在《中國制造2025》中，智能制造被定位為中國制造的主攻方向。智能制造是指將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術與設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)融合，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱，具備以智能工廠為載體，以關鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎、以網(wǎng)通互聯(lián)為支撐的四大特征。工信部部長苗圩曾表示：智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內容，也是加快發(fā)展方式轉變，促進工業(yè)向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。當前，互聯(lián)網(wǎng)新科技與各行各業(yè)融合加快創(chuàng)新步伐，成為制造業(yè)轉型升級的新動力。汽車、家電、消費品等行業(yè)紛紛積極投入到與互聯(lián)網(wǎng)新產業(yè)的磨合與探索中。

在汽車行業(yè)中，汽車雷達具有非常重要的現(xiàn)實和發(fā)展意義。從安全角度來說，車輛事故帶來的死傷和財產損失的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，說明了汽車雷達的必要性，借助其技術輔助手段可以預防部分事故，社會需要機動車雷達的發(fā)展。對于汽車所有者而言，汽車雷達作為一個安全裝置，方便而且不是很昂貴，而且還承擔一些需要注意力、判斷力和技術性的工作，從而降低駕駛的強度，減少駕駛員的負擔。這對消費者具有更現(xiàn)實的重要性。另一方面，從汽車制造商的角度來說，雷達是吸引消費者購買的另一大特色，它是潛在的收入來源和競爭優(yōu)勢。那么當汽車雷達遇上智能制造這個當紅“炸子雞”，將擦出怎么的科技火花呢。

中國電科38所根據(jù)目前智能制造的趨勢，以汽車雷達智能制造示范產線為依托，對產線設備進行廣泛的數(shù)據(jù)采集，并且以數(shù)字化映射(Digital Twin)/增強現(xiàn)實AR為技術基礎，實現(xiàn)產線的三維虛擬監(jiān)控應用，展現(xiàn)產線真實數(shù)據(jù)驅動的三維仿真場景，然后通過上海湃睿的Pi-IoT平臺將軟硬件互聯(lián)并快速定制一系列應用場景，以達成研究目的，從而促進具備實際價值的解決方案的形成。這就是中國電科38所的汽車雷達智能制造示范產線三維虛擬監(jiān)控平臺項目。

數(shù)字化映射(Digital Twin)/增強現(xiàn)實AR作為該項目重要的技術依托。是PTC眾多技能中了不起的杰作。數(shù)字化映射(Digital Twin)是將三維模型通過物聯(lián)網(wǎng)平臺采集的數(shù)據(jù)驅動，它將現(xiàn)實世界的物理動作直接體現(xiàn)在數(shù)字世界的三維界面上。說直白一點就是，它就像一面鏡子一樣，產品的信息將被同步動態(tài)得“映射”給制造商，包括產品的物理動作和各種數(shù)據(jù)。真正實現(xiàn)了讓產品“說話”。數(shù)字化映射能幫助制造商直觀、具體、遠程得了解到產品是如何被使用，從而了解對客戶來說什么才是最有價值的。后來又搞了一個叫Augmented Reality的東西，翻作：增強現(xiàn)實。這個技術能夠幫助你看到之前看不到的信息和數(shù)據(jù)。增強現(xiàn)實威力巨大，能夠從根本上改變人們的工作方式。它在數(shù)字和現(xiàn)實世界之間搭建了橋梁，創(chuàng)造的價值惠及整個企業(yè)。再結合 IoT 數(shù)據(jù)，AR 應用程序成為真正的變革性體驗，促使著許多企業(yè)完全重新設想自己如何設計、生產、銷售、運營和維修產品。

有了好產品作為項目堅實的基礎，也應該少不了人為的運作搭建。目前，中國電科38所汽車雷達智能制造示范線虛擬監(jiān)控項目在結合湃?？萍荚谖锫?lián)網(wǎng)領域優(yōu)秀的技術能力及優(yōu)質的服務支持下，已出色的完成了該項項目的階段匯報工作。

中國電科38所介紹

中國電子科技集團公司第三十八研究所(以下簡稱中國電科38所)，1965年建于貴州，1988年底整體遷建合肥市，經過50多年的探索和追求，中國電科38所已發(fā)展為集研究、開發(fā)、制造、測試于一體的電子信息高科技、集團型研究所，擁有國際水平的設計研發(fā)平臺，精良完備的電子制造平臺，國內先進的電子測試、試驗平臺，具備從事電子信息技術研發(fā)和系統(tǒng)工程建設的強大綜合實力。擁有國家級集成電路設計中心、俄羅斯新技術研發(fā)中心、中國電科浮空平臺研發(fā)中心、安徽省汽車電子工程研究中心、安徽省公共安全信息技術重點實驗室、安徽省北斗衛(wèi)星導航重點實驗室、合肥公共安全技術研究院、博士后科研工作站等研發(fā)平臺。50多年來，共先后取得1500多項科研成果，其中國家級、省部級科技進步獎100多項，多項成果填補國內空白、居于國際領先地位。擁有安徽四創(chuàng)電子股份有限公司(中國雷達第一股，600990)、安徽博微長安電子有限公司、合肥博微電氣有限公司、安徽博微廣成信息科技有限公司、中電科技(合肥)博微信息發(fā)展有限責任公司等多家產業(yè)化公司。

