[发明专利]一种标准化虚拟仿真维修实现方法

说明书

本发明提供了一种标准化虚拟仿真维修实现方法，将BIM技术于VR技术进行结合，深度1比1还原真实的设备构造及特点，获取真实的操作数据，并通过预先内置一定量的拆装、维修场景，以此为基础进行仿真模拟维修，仿真模拟维修过程中没有物料的损耗，在提升维修人员的操作效率的同时还可以降低物料成本，并且供给操作的虚拟模型为全比例的离散模型，不光有外观大样，同时还具备内部实际构造任意形态拆装的功能，能够提高操作的真实感和评价的可靠性，能够提高模拟仿真维修的效果。

技术领域

本发明属于虚拟现实及仿真技术领域，具体的是一种标准化虚拟仿真维修实现方法。

背景技术

目前，对于一些高精密仪器设备在使用时，一旦出现问题主要存在两大问题。一是使用人员不会修，使用单位维护人员缺乏对该设备的整体了解，遇到问题时经常不会处理或者乱处理，致使小问题酿成大故障。二是修理费用高，使用单位常采用“试错性”维修方法，一些简单的故障都要采用多种方法进行尝试性维修，即增加了维修人员工作量，也增加了设备维修成本。此外，使用单位请厂方专业技师赴现场维修的话会花费很大代价。因此，需要一种虚拟拆装生产方式，让使用者在虚拟仿真环境中进行微组装的虚拟操作。

当前BIM技术、VR技术已经跳过了全面普及的浅层次认知阶段，进入全面应用阶段，虚拟现实技术已经开始棉线体验教学、过程仿真、实践教学、数字孪生等领域。国内外开发了大量的基于BIM或者VR的可视化平台，但有些平台通过内置固定场景，只能够进行场景和操作过程展示；有些平台能够扫描真实场景，投射到虚拟场景中，使用人员根据扫描的场景进行一系列虚拟操作。

现有的虚拟拆装生产方式，通过总结各项拆装和检修案例，定义了拆装过程模型，能够描述大多数的拆装过程。拆装场景提前预制好，放入虚拟场景中，设备的拆装不够灵活，用户不能对设备设施进行自主拆装与组合，同时场景为场景识别设施扫面进去的，也即是虚拟场景中所看到的均是现实中表观表现出来的，对于设备的内部的结构构造很难进行重建。另一方面通过BIM进行设备设施建模，但平台多数只能够进行三维可视化的展示，不能让使用人员进行浸入式虚拟操作，且灵活性不够，不能够将设备设施的各个零部件进行随意拆装。

发明内容

本发明提供了一种标准化虚拟仿真维修实现方法，将BIM技术与VR技术进行结合，深度1比1还原真实的设备构造及特点，获取真实的操作数据，并通过预先内置一定量的拆装、维修场景，以此为基础进行仿真模拟维修。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种标准化虚拟仿真维修实现方法，包括如下几个步骤：

步骤S1. 建立离散的全比例三维模型：

步骤S1-1. 使用BIM建模软件建立设备各个零部件的全构造离散模型，并对每个零部件进行统一编码；

步骤S1-2. 根据设计图或实际构造，建立各个零部件模型之间的关联关系；

步骤S1-3. 将建立好的关联关系组合形成模型集并进行封装；

步骤S2. 建立虚拟仿真场景：

虚拟仿真系统调取设备的历史维修记录，进行整合建立虚拟仿真场景；

步骤S3：虚拟仿真模拟维修：

步骤S3-1. 将封装后的模型集与虚拟仿真场景融合；

步骤S3-2. 对虚拟仿真系统进行多工况及拆检方法的预设，根据系统中数据对系统进行训练，供使用者学习如何操作；

步骤S3-3. 使用者选择预设虚拟场景之外的工况，即对建立了关联关系的离散设备工况，进行自主仿真模拟训练。

进一步地，所述步骤S1-1中，BIM建模软件对各零部件的全构造以原始比例1比1进行建模。

进一步地，所述步骤S1-2中，关联关系为各零部件之间的组装关系，当后期操作没有遵守该关联关系时，虚拟仿真模拟维修将不能做出对应的组装。

进一步地，所述虚拟仿真系统为VR系统，还包括：