典型化工廠3D生產(chǎn)實習(xí)仿真系統(tǒng)建設(shè)招標(biāo)方案

1、 典型化工廠3D生產(chǎn)實習(xí)仿真系統(tǒng)建設(shè)招標(biāo)方案建設(shè)背景3D仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般可以及時、沒有限制的觀察三維空間。3D仿真培訓(xùn)對企業(yè)提高培訓(xùn)效率，提供員工分析、處理能力，減少決策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險可以起到重要的作用。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以根據(jù)需要隨時生成新的設(shè)備。培訓(xùn)內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓(xùn)練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。同時，3D仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的沉浸性和交互性，使學(xué)員能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)員的技能訓(xùn)練。

2、由于虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險，學(xué)員可以反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。建設(shè)目標(biāo) 3D仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以界面組態(tài)系統(tǒng)生成的虛擬現(xiàn)實場景和仿DCS場景為基礎(chǔ)，通過仿真數(shù)學(xué)模型運算，虛擬人物系統(tǒng)和情節(jié)腳本的控制，實現(xiàn)在3D虛擬現(xiàn)實場景的培訓(xùn)。培訓(xùn)系統(tǒng)包含服務(wù)器系統(tǒng)的設(shè)計，控制多個客戶端的協(xié)同運行，可以實現(xiàn)多人的聯(lián)合操作。服務(wù)器同時可以實現(xiàn)與DCS聯(lián)合主機(jī)的通信，從而使整個系統(tǒng)實現(xiàn)了工業(yè)的工程仿真、虛擬現(xiàn)實概念的相結(jié)合平臺的基本要求3D虛擬現(xiàn)實場景3D虛擬現(xiàn)實場景利用事件編輯器對故事情節(jié)進(jìn)行編輯，利用Python腳本語言配合3D引擎來實現(xiàn)界面的操作和任務(wù)動作情節(jié)的開展，將生產(chǎn)、儲運、安全等領(lǐng)域的操作以3D

3、立體形式在計算機(jī)上表現(xiàn)出來。場景管理系統(tǒng)三維的空間場景，包括地面的大?。ㄩL寬），地形（地面高低起伏），地面類型（磚地、水泥地、水面等），天空（形狀、貼圖、高度），環(huán)境光線，天氣情況（霧化、雨水）。一些特殊的場景，還需要定義重力環(huán)境，摩擦力系數(shù)等物理引擎需要的特性。3D現(xiàn)場的設(shè)備分為靜態(tài)設(shè)備和動態(tài)設(shè)備，根據(jù)響應(yīng)操作的不同，還應(yīng)該具有各種操作屬性。靜態(tài)設(shè)備是指加載到場景后就不能進(jìn)行移動和變形的設(shè)備，動態(tài)設(shè)備是指能夠根據(jù)腳本進(jìn)行動作（如走動、跳躍）的設(shè)備。設(shè)備還能夠響應(yīng)各種事件，如鼠標(biāo)點擊，鍵盤消息、腳本系統(tǒng)自定義消息。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)同步的需求，每一個設(shè)備都有屬于自己的設(shè)備屬性。設(shè)備屬性分為狀態(tài)和動作兩類

4、。比如一個閥門設(shè)備，閥門開度為狀態(tài)屬性，閥門開啟或關(guān)閉為動作屬性。當(dāng)人物開啟閥門時，引發(fā)兩條消息：閥門開啟動作，閥門開度改變。場景系統(tǒng)根據(jù)閥門開度改變模型中對應(yīng)的點值，根據(jù)閥門開啟動作來設(shè)置閥門動畫效果。碰撞檢測系統(tǒng)人物角色在場景中地面上行走，人物爬梯，進(jìn)入樓房，不能穿墻，鼠標(biāo)物品選擇等，都需要通過碰撞檢測系統(tǒng)進(jìn)行判斷。碰撞檢測類型。目前，仿真系統(tǒng)的碰撞檢測主要有四類：地面檢測，通過檢測，鼠標(biāo)選擇，面前設(shè)備檢測。地面檢測用來判斷人物所處的地面，讓人物根據(jù)地面的高低自動調(diào)整模型高度，該功能可用于人物在地面上移動，爬斜梯（垂直的梯子另外控制）。鼠標(biāo)選擇檢測，培訓(xùn)人員用鼠標(biāo)點擊屏幕時，從攝像機(jī)的位置

