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1、可视化技术在智能制造中的应用作者：王石来源：电子技术与软件工程2017年第 09期摘 要智能制造系统集人工智能，物联网等于一体，能够实现自主学习、自主决策，不断 优化。但由于制造过程的复杂性，现阶段的智能制造系统仍然离不开人机交互与协同，可视化 是人机交互的基础，可视化设计与制造技术在智能制造中具有广泛的应用前景。【关键词】可视化技术物联网 数据采集与监控智能制造1 可视化技术1.1 可视化技术的定义可视化技术，是指可以将复杂或者特定流程简单化，以图像化地方式表达和呈现，便于用 户能够更直观，更简单地理解的工作过程、洞察数据规律。能够将复杂、难以理解的事务或者 流程、数据等转变为图像的过程均可
2、以称为可视化。1.2 可视化技术的分类除了科学计算可视化外，还包括数据可视化，信息可视化以及知识可视化。科学计算可视 化，是通过计算机的图形图像技术，将计算结果通过图形图像形式呈现。数据可视化，是将数 据进行必要的处理后通过图像的形式呈现，以便更加直观的洞察数据的内在联系和规律，数据 的可视化通常也包含了科学计算的可视化。信息可视化，是通过更便于用户理解的图像形式， 将信息和数据融合处理，一同呈现给用户，通过信息可视化，用户可以体验到更方便高效的服 务。知识可视化，主要通过视觉图像，帮助知识的传播和创新，通过图像帮助人们记忆并应用 较为复杂抽象的知识。1.3 可视化设计与仿真可视化设计与仿真大
3、量应用在现代制造系统中，可视化设计的流程一般为创建模型、可视 化仿真、结果分析以及缺陷修改等。1.3.1 创建模型创建模型是可视化设计的首要步骤，通常是根据实际事物创建计算机三维图形，并通过一 定的数学模型实现模型的结构的内在关系，模型是可视化设计中的关键，也是实施仿真的基 础。根据对象不同，模型具有差异性。比如要进行装配的可视化设计，第一步就是要创建装配 模型，确保装配部件的设计严格按照要求的大小，形状等。1.3.2 可视化仿真可视化仿真是指在创建模型之后，通过计算机模拟模型的运作，即进行计算机仿真操作。 其操作内容不外乎模型验证、数据监测及变参数试验。模型验证在仿真中非常重要。如果模型 存
4、在问题，那么后续研究必将存在误差，所以模型验证必不可少。数据监测是为了结果分析做 准备，需要详细监测各种数据。变参数试验，是通过变参数，设计对比试验，找出产品性能最 好的状态。1.3.3 结果分析通过对可视化仿真得到的结果进行分析，进行数据读取、曲线绘制、仿真动画和最优方案 选择，能够及时地发现模型中存在的不足，并及时完善方案，增加方案的可行性和科学性，是 可视化技术的核心内容。1.3.4 缺陷修改在结束结果分析之后，一般都会出现部分显而易见的不足之处，包括零件缺陷、工艺偏 差、运行漏洞和方案不合理等问题，此时就要及时解决这些问题。1.4 视觉传感器技术视觉传感器可以帮助我们创建模型，以及快速
5、实现可视化工程。视觉传感器技术是计算机 视觉理论的裙带技术，主要应用于工业监测、医疗设备及日常生活等领域中。视觉传感器的检 测技术不用直接接触物体就可进行检测。除此之外，该技术自动化程度高，检测数据结果更加 精准，并随时可以使用。2 可视化技术在智能制造中的应用2.1 智能制造的定义通互联网等新型信息技术，统一协同制造的各个环节，并具有自我检测和优化功能的制造 系统，称为智能制造系统。智能制造的特点之一就是信息网络与实际生产相互结合，信息系统 不仅能够使制造业的生产方式更加科学化，使其制造效率大幅度提升，而且通过制造信息和设 备联网可向其他制造相关环节不断延伸，提升制造效能以及实施协同制造。通
6、过网络支撑点， 依靠生产线不断扩散，是现在制造业的发展趋势。2.2 智能工厂的可视化三维可视化动态设备管理平台对企业智能工厂地形地貌、建筑、车间结构、设施设备等进 行几何建模，直观、真实、精确地展示各种制造设施、设备形状及生产工艺的组织关系，设 施、设备的分布和拓扑情况。使用户在电脑上就可以浏览整个企业现场，如同亲临现场。同时 系统将装置模型与实时、档案等基础数据绑定在一起，实现设备在三维场景中的快速定位与基 础信息查询。三维可视化动态设备管理平台可以对企业重点设备进行在线信息采集、报警、控 制等管理。系统对重点设备的温度、湿度、转速、振动、开关等实时信息进行采集和分析，当 工作条件出现异常时
7、，可及时显示、报警。2.3 自动焊接中的可视化通过可视化技术，可以将焊接过程进行实时反馈，及时处理可能发生的问题，可以大大提 高焊接质量，并有效地控制焊接过程，避免因自身视觉受到强光的影响，导致焊接不够准确。 可视化技术与制造执行系统结合为实现无人化机器人焊接提供了技术基础，除此之外，可视化 技术还可以进行焊后无损检测，对焊缝进行定量描述，及时发现焊缝是否存在损失等，从而减 少焊缝误差，提升产品质量。2.4 数据采集与监控系统作为可视化与制造物联网的应用系统之一，监控与数据采集（SCADA）系统被广泛应用 在能源、交通、化工、食品、制药等行业中，实现生产过程可视化SCADA系统综合利用了 计算
8、机技术、控制技术、通信与网络技术，完成了对测控点分散的各种过程或设备的实时数据 采集，本地或远程的自动控制，以生产过程的全面实时监控，并为安全生产、调度、管理、优 化和故障诊断提供必要和完整的数据及手段。3 结语目前，可视化技术结合物联网技术正逐步应用到制造业中，在实现制造过程和制造设备的 可视化方面为智能制造提供了基础。可视化技术的应用不仅降低了用户的工作负担，也改变了 人们以往的思维习惯。用户可以在可视化技术的帮助下，与其他机器进行交流，共同完成生产 工作，使得制造车间更加智能化。参考文献1 冯消冰，刘文龙，都东可视化技术在智能制造中的作用J.制造技术与机床，2016（ 06 ）：43-50.2 帅朝林，陈雪梅，邱世广虚拟现实技术在航空智能制造中的应用思考与展望J 航空制造技术，2016（16）： 26-33.李济龙，马军，袁家鹏，徐海军，曹满友，鄢泳，孙波可视化技术在军工车间生产中的应用研究J.新技术新工艺，2016 （09）： 78-80.作者单位1.东莞职业技术学院计算机工程系广东省东莞市 5238082.广东华中科技大学工业技术研究院广东省东莞市 523808