項目實施情況：

一、項目需求

中國電子科技集團公司第38研究所的汽車雷達智能制造示范產線三維虛擬監(jiān)控平臺，其需求目的是對產線進行三維仿真建模，然后通過設備真實采集的數(shù)據(jù)驅動三維模型來進行虛擬結合真實的監(jiān)控平臺。

二、 項目實施內容

(1)軟件平臺

軟件采用上海湃睿的Pi-IoT平臺,構建智能制造示范產線應用場景。技術由上海湃睿信息科技有限獨家提供支持。

(2)硬件平臺

產線供應商(蕪湖)。

(3)三維模型及引擎

1、三維模型制作;

2、三維引擎采用Web 3D平臺，由湃睿獨家提供支持。

(4)場景搭建

軟硬件結合，三維引擎與物聯(lián)網(wǎng)平臺結合，采用物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取設備數(shù)據(jù)，轉發(fā)給三維引擎用以構建三維虛擬監(jiān)控場景。通過雙方提供的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議接口，進行數(shù)據(jù)整合，從而使得真實數(shù)據(jù)能夠驅動三維虛擬模型內容。

(5)產線設備數(shù)據(jù)采集基礎

1、設備廠商提供了基于德國BECKHOFF公司出品的的TwinCAT軟件作為自動化程序設計軟件，該軟件具備OPC UA服務器組件，可以使得自動化程序采集到的設備數(shù)據(jù)可以通過符合OPC UA協(xié)議的方式供應其他系統(tǒng)使用。

2、Pi-IoT平臺提供OPC UA擴展支持符合OPC UA協(xié)議的數(shù)據(jù)獲取。

(6)產線三維建模

由于產線本身各設備的三維模型文件尺寸太大，為了減少對計算設備能力依賴，對整個產線進行重新建模。

(7)物理網(wǎng)平臺與Web 3D平臺數(shù)據(jù)互聯(lián)

1、憑借Pi-IoT平臺本身對RESTFUL API技術的強大支持能力，將設備數(shù)據(jù)組織成Web 3D引擎更容易解析的格式實時供應到接口。

2、Web 3D平臺通過輪詢方式，以極短時間間隔不斷請求Pi-IoT接口獲取數(shù)據(jù)，從而達到實時映射的作用。

三、項目實施過程，三維虛擬監(jiān)控系統(tǒng)實施步驟：

四、項目實施成果

(1)物聯(lián)網(wǎng)硬件網(wǎng)絡搭建

1、設備數(shù)據(jù)采集;

2、工廠與實驗室硬件網(wǎng)絡系統(tǒng);

(2)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)開發(fā)

1、產線三維虛擬監(jiān)控平臺;

2、Pi-IoT與Web 3D平臺數(shù)據(jù)對接;

3、虛擬監(jiān)控;

4、設備數(shù)據(jù)展示;

5、生產異常報警;

6、AR體驗;

(3)工廠與實驗室網(wǎng)絡架構

結語

汽車雷達智能制造示范線虛擬監(jiān)控平臺是經過數(shù)字化車間三維虛擬監(jiān)控系統(tǒng)基于數(shù)字化映射(DT)技術與物聯(lián)網(wǎng)平臺整合，通過與數(shù)字化車間的設備數(shù)據(jù)以及DNC系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)流的集成，實現(xiàn)B/S架構下的車間生產現(xiàn)場、中央控制平臺以及客戶端三位一體的信息化服務平臺。對車間制造資源進行三維可視化導航、顯示、分析與管理車間現(xiàn)場設備狀態(tài)信息、生產工藝參數(shù)信息、車間物流過程、產品質量信息以及設備故障的管理診斷信息等，形成面向整體車間的虛擬監(jiān)控平臺，實現(xiàn)透明化生產，故障問題重現(xiàn)與仿真。

中國電科38所與湃?？萍紡姀娐?lián)合打造在智能制造過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術，連接各種工業(yè)設備，采集工業(yè)設備的各種各樣的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可以洞見各種瓶頸問題，從而獲得優(yōu)化的依據(jù)與方式方法。