CN112241794A - 一种设备检修过程实景化方法及*** - Google Patents
一种设备检修过程实景化方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种设备检修过程实景化方法及***，该方法包括：接收设备检修任务信息；所述设备检修任务信息包括检修设备以及检修任务内容；根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型；根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序；根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据。本发明有利于提升设备检修作业过程中的作业效率，降低作业的事故风险。
Description
技术领域
本发明涉及设备检修维护保养领域，尤其涉及一种设备检修过程实景化方法及***。
背景技术
设备检修维护保养是保障企业安全生产的必要条件，是设备持续运行的基本前提，其中涵盖了人员、设备、作业环境、风险预控管理措施、操作流程等多个因素，设备的检修维护保养具有设备复杂集成度高、工艺流程复杂、装配精密、作业工具高精尖等特点。在这样多的因素作用下，传统的检修作业方式，具有很多的局限性。1)师傅带徒弟，学习培训演练的环境非常有限；2)无法对设备检修繁多的工艺流程重复的实景化仿真培训与演练；3)现场实际工作中，如果遇到技术问题，无法及时得到有效的帮助和指导等。正因为这些原因，导致设备检修效率低，检修质量差，人员培训和技术素养提升代价高，从而导致对整个工艺流程的把控方面容易出现很多不可预知的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种设备检修过程实景化方法以及***，以提高设备检修作业过程中的作业效率，降低作业的事故风险。
根据本发明的第一方面，一种设备检修过程实景化方法，包括：
接收设备检修任务信息；所述设备检修任务信息包括检修设备以及检修任务内容；
根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型；
根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序；
根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据。
优选地，所述知识库包括所述设备工艺模型的每个流程步骤上对应工艺说明，所述设备风险控制模型的每个流程步骤上所对应的风险点和风险点的预控措施，以及所述设备工器具模型的使用说明和风险。
优选地，所述根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型的步骤包括：
根据所述检修设备及其设备编码，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型。
所述设备检修任务信息还包括检修任务级别；
优选地，所述根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序的步骤包括：
识别所述设备检修任务信息中的检修任务级别，根据所述检修任务内容和检修任务级别，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序。
优选地，所述检修任务级别包括A级检修、B级检修、C级检修和D级检修；其中，A级检修是进行全面的解体检查和修理；B级是针对设备存在的问题进行解体检查和修理，根据设备状态进行评估，有针对实施检修项目；C级检修是根据设备的磨损、老化规律，有重点地对设备进行检查、评估、修理，并进行设备部件的更换和设备消缺；D级检修是对设备进行消缺。
优选地，所述实景化数据用于设备检修作业过程实景化的培训演练，所述实景化数据包括实景化展示和演训设备检修的每个工艺流程和步骤顺序，每个流程步骤的风险与预控措施，以及每个流程步骤的工器具动画示范演示。
优选地，所述实景化数据还用于现场作业指导，在实际检修作业现场时，演示当前作业步骤的工艺、风险与预控措施、专用工器具的使用。
优选地，所述的设备检修过程实景化方法还包括：在实际检修作业现场时，现场记录存在的问题和经验，完善和补充所述设备***结构模型的知识库。
优选地，所述根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型的步骤还包括：
搜索所述检修设备所处的外部空间和所述外部空间部署的可视化监视装置，所述外部空间为检修区域。
优选地，所述的设备检修过程实景化方法还包括：根据所述检修任务获取所述检修区域的可视化监视装置，所述可视监视装置用于根据所述检修设备的位置获取设备图像和环境图像，以熟悉和演练作业环境。
优选地，所述可视化监视装置为多台，用于获取所述检修设备的多角度的环境图像。
优选地，所述根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据的步骤还包括：
比对三维虚拟环境与所述环境图像的区别，并在所述三维虚拟环境中提示异常位置与差异信息。
