科创中国

高新技术改造传统产业

本研究基于数字孪生技术,构建了一套针对手机装配线的虚拟可视化监控和交互控制系统。系统通过对实际生产线的数据进行采集和建模,实现了高保真的三维虚拟环境。运用虚拟实境技术,使操作者沉浸于虚拟环境中,可以自由漫游和交互操作。系统支持多视角切换,对关键工艺进行虚拟跟踪和状况监测。通过虚拟界面,操作者可以直观感知装配线的运行状态,并进行设备的启动、停止等远程控制。本系统极大地增强了对复杂装配线的可视化、可达性和协同性,可实现对机器人和自动化系统的无缝监控与控制,降低调试难度,提升生产效率。该研究验证了基于数字孪生的虚拟仿真技术在智能制造领域中的应用潜力。系统充分利用了虚拟仿真和人机交互等前沿技术,具有较高的创新性。下一步工作将进一步优化系统性能,并推进产业应用。

1. 构建高保真的数字孪生虚拟模型,实时反映实际生产线动态 通过数据采集和三维重建,精确还原了手机装配线的工艺流程、设备布局、运动规划等细节,实现虚拟模型与实际场景的高度契合。 2. 沉浸式虚拟体验,自由交互操作 应用虚拟现实技术,通过头盔可以身临其境地观察生产线运行,支持多视角切换,实现过程跟踪。通过手柄可以进行虚拟设备的点选、抓取、移动等交互操作。大幅增强用户参与感。 3. 远程监控与控制,降低调试难度 虚拟场景直观呈现生产线的实时状态,如设备报警、运动轨迹。通过虚拟界面可以远程对设备进行启动、停止、速度调整等控制。 4. 交互式数字孪生,协同优化生产过程 虚拟与实际场景融为一体,支持无缝监控与控制,实现设计、调试和运营的深度协同。极大提升机器人和自动化系统的可视化、可达性、协同性,降低系统试运行成本。 5. 具备较高的通用性,可推广至其他装配线 系统框架和关键技术可迁移至其他工艺过程,具有较强的通用性。

工业物联网与网络化控制教育部重点实验室依托 “工业物联网协同创新中心”、“国家工业物联网国际科技合作示范基地”、“智能仪器仪表网络化技术国家地方联合工程实验室”，获得首批重庆市高校创新团队称号和“重庆市杰出青年群体”重点实验室。现有科研人员64人，其中90%的研究人员具有博士学位，拥有国家级人才4名、省部级人才19名。近5年，实验室共承担各类科研项目100余项，获得各类省部级奖励18项，其中：国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖7项、二等奖10项。重庆市科技进步奖一等奖2项、重庆市自然科学一等奖1项、中国自动化学会科技进步奖1项、中国仪器仪表学会科学技术进步奖1项、中国产学研合作创新成果奖1项、川渝产学研创新成果奖一等奖1项。承担40余项国家科技重大专项、国家863计划等国家级/省部级项目，牵头制定传感网测试国际标准和物联网网络层标准技术报告，牵头制定国际国家标准49项（牵头制定国际3项，国家标准10项）。发明专利授权250项（PCT专利12项、美国专利授权4项），发表高水平论文404篇。

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