5、向鼠標(biāo)在屏幕的2D位置在視平面的投影點發(fā)一條射線，來判斷相交的物品，即為選擇的物品。面前設(shè)備檢測，人物移動時，當(dāng)移動到某一物品的距離和朝向符合某一條件，即可引發(fā)該碰撞。人物控制系統(tǒng)人物模型分為頭、四肢、軀干等子模型，根據(jù)穿著和動作的要求細(xì)分。骨骼動作用來定義人物可以進(jìn)行的動作，如跑動，走動等。根據(jù)穿著的狀態(tài)，即為人物穿上某種服飾，可以單獨進(jìn)行變形控制，人物的穿著也可以調(diào)整。人物的移動一般由鼠標(biāo)、鍵盤或其他控制器來控制。移動其實分為兩部分，和設(shè)備一樣：動作屬性，狀態(tài)屬性。當(dāng)人物移動向某一個位置，他的位置屬性在不斷變化，同時人物模型在重復(fù)跑動或走動的動作。特效用于模擬水流、火焰等的粒子系統(tǒng)。用于模

6、擬鏡面（水面）、光暈、波光的Cg腳本。 動態(tài)模擬機(jī)理模型功能化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)必須具備完整的基本模型庫，在模型開發(fā)過程中，可從中調(diào)出模型，將它們在線構(gòu)成工廠流程，在線修改流程和調(diào)試參數(shù)。模型是動態(tài)模擬系統(tǒng)的核心，它直接影響動態(tài)模擬系統(tǒng)的質(zhì)量。這些模型不僅是根據(jù)傳熱、傳質(zhì)、動量傳遞和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、化工熱力學(xué)和自動控制等基本原理編寫和調(diào)試的，而且模型中的參數(shù)都經(jīng)過很多實際項目的檢驗。模型庫中也包括基本的傳遞方程。最終提供給用戶的動態(tài)模擬系統(tǒng)是由這些基本模型，并按照裝置的實際工藝流程搭接起來的。實時數(shù)據(jù)庫仿中控室系統(tǒng)擁有一個實時數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)存儲、查詢仿控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。該實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與真實控制系

7、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)十分接近，可以支持各種控制系統(tǒng)中常見的數(shù)據(jù)類型：PID點、AIN、AOUT、DIN、DOUT、計算點、邏輯點、數(shù)字量、選擇器等。通用接口仿真培訓(xùn)系統(tǒng)需具備工業(yè)級應(yīng)用的接口，支持OPC(OLE for Process Control)技術(shù)，實現(xiàn)對第三方軟硬件支持。OPC(OLE For Process Control)是建立在微軟OLE、COM與DCOM技術(shù)基礎(chǔ)上，由OPC基金會組織制定的用于過程控制和制造業(yè)自動化中應(yīng)用軟件開發(fā)的一組包括接口、方法和屬性的標(biāo)準(zhǔn)。（1）仿DCS系統(tǒng)仿DCS系統(tǒng)模擬中控室的DCS操作及顯示，仿DCS系統(tǒng)多樣化、多廠家、多類型，適應(yīng)不同用戶需求，并實現(xiàn)仿DCS

8、系統(tǒng)實現(xiàn)組態(tài)化，按照工藝流程的特點和需求進(jìn)行組態(tài)，實現(xiàn)仿DCS的逼真模擬。模擬DCS的主要功能有： 圖形顯示 報警總顯示 總貌顯示 趨勢顯示 控制組顯示 操作員功能 調(diào)節(jié)面板顯示 其他DCS顯示和功能（2）智能診斷評價操作評價軟件的數(shù)據(jù)來源于仿真系統(tǒng)的“實時數(shù)據(jù)庫”，知識信息來源于按操作規(guī)程和設(shè)備等要求組態(tài)建立的“知識與操作規(guī)程庫”，在以上數(shù)據(jù)庫與知識庫基礎(chǔ)上，通過“推理機(jī)軟件”進(jìn)行推理評判。該模塊可以對操作人員的操作過程進(jìn)行全程跟蹤記錄，將操作過程和結(jié)果與規(guī)程與知識的組態(tài)結(jié)果進(jìn)行雙向逐步推理，推理機(jī)制采用產(chǎn)生式規(guī)則，保證評定操作過程和操作質(zhì)量的合理性、準(zhǔn)確度，從而得出操作成績。操作評定的各項