根据本发明的第二方面，一种设备检修过程实景化***应用有所述的设备检修过程实景化方法，该设备检修过程实景化***构建有设备***结构模型，所述设备***结构模型包括设备三维结构模型、设备装配流程模型、设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型；
所述设备三维结构模型与所述设备装配流程模型相互关联，作为所述设备装配流程模型的补充模型，所述设备工艺模型、所述设备风险控制模型和所述设备工器具模型分别与所述设备装配流程模型相互关联；
所述设备三维结构模型，用于描述检修设备的整体结构和附加设备装配流程模型；
所述设备装配流程模型，用于描述检修设备的各个部件结构及设备拆装的顺序逻辑；
所述设备工艺模型，用于描述检修和拆装的工艺说明；
所述设备风险预控模型，用于描述检修和拆装时所存在的风险因素以及风险所对应预控措施；所述设备工器具模型，用于描述检修和拆装的设备部件的工器具使用图解和动画示范演练。
本发明提出的一种设备检修过程实景化方法及***，根据设备检修作业任务和检修任务的级别标准智能自动推导，在三维虚拟环境中，实现设备检修作业实景化显示，以便于进行实景化的培训与演练，以及作业现场设备检修作业过程的现场指导，提升设备检修作业任务在线式培训演练的实景化，节约了培训演练的成本，达到培训演练的沉浸式和真实感，通过设备检修作业过程指导的方法，在作业现场及时解决作业过程中的遇到的技术问题，并具有风险和预控措施的管控，提高了作业的效率，降低作业的事故风险，防范设备检修作业过程中人和设备事故的发生。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种设备检修过程实景化方法实施例的流程图；
图2为本发明另一种设备检修过程实景化方法实施例的流程图；
图3为图2所示方法中设备***结构模型包括的模型具体示意图；
图4为本发明一种设备检修过程实景化***实施例的功能原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明一种设备检修过程实景化方法，包括：
步骤101：接收设备检修任务信息；所述设备检修任务信息包括检修设备以及检修任务内容；
步骤102：根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型；
步骤103：根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序；
步骤104：根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据。
其中设备检修任务信息还可以包括检修任务级别。本发明设备检修过程实景化方法，根据设备检修作业任务和检修任务级别标准智能自动推导，在三维虚拟环境中，实现设备检修作业实景化显示，以便于进行实景化的培训与演练，以及作业现场设备检修作业过程的现场指导，提升设备检修作业任务在线式培训演练的实景化，节约了培训演练的成本，达到培训演练的沉浸式和真实感，通过设备检修作业过程指导的方法，在作业现场及时解决作业过程中的遇到的技术问题，并具有风险和预控措施的管控，提高了作业的效率，降低作业的事故风险，防范设备检修作业过程中人和设备事故的发生。
如图2所示，本发明提供一种设备检修过程实景化方法，其为图1所示方法实施例的优选实施方式。图1所示实施例的解释说明可以应用于本实施例，本实施例的设备检修过程实景化方法包括：
第一步：启动设备检修作业任务；
第二步：确认设备检修作业任务(明确检修的设备或设备部件，以及检修的内容)。
第三步：确认检修任务级别(A级检修、B级检修、C级检修、D级检修)。
具体地，设备检修任务级别标准可以分为A级检修、B级检修、C级检修、D级检修四个等级。A级检修是指进行全面的解体检查和修理；B级是针对设备存在的问题进行解体检查和修理，可根据设备状态进行评估，有针对实施检修项目；C级检修根据设备的磨损、老化规律，有重点地对设备进行检查、评估、修理等，可进行设备部件的更换、设备消缺等；D级检修是对设备进行消缺。
第四步：根据设备检修任务和设备检修级别，设备检修作业演练方法和作业现场指导自动推导。
具体地，设备***结构模型可以包括设备三维结构模型、设备装配流程模型、设备工艺模型、设备风险控制模型、设备工器具模型，它们之间的关联关系：设备三维结构模型关联设备装配流程模型，设备装配流程模型分别与设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型相互关联。设备三维结构模型描述设备的整体结构和附加设备装配流程模型。设备装配流程模型描述设备的各个部件结构及设备拆装的顺序逻辑。设备工艺模型是设备装配模型的补充模型，其描述检修和拆装的工艺说明。设备风险预控模型是设备装配模型的补充模型，其描述检修和拆装时所存在的风险因素以及风险所对应预控措施。设备工器具模型是设备装配模型的补充模型，其描述检修和拆装的设备部件的工器具使用图解和动画示范演练。如图3所示。
具体地，第四步包括：
