产线的布局设计一直被当作智能工厂实现的关键设计任务之一，它是将加工设备、物料搬运设备、工作单元和车间通道等制造资源合理地放置在一个有限的生产空间内的过程。

随着计算机技术的发展，当前生产线的布局设计借助仿真系统成为一种可行与有效的方法。生产线的布局设计存在设计过程复杂，在设计建造初期不能对生产线系统进行全局考虑，不能对设计方案的不合理地方进行及时修正，而是需要将整个生产线制造出来并装配好才能对其进行测试，占用了大量的时间、场地和资金，导致整个生产线布局设计周期过长，投入过大。为了解决上述问题，在申请公布号为CN106774223A，名称为“一种生产线三视图智能联动方法、系统”的专利申请中，公开了一种生产线三视图智能联动方法和系统。仿真系统中的上位机模块和PLC控制器模块用于实现操作者与仿真系统的交互，并存储生产线设备三维模型，组态监控模块和实物设备现场视图模块用于显示生产线三维模型，仿真模型模块用于接收生产线设备三维模型，仿真系统进行三维建模并搭建生产线仿真模型视图，根据设计方案搭建或部分搭建生产线或单元实物系统视图、建立组态监控视图，以三视图联动方式实现生产线布局设计、优化等于一体的综合平台。该发明对生产线布局方案实现了仿真优化，缩短了调试周期，降低了投入成本，但仍存在以下不足：对生产线布局进行仿真时，未考虑布置待仿真生产线的真实车间环境，导致仿真结果与布置待仿真生产线的真实车间环境的匹配性低，使得根据仿真结果建造生产线时，调试周期长，投入成本大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于混合现实的生产线布局仿真系统及方法，用于解决现有技术中存在的由于仿真结果与真实车间环境匹配性低导致的生产线调试周期长和投入成本大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于混合现实的生产线布局仿真系统，包括模型处理模块、数据存储模块、人机交互模块、显示模块、环境扫描模块和逻辑控制模块；

所述模型处理模块，包括模型导入子模块，用于接收待仿真生产线设备三维模型；

所述数据存储模块，包括通用模型子模块和专用模型子模块；所述通用模型子模块，用于存储待仿真生产线通用设备三维模型；所述专用模型子模块，用于存储待仿真生产线专用设备三维模型；

所述人机交互模块，用于向模型处理模块、环境扫描模块、数据存储模块、逻辑控制模块和显示模块发送指令；

所述显示模块，接收人机交互模块指令，并显示待仿真生产线的三维模型和布置待仿真生产线的真实车间环境；

所述模型处理模块，还包括与模型导入子模块连接的模型优化子模块，用于对导入的待仿真生产线设备三维模型进行优化，并将优化结果传输至通用模型子模块和专用模型子模块；