三維工廠模型與iFix組態(tài)軟件相結合應用方法的研究

范九歌

摘 要：在煙草行業(yè)中，卷煙工廠動力車間的設備特點是種類多、管路長、位置分布分散。新員工無法在短時間內(nèi)對設備工藝流程有一個完整系統(tǒng)的認識。本文主要介紹了利用三維工廠模型和iFix組態(tài)軟件，對涉及動力設備工藝流程相關信息的導覽與呈現(xiàn)的具體應用方法。此方法能夠建立一套工藝流程導覽系統(tǒng)，且使新員工方便快捷且完整系統(tǒng)地學習動力設備系統(tǒng)工藝流程。

關鍵詞：三維工廠模型;iFix;設備系統(tǒng)工藝流程

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0028-02

0 引言

在煙草行業(yè)中，卷煙工廠動力車間的設備特點是種類多、管路長、位置分布分散。這相較于其他生產(chǎn)車間，對新員工學習設備工藝流程而言，存在更大的難度。

目前針對新員工學習設備工藝流程所使用的方法有：查閱設備廠家安裝調(diào)試時期整理的相關紙質(zhì)資料、車間有經(jīng)驗的操作維修工培訓講解。這兩種方法雖然能夠給新員工提供設備工藝流程的主要知識，但是無法很好地與現(xiàn)場設備實際情況相結合，使新員工有一個完整系統(tǒng)的設備工藝流程認識。同時，由于卷煙工廠在前期建設階段，有相應廠家開發(fā)制作的三維工廠模型。三維工廠模型中的動力設備與管路信息與現(xiàn)場實際情況完全一致。員工可通過使用Navisworks軟件，瀏覽三維工廠模型，對設備工藝流程實現(xiàn)完整系統(tǒng)的認識。但是，此方法對操作人員的計算機基礎能力有一定要求，操作查看存在一定難度，同時，Navisworks軟件對運行的電腦配置也有一定要求，安裝運行軟件存在一定條件。

本文將介紹利用三維工廠模型與iFix組態(tài)軟件的各自優(yōu)勢，基于iFix5.5工業(yè)組態(tài)軟件開發(fā)平臺，以三維工廠模型為主要呈現(xiàn)方式，通過多層級位置區(qū)域圖和工藝流程導覽視頻的方式，對涉及動力設備工藝流程相關信息的導覽與呈現(xiàn)的具體應用方法。

1 設備工藝流程資料整理

（1）確定各類設備系統(tǒng)工藝流程。對于各類動力設備系統(tǒng)，如制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、中水系統(tǒng)等，結合前期相關系統(tǒng)的安裝調(diào)試資料和操作維修員工對相關系統(tǒng)的理論知識與現(xiàn)場情況的了解，根據(jù)能源介質(zhì)的流向，確定各類設備系統(tǒng)工藝流程。

（2）確定工藝系統(tǒng)的關鍵節(jié)點。根據(jù)上一步驟確定的設備系統(tǒng)工藝流程，確定關鍵節(jié)點。關鍵節(jié)點是以能源介質(zhì)流經(jīng)的主要設備、罐體缸體、主要閥門管道為主。以空壓系統(tǒng)為例，確定的關鍵節(jié)點有：空壓機、冷干機、粗過濾器、精過濾器、緩沖罐、分氣缸、分氣缸連接的各管道閥門等。

（3）確定關鍵節(jié)點參數(shù)信息。根據(jù)上一步驟確定的設備系統(tǒng)關鍵節(jié)點，再結合第一步驟（確定各類設備系統(tǒng)工藝流程）中搜集整理的相關設備資料，確定關鍵節(jié)點的參數(shù)信息。以空壓系統(tǒng)為例，空壓機的參數(shù)信息有：產(chǎn)氣量、功率、生產(chǎn)廠家、加卸載壓力帶等，壓縮空氣主管道的參數(shù)信息有：管道材質(zhì)、管徑、長度等，緩沖罐的參數(shù)信息有：容積、生產(chǎn)廠家、材質(zhì)等。