1)、根据检修的设备和编码，确认三维环境中设备***结构模型及其关联的设备装配流程模型：在设备***结构模型中的设备三维结构模型搜索到对应的设备，根据对应的设备搜索设备关联的设备装配流程模型，以及设备所处的外部空间和该空间部署的所有可视化监视装置，把设备所处的外部空间环境定义为检修区域。
2)、根据检修任务内容(如：XX设备的XX部件检查维修)和检修任务级别，在设备装配流程模型确认其中需要的装配流程步骤和顺序。
3)、根据已经生成装配流程步骤和顺序，再寻找与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程演练、设备检修作业过程指导和作业现场可视化图像的演练指导结果。知识库包括设备工艺模型每个步骤上对应工艺说明、设备风险控制模型每个步骤上所对应的风险点和风险点的预控措施、设备工器具模型的使用说明和风险等数据的关联与集成。
第五步：演练与指导结果的输出与展示。
1)、设备检修作业过程演练：实景化展示和演训设备检修的每步工艺流程和步骤顺序，每个流程存在的风险与预控措施，以及每个流程步骤的专用工器具动画示范演示。其中的每个步骤可选择，而且演练的内容也可选择。
2)、设备检修作业过程指导：在实际检修作业现场时，直接演示当前作业步骤的工艺、风险与预控措施、专用工器具的使用。并且可以现场记录存在的问题和经验，完善和补充设备***结构模型的知识库。
3)、作业现场可视化图像：根据作业任务自动获取检修区域的可视监视装置(即根据检修设备的位置，获取设备图像和环境图像的装置)，可以一台或者多台，再通过可视监视装置获取其现场的环境图像信息，熟悉和演练作业环境。同时，还可以比对多角度环境图像与三维虚拟环境的区别，并在虚拟环境中提示异常的位置与差异信息。
本发明设备检修过程实景化方法,能根据设备检修作业任务和设备检修级别标准智能自动推导，在三维虚拟环境中，实现设备检修作业实景化的培训与演练，以及作业现场设备检修作业过程的现场指导。提升设备检修作业任务在线式培训演练的实景化，节约了培训演练的成本，达到培训演练的沉浸式和真实感。通过设备检修作业过程指导的方法，在作业现场及时解决作业过程中的遇到的技术问题，并具有风险和预控措施的管控，提高了作业的效率，降低作业的事故风险，防范设备检修作业过程中人和设备事故的发生。
本发明还提供一种设备检修过程实景化***，其为图1及图3所示方法实施例的对应的***实施例，图1-图3所示实施例的解释说明可以应用于本实施例，如图3以及图4所示，该一种设备检修过程实景化***构建有设备***结构模型，所述设备***结构模型包括设备三维结构模型、设备装配流程模型、设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型；
所述设备三维结构模型与所述设备装配流程模型相互关联，作为所述设备装配流程模型的补充模型，所述设备工艺模型、所述设备风险控制模型和所述设备工器具模型分别与所述设备装配流程模型相互关联；
所述设备三维结构模型，用于描述检修设备的整体结构和附加设备装配流程模型；
所述设备装配流程模型，用于描述检修设备的各个部件结构及设备拆装的顺序逻辑；
所述设备工艺模型，用于描述检修和拆装的工艺说明；
所述设备风险预控模型，用于描述检修和拆装时所存在的风险因素以及风险所对应预控措施；所述设备工器具模型，用于描述检修和拆装的设备部件的工器具使用图解和动画示范演练。
本实施例通过针对设备检修作业任务和设备检修级别标准，设备检修作业培训演练和作业现场指导方法智能自动推导，在三维虚拟环境中，生成实景化的设备检修仿真演练和作业现场设备检修作业过程指导。再通过可视监视装置可以一个或多视角与虚拟环境作业环境熟悉与演练，以及环境差异性的比对。由此实现针对作业人员当前的作业任务进行实景化的精准培训与演练，提升培训演练的效果，提高培训演练的效率，降低了培训演练的成本。其次，在现场作业过程，如果遇到技术问题，可根据设备检修作业过程指导的方法指导作业，并具有风险和预控措施的管控，提高了作业的效率，降低作业的事故风险，防范了作业过程中的发生意外的人和设备伤害事故。此外，平时可以进行在线式的实景化的培训演练，不需要占用现场的实际设备，不对影响安全生产，即节约了生成成本，又提高人员安全生产技能和素质。
如图4所示，设备检修过程实景化***应用三维模型技术建立设备***结构模型，根据设备的检修作业任务(设备名称与编码、检修的内容)和设备检修的级别标准，应用设备***结构模型和可视化监视装置技术，采用设备检修作业实景化的培训演练和现场作业指导方法，自动推导出设备检修作业过程演练、设备检修作业过程指导和作业现场可视化图像。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种设备检修过程实景化方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收设备检修任务信息；所述设备检修任务信息包括检修设备以及检修任务内容；
根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型；
根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序；