9、功能可以由教師站設(shè)定和管理。操作評價模塊是針對各裝置仿真系統(tǒng)的每一個訓(xùn)練項目進(jìn)行跟蹤記錄，并依據(jù)操作規(guī)則與設(shè)備操作要求和操作質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評分的。每一個訓(xùn)練項目目的評分都包括：操作步驟評分和操作質(zhì)量評分，所有評分項目都給出詳細(xì)評定結(jié)果和依據(jù)。（3）教師站管理系統(tǒng)教師管理系統(tǒng)是PISP運行平臺的組成部分，它通過網(wǎng)絡(luò)連接對正在運行中的仿真培訓(xùn)學(xué)員站進(jìn)行管理，具有控制培訓(xùn)項目的選擇、開始，授權(quán)設(shè)置學(xué)員站的操作，監(jiān)測、統(tǒng)計、打印學(xué)員操作成績等功能。主要內(nèi)容有：查看學(xué)員信息：查看學(xué)員的登錄信息；設(shè)定培訓(xùn)項目：在培訓(xùn)工況中選擇培訓(xùn)項目組成試卷；授權(quán)學(xué)員站：設(shè)置不同的權(quán)限以限制學(xué)員對培訓(xùn)系統(tǒng)的操作；快門和時標(biāo)

10、：學(xué)員站可重演教師站設(shè)定的快門，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)操作；成績監(jiān)管：監(jiān)測、統(tǒng)計、打印學(xué)員操作成績；HYPERLINK C:UserslidaihuaMy Documentscjtj.htm成績統(tǒng)計：統(tǒng)計當(dāng)前連接的所有學(xué)員站的培訓(xùn)成績，可瀏覽或打印；隨機(jī)下發(fā)事故。工藝腳本仿真軟件支持C/S客戶端模式也支持B/S網(wǎng)絡(luò)模式功能拓展。平臺的功能技術(shù)要求1、主場景介紹在主場景中，操作者可控制角色移動、瀏覽場景、操作設(shè)備等。操作結(jié)果可通過數(shù)據(jù)庫與PISP仿真軟件關(guān)聯(lián)，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型計算，將數(shù)據(jù)變化情況在DCS系統(tǒng)或是在3D現(xiàn)場儀表上顯示出來。注：在3D主場景中所有需要點擊的操作（如閥門、儀表、電話、中控界面、思考

11、題等）都為左鍵雙擊，退出均為右鍵單擊。1.1 移動方式（1）按住WSAD鍵可控制當(dāng)前角色向前后左右移動。（2）按住Q、E鍵可進(jìn)行左轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎。（3）點擊R鍵或功能鈕中“走跑切換”按鈕可控制角色進(jìn)行走、跑切換。（4）鼠標(biāo)右鍵點擊一個地點，當(dāng)前角色可瞬移到該位置。1.2 視野調(diào)整操作者（如某A）在操作軟件過程中，所能看到的場景都是由攝像機(jī)來拍攝，攝像機(jī)跟隨當(dāng)前控制角色（如值班長）。所謂視野調(diào)整，即攝像機(jī)位置的調(diào)整。（1）按住鼠標(biāo)左鍵在屏幕上向左或向右拖動，可調(diào)整操作者視野即攝像機(jī)位置向左轉(zhuǎn)或是向右轉(zhuǎn)，但當(dāng)前角色并不跟隨場景轉(zhuǎn)動。（2）按住鼠標(biāo)左鍵在屏幕上向上或向下拖動，可調(diào)整操作者視野即攝像機(jī)位

12、置向上轉(zhuǎn)或是向下，相當(dāng)于抬頭或低頭的動作?；瑒邮髽?biāo)滾輪向前或是向后轉(zhuǎn)動，可調(diào)整攝像機(jī)與角色之間的距離變化。1.3 操作閥門當(dāng)控制角色移動到目標(biāo)閥門附近時，鼠標(biāo)懸停在閥門上，此閥門會閃爍，代表可以操作閥門；如果距離較遠(yuǎn)，即使將鼠標(biāo)懸停在閥門位置，閥門也不會閃爍，代表距離太遠(yuǎn)，不能操作。（1）左鍵雙擊閃爍閥門，可進(jìn)入操作界面，切換到閥門近景。（2）在操作界面上方有操作框，點擊后進(jìn)行開關(guān)操作，同時閥門手輪或手柄會相應(yīng)轉(zhuǎn)動。（3）按住上下左右方向鍵，可調(diào)整攝像機(jī)以當(dāng)前閥門為中心進(jìn)行上下左右的旋轉(zhuǎn)。（4）滑動鼠標(biāo)滾輪，可調(diào)整攝像機(jī)與當(dāng)前閥門的距離。（5）單擊右鍵，退出閥門操作界面。1.4 查看儀表當(dāng)控制

