發(fā)布時間：2017-04-18 11:12

  本文關鍵詞：車間制造狀態(tài)三維虛擬監(jiān)控與預警方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著傳感器技術的發(fā)展,車間制造現場實時收集數據已經變得簡單,如何存儲處理和應用這些數據,仍然是亟待解決的問題。當前的監(jiān)控系統(tǒng)采用傳統(tǒng)數據庫存儲實時數據,并且通過二維界面進行操作,導致了車間管理人員與現場操作人員之間信息交互的不及時和不準確,使得當前的車間監(jiān)控滿足不了用戶需求。本文從實際生產需求出發(fā),重點對車間制造狀態(tài)三維虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的相關技術以及預警方法進行了研究。論文中的研究工作主要有以下內容：(1)分析虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中的數據類型,在對實時數據存儲方式詳細分析的基礎上,設計了面向三維虛擬實時監(jiān)控的數據存儲方法,提出了實時數據庫的系統(tǒng)模型和運行方式。(2)運用Unity3D平臺對三維虛擬場景進行構建,采用場景樹的思想對虛擬場景進行管理；研究了虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中三維模型的實時驅動方式,重點對人機交互技術展開了研究,以實現自然、實時的人機交互。研究了路徑節(jié)點法來實現監(jiān)控系統(tǒng)中物流設備的路徑可視化。(3)論述了故障預測的一般方法,詳細地分析了真實生產過程中的復雜情況,基于模型參數無法定義生產操作過程以及工藝經驗的缺乏,采用PCA方法(主元分析法)進行設備的故障預測；對PCA方法的求取過程進行了分析,并設計了基于PCA方法的故障預測算法；最后通過案例驗證了預測方法的正確性。(4)基于上述關鍵技術的研究,設計并開發(fā)了原型系統(tǒng),對原型系統(tǒng)的總體框架和功能要素進行了設計和分析,并在實際應用中證明了原型系統(tǒng)的有效性。
【關鍵詞】：虛擬監(jiān)控 實時數據庫 Unity3D 主元分析 故障預測
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH18;TP277
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 研究背景16
• 1.2 課題來源16-17
• 1.3 車間虛擬監(jiān)控的相關研究現狀17-18
• 1.3.1 工業(yè)監(jiān)控研究現狀17
• 1.3.2 實時數據存儲的研究現狀17-18
• 1.3.3 三維可視化技術研究現狀18
• 1.3.4 故障預測方法研究現狀18
• 1.4 課題研究內容和目標18-20
• 1.4.1 研究內容18-20
• 1.4.2 研究意義20
• 1.5 論文結構20-22
• 第二章 實時數據存儲方法研究22-33
• 2.1 數據類型22-25
• 2.1.1 實時數據庫中數據的基本概念22-23
• 2.1.2 實時數據存儲要解決的問題23-24
• 2.1.3 虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中數據類型24-25
• 2.2 數據存儲方式25-28
• 2.2.1 實時數據模型25-27
• 2.2.2 實時數據庫的功能27
• 2.2.3 實時數據的組織與存儲27-28
• 2.3 數據庫運行方式28-32
• 2.3.1 實時數據庫系統(tǒng)框架28-29
• 2.3.2 核心結構設計29-30
• 2.3.3 實時數據庫內部模塊化實現30-31
• 2.3.4 建立實時數據庫系統(tǒng)模型31-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 虛擬車間三維可視化技術33-51
• 3.1 虛擬車間三維場景構建33-37
• 3.1.1 Unity3D技術介紹33-36
• 3.1.2 基于場景樹的三維虛擬場景建立36-37
• 3.2 基于實時數據的設備模型驅動37-45
• 3.2.1 三維圖形變換37-39
• 3.2.2 Unity3D圖形變換實現39-40
• 3.2.3 虛擬監(jiān)控系統(tǒng)可視化對象運動方式40
• 3.2.4 虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中模型的運動驅動40-45
• 3.3 人機交互技術45-47
• 3.3.1 人機交互技術基本概念45
• 3.3.2 人機交互技術在虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中的應用45-46
• 3.3.3 場景漫游方法46-47
• 3.4 物流設備路徑可視化47-50
• 3.4.1 路徑設計節(jié)點47-49
• 3.4.2 路徑設計節(jié)點的信息建模49
• 3.4.3 物流設備路徑的三維可視化實現49-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第四章 設備故障預警技術51-64
• 4.1 故障預測方法概述51-52
• 4.2 主元分析法52-56
• 4.2.1 主元分析法簡介52-54
• 4.2.2 數據預處理54
• 4.2.3 參數矩陣標準化54-55
• 4.2.4 主元確定55-56
• 4.3 基于主元分析法的故障預測56-59
• 4.3.1 SPE(Q)統(tǒng)計量57
• 4.3.2 T~2統(tǒng)計量57-58
• 4.3.3 主元得分圖58
• 4.3.4 具體算法步驟58-59
• 4.4 案例59-63
• 4.4.1 機床監(jiān)控模型描述59-60
• 4.4.2 主元分析法故障預測60-63
• 4.5 本章小結63-64
• 第五章 原型系統(tǒng)的設計與實現64-71
• 5.1 系統(tǒng)總體框架設計64-65
• 5.2 系統(tǒng)關鍵功能要素分析65-66
• 5.3 原型系統(tǒng)的應用驗證66-70
• 5.4 本章小結70-71
• 第六章 總結與展望71-72
• 6.1 研究工作總結71
• 6.2 未來工作展望71-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況75

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