2 設備工藝流程視頻制作

2.1 制作工藝流程原視頻

使用Navisworks軟件（本文使用的是2016版），打開三維工廠模型。使用主界面右側的漫游功能，并根據(jù)之前確定的設備系統(tǒng)工藝流程，對工藝流程進行手動導覽。同時，在導覽開始前，開啟軟件“動畫”標簽下的錄制功能，對工藝流程導覽進行錄制。在導覽過程中，在關鍵節(jié)點處停頓10秒，為后期視頻制作中添加關鍵節(jié)點參數(shù)信息。導覽完成后，停止錄制。接著，點擊軟件界面“動畫”標簽下的“導出動畫”按鈕，生成導覽視頻。

相關導出動畫的參數(shù)選擇如圖1所示，源：當前動畫，渲染：視口，格式：AVI，壓縮程序：microsoft video 1，壓縮質(zhì)量：100，類型：顯式，每秒幀數(shù)：9，抗鋸齒：無，寬：1920，高：1080。

視頻生成后，再使用格式工廠軟件進行視頻壓縮。本文使用的格式工廠是3.8.0版本。選擇生成AVI格式視頻。輸出配置如圖2所示。

2.2 對原視頻進行后期制作

使用Camtasia.Studio軟件（本文使用的版本是8.5.1），進行原視頻的后期制作。將原視頻添加到項目軌道1中，接著，點擊“標注”，添加文本框至軌道2中。將前期制作的關鍵節(jié)點參數(shù)信息等內(nèi)容導入文本框中，并根據(jù)關鍵節(jié)點在視頻中的時間位置，準確匹配到相應畫面中。制作完成后，保存項目，并導出AVI視頻文件，選擇壓縮方式為microsoft video 1。

視頻生成后，再使用格式工廠軟件進行視頻壓縮。本文使用的格式工廠是3.8.0版本。選擇生成AVI格式視頻。輸出配置如圖2所示。

3 設備工藝流程信息集成

在做好了所有的設備系統(tǒng)工藝流程導覽視頻后，需按照設備位置區(qū)域層級對視頻進行分類并制作區(qū)域劃分圖，方便后期使用人員按照設備位置圖進行索引查詢。

3.1 確定設備區(qū)域劃分

根據(jù)設備區(qū)域由大到小，可劃分為如下層級：1級廠區(qū)區(qū)域、2級廠房區(qū)域、3級設備區(qū)域。如圖3、4所示。

3.2 制作區(qū)域劃分圖

根據(jù)上一步驟確定的設備區(qū)域劃分，使用Navisworks軟件（本文使用的是2016版），打開三維工廠模型，進行相應的圖像截取。具體操作：點擊軟件主界面“輸出”標簽下的圖像按鈕，導出圖像。

相關導出圖像的參數(shù)選擇如圖5所示，格式：jpeg，渲染器：視口，類型：顯式，寬：1980，高：1080。

3.3 在iFix中集成工藝流程導覽視頻

根據(jù)之前步驟所制作的設備區(qū)域圖和導覽視頻，使用iFix組態(tài)軟件（本文使用版本為5.5中文版），將內(nèi)容進行集成。打開iFix工作臺，在軟件主界面左側“畫面”標簽下，新建畫面。在首頁的“顯示/隱藏”標簽下，勾選“工具欄”。使用工具欄中的“位圖”功能，將之前制作的設備區(qū)域劃分圖，逐個添加到不同的新建畫面中。根據(jù)各個設備區(qū)域畫面的層級順序關系，再通過軟件的“打開畫面專家”功能，實現(xiàn)設備工藝流程索引查詢功能。

最后，在每個設備工藝系統(tǒng)主界面上，添加按鈕，并對按鈕增加如下腳本：

Private Sub CommandButton1_Click（）

Player = Shell（“C：＼QQPlayer＼QQPlayer.exe C：＼KongYa.avi”）

End Sub

在腳本中，shell函數(shù)括號內(nèi)的第一個地址是QQ影音播放器（本文使用的版本是3.9）的可執(zhí)行文件在磁盤中的地址，第二個地址是導覽視頻文件在磁盤中的地址。

4 結語

本文通過利用三維工廠模型和視頻制作軟件，將制作完成的設備系統(tǒng)工藝流程導覽視頻，集成到ifix平臺中，有效避免了三維軟件對電腦配置要求高、兼容性差的不足，同時，充分利用了三維工廠模型的優(yōu)勢和ifix平臺的功能。通過此種應用方法，能夠建立一套具有很高兼容性的工藝流程導覽系統(tǒng)。從而，使新員工方便快捷且完整系統(tǒng)地學習動力設備系統(tǒng)工藝流程。

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