科创中国

行业领域

采矿业

需求背景

      煤矿企业的开采、掘进、运输、提升、支护等生产设备种类繁多、结构复杂、零部件繁多、价格昂贵且体积庞大，矿山生产企业难以采用真实设备进行员工的设备结构认知、拆卸与安装、故障诊断与排除、工作面运行演示等技能的培训工作。设计研发虚拟仿真技术为上述问题的解决提供了新的研究思路。

      本设计以新疆焦煤集团企业实际为背景，计划选取各生产环节的典型生产环境、典型生产设备、常见设备故障、标准作业流程、逃生救援系统等内容，通过建立数字模型、构建数字样机，创建满足企业使用要求的虚拟仿真培训平台，致力于解决矿山企业在学员培训过程中的设备、场地、环境等因素的制约，大幅提高学员的实际操作技能、紧急逃生自救能力、设备维护管理水平等，具有重要的现实意义和应用价值。

需解决的主要技术难题

针对大型矿山机械设备虚拟仿真系统设计，需要解决的主要技术难题：

1.提出矿山机械设备虚拟样机维修资源库的设计概念，利用CAD 模型转换优化技术和3DMAX 机械模型与渲染贴图、动画制作技术，构建虚拟交互场景，建设完成矿山机械设备虚拟现实资源库。利用该平台在零件建模过程中，对于易损坏及关键部位零件进行有限元分析。并选取采掘设备传动装置中的传动轴进行有限元分析计算，得到传动轴的应变图、位移图、应力分布图等，为零件的优化、改进提供帮助，创建设备备件数字化管理系统。

2.构建矿山企业生产的虚拟漫游系统，分析矿山机械设备虚拟仿真软件的研发流程，分析确定矿山机械设备虚拟仿真系统的总体目标，在此基础上阐述研制流程的制定方法，功能定义的原则、系统设计的环节组成、以及软件制作的详细步骤。重点论述软件系统脚本设计、编写的过程以及软件程序的开发。

3.详细论述交互平台的搭建的技术流程，对各虚拟交互平台的功能特点做较为详细的分析。并重点讲解基于EON Studio 软件，开发虚拟交互平台的技术流程，通过模型制作、模型烘焙、模型渲染、虚拟场景导入等实现了矿井虚拟生产仿真系统的漫游、导航与交互功能，最后进行软件功能测试完成矿井虚拟生产仿真系统。

期望实现的主要技术目标

a.构建虚拟交互场景，建设完成矿山机械设备虚拟现实资源库；

b.完成软件系统脚本设计、编写过程以及软件程序的开发；

c.完成软件功能测试，矿井虚拟生产仿真系统验收通过。

需求解析

解析单位：江苏省徐州市 解析时间：2022-10-26

阎恒

江苏创导光电新能源有限公司

研发部部长兼技术经理人

综合评价

通过描述，经过研究检索，比如在利用CAD 模型转换优化技术和3DMAX 机械模型与渲染贴图、动画制作技术，构建虚拟交互场景，建设完成矿山机械设备虚拟现实资源库方面，这些技术市面上已经可以达到，可以直接使用现实的技术。其他方面需求通过推荐行业专家来进行解决，对未解决需求方面进行系统摸排和功能掌握，确定其在市场上同类产品中的独特性与性能优化方法，后将所有产品功能特征明显、有别于其他同类产品的功能进行优化、提升。 该需求没有明确企业是想购买需求还是想要合作购买产品，此方面没有明确，我给出的建议是让企业购买专家技术咨询，这样让公司的工作人员结合专家的指示来做比较节省成本，大概需要十万元左右。 最后，该需求要实现的目的还是非常好的，可以有效的节省成本，对比传统工艺技术，提升了质量和性能，带来的各方进步可以促使产品带来更好的升级，进一步增加营收，带来经济税收的进一步发展，有益于社会。

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