根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据。
2.根据权利要求1所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述知识库包括所述设备工艺模型的每个流程步骤上对应工艺说明，所述设备风险控制模型的每个流程步骤上所对应的风险点和风险点的预控措施，以及所述设备工器具模型的使用说明和风险。
3.根据权利要求1所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型的步骤包括：
根据所述检修设备及其设备编码，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型。
4.根据权利要求1所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述设备检修任务信息还包括检修任务级别；
其中所述根据所述设备检修任务信息中的检修任务内容，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序的步骤包括：
识别所述设备检修任务信息中的检修任务级别，根据所述检修任务内容和检修任务级别，在所述设备装配流程模型中获取所述设备的装配流程步骤和顺序。
5.根据权利要求4所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述检修任务级别包括A级检修、B级检修、C级检修和D级检修；其中，A级检修是进行全面的解体检查和修理；B级是针对设备存在的问题进行解体检查和修理，根据设备状态进行评估，有针对实施检修项目；C级检修是根据设备的磨损、老化规律，有重点地对设备进行检查、评估、修理，并进行设备部件的更换和设备消缺；D级检修是对设备进行消缺。
6.根据权利要求1至5任一项中所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述实景化数据用于设备检修作业过程实景化的培训演练，所述实景化数据包括实景化展示和演训设备检修的每个工艺流程和步骤顺序，每个流程步骤的风险与预控措施，以及每个流程步骤的工器具动画示范演示。
7.根据权利要求6所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述实景化数据还用于现场作业指导，在实际检修作业现场时，演示当前作业步骤的工艺、风险与预控措施、专用工器具的使用。
8.根据权利要求7所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，还包括：在实际检修作业现场时，现场记录存在的问题和经验，完善和补充所述设备***结构模型的知识库。
9.根据权利要求1至5任一项中所述的设备检修过程实景化演训方法，其特征在于，所述根据所述设备检修任务信息中的检修设备，在设备三维结构模型中搜索对应的设备，并基于所述设备搜索关联的设备装配流程模型的步骤还包括：
搜索所述检修设备所处的外部空间和所述外部空间部署的可视化监视装置，所述外部空间为检修区域。
10.根据权利要求9所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，还包括：根据所述检修任务获取所述检修区域的可视化监视装置，所述可视监视装置用于根据所述检修设备的位置获取设备图像和环境图像，以熟悉和演练作业环境。
11.根据权利要求9所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述可视化监视装置为多台，用于获取所述检修设备的多角度的环境图像。
12.根据权利要求10或11所述的设备检修过程实景化方法，其特征在于，所述根据所述设备的装配流程步骤和顺序，调用与每个流程步骤关联的设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型的知识库，生成设备检修作业过程的实景化数据的步骤还包括：
比对三维虚拟环境与所述环境图像的区别，并在所述三维虚拟环境中提示异常位置与差异信息。
13.一种设备检修过程实景化***，其特征在于，应用有权利要求1-12任一项中所述的设备检修过程实景化方法，该设备检修过程实景化***构建有设备***结构模型，所述设备***结构模型包括设备三维结构模型、设备装配流程模型、设备工艺模型、设备风险控制模型和设备工器具模型；
所述设备三维结构模型与所述设备装配流程模型相互关联，作为所述设备装配流程模型的补充模型，所述设备工艺模型、所述设备风险控制模型和所述设备工器具模型分别与所述设备装配流程模型相互关联；
所述设备三维结构模型，用于描述检修设备的整体结构和附加设备装配流程模型；
所述设备装配流程模型，用于描述检修设备的各个部件结构及设备拆装的顺序逻辑；
所述设备工艺模型，用于描述检修和拆装的工艺说明；
所述设备风险预控模型，用于描述检修和拆装时所存在的风险因素以及风险所对应预控措施；所述设备工器具模型，用于描述检修和拆装的设备部件的工器具使用图解和动画示范演练。
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