ICS35.240.01 CCSL70 团 体 标 准 T/QGCML1705—2023 数字工厂虚拟仿真实训系统 Digitalfactoryvirtualsimulationtrainingsystem 2023-10-23发布 2023-11-07实施 全国城市工业品贸易中心联合会  发布 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 I目次 前言..................................................................................II 1范围................................................................................1 2规范性引用文件......................................................................1 3术语和定义..........................................................................1 4基本要求............................................................................1 5技术原理及特点......................................................................2 6系统架构............................................................................3 7功能模块............................................................................3 8运行测试............................................................................5 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 II前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。 本文件起草单位：湖北智图空间科技有限公司、武汉辰光辉天科技有限公司、武汉诺莱电子科技有 限公司。 本文件主要起草人：周欢、徐胜。 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 1数字工厂虚拟仿真实训系统 1范围 本文件规定了数字工厂虚拟仿真实训系统的术语和定义、基本要求、技术原理及特点、系统架构、 功能模块、运行测试。 本文件适用于数字工厂虚拟仿真实训系统的设计及应用。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T20270信息安全技术网络基础安全技术要求 GB/T20988信息安全技术信息系统灾难恢复规范 GB/T25000.10系统与软件工程系统与软件质量要求和评价（SQuaRE）第10部分：系统与软件质 量模型 GB/T25000.51系统与软件工程系统与软件质量要求和评价（SQuaRE）第51部分：就绪可用软件 产品（RUSP）的质量要求和测试细则 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 数字工厂虚拟仿真实训系统digitalfactoryvirtualsimulationtrainingsystem 是一款虚拟仿真实训的操作系统，系统内可以构建合理的虚拟仿真实训操作模式和数据信息处理过 程，实现相关的数据信息匹配和功能数据信息的构建。 4基本要求 4.1软硬件要求 4.1.1软件符合表1要求。 表1软件要求 项目 要求 开发环境 Eclipse 操作系统 windows所有系统 支持软件 WINDOWS、LINUX、UNIX等各种操作系统下的支持 4.1.2硬件符合表2要求。 表2硬件要求 项目 要求 开发的硬件环境 CPU:2.3GHZ，4核；内存:8192M；硬盘:100G 运行的硬件环境 CPU:2.3GHZ，4核；内存:8192M；硬盘:100G 4.2设计要求 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 24.2.1应易于操作、界面美观，方便用户进行浏览、搜索和交互。 4.2.2应能根据不同用户的需求和背景进行个性化定制，提供量身定制的学习资源和服务。 4.2.3应结合虚拟仿真技术，为用户提供实验演示和调试机会，让用户在安全环境下进行实践。 4.2.4应利用大数据分析技术，对用户的行为和数据进行统计、分析和预测，为用户提供更加精确的 建议和指导。 4.3信息安全 符合GB/T20270、GB/T20988的相关要求。 4.4可靠性 应遵从GB/T25000.10、GB/T25000.51中的可靠性要求，在应用场景需求内，长时间连续运行时不 应出现崩溃、闪退、卡死、无响应、响应迟缓等问题。 4.5备份和恢复 备份和恢复要求包括但不限于： a)宜有数据备份机制,并对备份数据进行保护； b)在使用恢复的数据前应校验其可用性、完整性； c)被非正常退出,或其他应用程序异常导致关机或者重启,再次启动时，功能应能恢复正常使用。 5技术原理及特点 5.1系统技术路线 5.1.1按照企业真实生产工艺仿真开发：工艺流程、自动化控制系统、生产场景按照有代表性的企业 完整生产线进行仿真制作。 5.1.2操控系统仿真：自动化系统的监控环境与硬件操作设备按照真实生产流程制作。 5.1.3模型开发分为物理模型和工艺模型：物理模型例如阀门开度与流量的关系、电机转速与设备运 行距离模型等；工艺模型例如炼钢过程的化学变化模型。 5.1.4虚拟场景：生产环境的三维建模、主要生产设备三维建模。 5.1.5虚拟现实程序开发：在三维建模基础上，结合物理模型进行程序编制，形成符合实际的互动与 信息反馈。 5.1.6操控结果控制：通过网络仿真操控与虚拟场景形成信息交互，通过工艺模型的计算分析形成仿 真结果，仿真结果要求逼近生产工艺实际。 5.1.7评价体系：操作过程通过物理模型获得反馈信息，经过工艺模型分析计算得到结果，产量、产 品质量、产品能耗和操控的规范，作为虚拟仿真系统的评价标准。 5.2系统特点 5.2.1技术特点 a)虚拟仿真实训系统依托虚拟现实、多媒体3D模型、人机交互、数据库和网络通讯等技术，集 生产工艺和控制技术于一体，虚实结合、软硬结合，人机互动，构建高度仿真的虚拟实训环 境，实现生产工艺操作的实时仿真； b)系统具有完善的记录操作功能及白动评价体系，能够完成教学、培训和岗位技能鉴定等任务， 并可解决在校学生生产实习难题； c)系统的现场3D漫游，可以让学员以第一人称视角，多角度、全方位的在虚拟仿真的场景中行 走，从而解决在校学生教学、认知实习难题，实现真实生产实践难以完成的教学和培训任务； d)系统可以设置出现各种工况条件，系统不干预操作人员的处理过程，但记录下整个操作过程 并按照现场专家按照工艺操作要求、工艺指标和成本指标要求制定的评价体系仿真系统自动 给出评分，生成详细的考核记录报表，实现培训考核，对现场培训做有益的补充； 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 3e)系统可对工艺精细内在流程进行可视性展示，虚拟生产场景、上位机仿真操控、硬件手柄操 作台模拟工艺三位一体实现最佳训练效果，将电脑仿真技术用于钢铁冶金培训，可用于新员 工培训、转岗员工培训、在职职工技能提升培训，减轻企业现场培训负担。 5.2.2工厂属性 虚拟仿真系统来源于先进生产工艺过程的完整仿真。虚拟被控对象、仿真的操作软件、真实的操作 硬件、符合实际的工艺模型构成逼近生产实际的虚拟操控仿真系统。 5.2.3教学属性 a)适合于教学、练习和综合实训，实现了一机多用，解决了冶金专业学生培养遇到的缺乏实训 设备和实习企业的难题； b)配套大量教学课件：结合虚拟仿真的各个工艺环节，及行业专家与专业教师的支持，利用FLASH 技术和3D技术制作了大量课件作为系统辅助教学工具； c)提供教案生成平台和素材库：适合于教师根据教学习惯进行课件自助制作的专用教案生成平 台，并提供了大量视频、3D动画、FLASH动画、图片等素材，在教案生成平台中任意调用； d)建立了完整的评价和分析体系：根据学生单位时间生产量、吨钢成本消耗、产品质量、操作 记录等定量对操作者的操作过程进行评价，形成评价报表进行统计打印。 6系统架构 系统采用C/S架构，能够满足局域网和广城网中使用，经过严格的压力测试，满足多人同时在线。 虚拟仿真实训系统架构见图1所示。 图1虚拟仿真实训系统架构 7功能模块 7.1教学辅助 全国团体标准信息平台 T/QGCML1705—2023 4教师在进行专业教学过程中，可以结合虚拟仿真系统进行边操作边教学，硬件系统搭建上考虑了教 学环节，采用两台投影设备，同时进行操作和场景监控；教师还可以预先进行操作，将操作过程的屏幕 录制作为教学课件。 7.2学员训练 学生针对教师选择的实训项目（通过教师机的选择菜单进行选择）人一组针对任何一个工艺环节进 行操作训练，与综合实训不同的是