13、角色移動到目標(biāo)儀表附近時，鼠標(biāo)懸停在儀表上，此儀表會閃爍，代表可以查看儀表；如果距離較遠(yuǎn)，即使將鼠標(biāo)懸停在儀表位置，儀表也不會閃爍，代表距離太遠(yuǎn)，不能查看。（1）左鍵雙擊閃爍儀表，可進(jìn)入查看界面，切換到儀表近景。（2）在查看界面上方有提示框，提示當(dāng)前儀表數(shù)值，與儀表面板數(shù)值對應(yīng)。（3）按住上下左右方向鍵，可調(diào)整攝像機(jī)以當(dāng)前儀表為中心進(jìn)行上下左右的旋轉(zhuǎn)。（4）滑動鼠標(biāo)滾輪，可調(diào)整攝像機(jī)與當(dāng)前儀表的距離。（5）單擊右鍵，退出儀表操作界面。1.5 拾取物品鼠標(biāo)雙擊可拾取的物品，則該物品裝備到裝備欄中，部分物品也可直接裝備到角色身上。1.6 學(xué)習(xí)安全條例采用鼠標(biāo)直接點擊方式，走近中控室墻上的安全條例展

14、板，點擊展板后，鏡頭自動切換到以當(dāng)前展板為中心，能夠看清詳細(xì)內(nèi)容，并在展板上方有最小化、關(guān)閉按鈕，完成一次點擊操作，代表學(xué)習(xí)一個條例內(nèi)容完畢。1.7 佩戴防毒面具采用鼠標(biāo)直接點擊方式，走近中控室墻另一側(cè)的儲物柜，雙擊儲物柜上所擺放的防毒面具，即可佩帶防毒面具。根據(jù)不同毒性，選擇不同顏色濾毒罐的防毒面具佩帶。1.8 佩戴安全帽采用鼠標(biāo)直接點擊方式，走近中控室墻另一側(cè)的儲物柜，雙擊儲物柜上所擺放的安全帽，即可佩帶安全帽。2、人物欄在自由操作狀態(tài)下，提供所有可操作角色列表，通過鼠標(biāo)左鍵點擊角色名稱切換當(dāng)前角色。每個角色有不同的代表，可自定義覺得職責(zé)名稱，如現(xiàn)場工人為紫色，值班長為橙色等，每個角色名稱

15、上方為該角色生命值條，正常為綠色，隨著生命值逐漸減少，生命值條逐漸變短并變?yōu)辄S色，生命值減少到一定值，生命值條變?yōu)榧t色，同時此角色頭像變灰，不能繼續(xù)操作此角色。支持11個角色同時存在。當(dāng)前操控的角色有單獨小頭像顯示。3、工具箱工具箱中顯示當(dāng)前角色已佩戴或選擇的工具。點擊角色頭像位置，或是點擊可彈出裝備欄，不需使用的工具可放在右側(cè)裝備區(qū)域中。4、消息功能左鍵點擊“消息”功能鈕，彈出消息框，再點擊一次，消息框退出。消息框中包含的內(nèi)容有：角色之間的對話，操作設(shè)備記錄等。所有消息在主場景區(qū)會即時顯示，同時顯示在消息框中。5、 大地圖功能左鍵點擊“大地圖”功能鈕，彈出大地圖，再點擊一次，大地圖退出。投標(biāo)人的資質(zhì)資格要求（1）符合中華人民共和國政府采購法第二十二條的規(guī)定；（2）具有良好的商業(yè)信譽和健全的財務(wù)會計制度；（3）參加本次政府采購活動前三年內(nèi)，在經(jīng)營活動中沒有重大違法違規(guī)記錄。（4）不接受聯(lián)合體投標(biāo)。交貨與售后質(zhì)保期預(yù)中標(biāo)后學(xué)校將對帶星號項指標(biāo)進(jìn)行逐一驗證，不滿足的會嚴(yán)重影響學(xué)校使用，學(xué)校將不予接受。平臺必須在合同簽訂后30個工作日內(nèi)給學(xué)校部署完畢并交付使用。項目驗收結(jié)束后，提供1年免費售后服務(wù)。服務(wù)期間承擔(dān)平臺系統(tǒng)售后維護(hù)工作，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障3個工作日內(nèi)完成修補(bǔ)，使正常運行。本平臺部署后，買方應(yīng)在40日內(nèi)組織驗收，并制作驗