基于i4-Factory平台的煤化工虚拟外操培训系统设计与实现
企业的主体是员工，员工技术能力是企业生产中的关键因素，先进的培训学习方式是企业运营生产的重要保障，对于企业的效率和效益的提升有着重要意义。目前国内的煤化工外操培训主要还停留在现场的人员“手把手”的教学方式，对于最终培训效果的考核也是往往停留在纸质题库，造成了学习和考核的不同步的问题，没有达到培训带来预期目的。 虚拟现实技术是计算机三维可视化中新兴的技术，拥有强大的空间表达能力和优良的交互性，可以给客户提供逼真的、可操作的虚拟场景。虚拟现实技术现在已经被应用于城市规划、工业设计、文物复原、军事模拟等领域，并取得了良好的实用效果。传统的培训模式已经不能满足当前建设数字化工厂的需求，因此需要构建效率更高、技术含量更强的新型培训方式。 虚拟外操培训系统是综合运用了虚拟现实技术、三维地理信息技术、计算机网络技术、数据库技术实施开发的，实现了外操培训应用方式的转型，也为国内煤化工行业的外操数字化发展提供了鲜活的实例，是一项开拓性的工作。 虚拟外操培训系统采用3DSMAX软件搭建所需要的培训装置的场景模型，按照煤化工建模的规范分别对构成设备模型的点、线、面、体及材质的要求进行分类，最终构建符合标准的装置模型。另外，根据装置现有的电子图纸资料，进行装置内的管线和阀门的批量化解析建模，既能够保证建模的准确度，也达到了节约项目开展的时间和人员成本的目标。 虚拟外操培训系统能够支持备煤、气化、变换和黑水四套装置的三维场景的培训工作，用户可以选择第一人称的视角在场景中实现漫游，包括通过鼠标和键盘的控制行走方式。用户也可以对场景中需要学习和考核的工艺流程的新需求进行定制，包括重新修改工艺流程的顺序关系、贴图、流速等。用户可以通过自身的python脚本语言编辑培训考核课程中的操作阀门、及设备开启的按钮动作等三维表现形式。 虚拟外操培训系统利用构建的装置三维场景，选取i4-Factory平台作为三维交互操作的基础载体。i4-Factory平台拥有以下优势支撑整个培训系统的运行:海量数据的内外存交互技术、自动路网寻路技术、可扩展脚本技术、无缝支持对接Oracle数据库、ActiveX控件三维场景交互技术、面向多维数据的高性能空间索引技术、以文件块数据存储策略为基础的海量三维场景更新技术、基于虚拟对等网络的多维数据共享发布引擎技术、强大的粒子系统特效、友好的人机交互操作。最终基于Oracle数据库管理各类属性数据和培训数据，应用ActiveX控件技术实现网页端三维渲染，实现了虚拟外操培训系统的在线、实时、可交互的三维培训的目的。
煤化工企业;虚拟外操培训系统;设计理念;三维场景
中国海洋大学
硕士
自然地理学
韩勇
2015
中文
F407.7;TP311.52
70
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）