在智能制造轉(zhuǎn)型浪潮下，汽車制造行業(yè)對生產(chǎn)流程的可視化、可控化要求持續(xù)提升。圖撲軟件（Hightopo）基于自研 HT for Web 純前端插件，融合 WebGL、Canvas 渲染技術(shù)與數(shù)據(jù)孿生理念，打造汽車制造車間可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過 WebSocket/HTTP/MQTT 等多種協(xié)議完成實時數(shù)據(jù)對接，借助 JavaScript 腳本調(diào)用 HT 插件 API 實現(xiàn)面板數(shù)據(jù)動態(tài)更新，全面覆蓋汽車組裝全流程的可視化監(jiān)控與管理，為汽車制造提供高效技術(shù)支撐。

1. 核心技術(shù)底座構(gòu)建

1.1 底層渲染與數(shù)據(jù)交互架構(gòu)

HT 插件作為系統(tǒng)核心技術(shù)載體，基于 WebGL 實現(xiàn) 3D 場景的高性能渲染，結(jié)合 Canvas 完成 2D 數(shù)據(jù)面板的清晰呈現(xiàn)，無需額外安裝插件即可在瀏覽器端穩(wěn)定運行。數(shù)據(jù)交互層面，系統(tǒng)通過 WebSocket 協(xié)議建立與工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的長連接，實時采集設(shè)備運行參數(shù)、生產(chǎn)進度等數(shù)據(jù)；對于非實時性數(shù)據(jù)，可通過 HTTP 協(xié)議進行異步請求。獲取數(shù)據(jù)后，通過 JavaScript 腳本解析數(shù)據(jù)格式，調(diào)用 HT 插件提供的 API 接口，將數(shù)據(jù)映射至可視化場景與面板，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與場景的動態(tài)同步。

1.2 高精度數(shù)字孿生建模

系統(tǒng)采用 1:1 數(shù)字孿生建模方式，還原汽車制造車間的物理環(huán)境與生產(chǎn)要素。針對汽車發(fā)動機、底盤、車身、電氣設(shè)備四大核心組件，以及機械臂、輸送線等生產(chǎn)設(shè)備，構(gòu)建精細(xì)化三維模型，同時定義模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系與動畫邏輯，確保虛擬場景與物理生產(chǎn)過程的高度一致性。

2. 核心功能技術(shù)實現(xiàn)解析

2.1 汽車零部件可視化與數(shù)據(jù)監(jiān)控功能

l 零部件拆解可視化：通過 HT 相關(guān)的動畫 API，定義汽車各零部件的拆解路徑，并設(shè)置交互觸發(fā)條件。利用 JavaScript 腳本控制動畫播放邏輯，當(dāng)用戶觸發(fā)拆解操作時，驅(qū)動零部件按預(yù)設(shè)路徑移動、旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)被遮擋零件的逐一呈現(xiàn)與精準(zhǔn)定位，避免物理車輛的反復(fù)拆解。

l 零部件工況與數(shù)據(jù)查看：在三維模型中為每個零部件綁定唯一標(biāo)識，通過 WebSocket 實時獲取零部件的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶點擊零件按鈕時，JavaScript 腳本捕捉點擊事件，調(diào)用 HT API 查詢該零件對應(yīng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括尺寸參數(shù)、運行參數(shù)等，并在側(cè)邊 2D 面板中動態(tài)展示，同時更新虛擬電子儀表盤的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn) “虛實雙向” 的數(shù)據(jù)互通。

2.2 機械臂組裝流程仿真功能

l 機械臂數(shù)字孿生構(gòu)建：基于機械臂的物理結(jié)構(gòu)與運動原理，通過 HT 插件渲染包含關(guān)節(jié)、機械臂臂展等細(xì)節(jié)的三維模型，并通過 API 定義各關(guān)節(jié)的運動范圍、運動速度等參數(shù)，還原機械臂的真實運動特性。

l 組裝流程可視化與交互：通過 JavaScript 腳本編寫組裝流程邏輯，將發(fā)動機安裝、懸架組裝、輪轂輪胎整裝等工序拆解為有序的運動指令。利用 HT API 驅(qū)動機械臂模型按指令執(zhí)行抓取、移動、安裝等動作，同時支持第一人稱視角漫游功能，通過 API 控制場景攝像機的位置與視角切換，讓用戶沉浸式觀察組裝細(xì)節(jié)。

2.3 關(guān)鍵系統(tǒng)安裝監(jiān)控功能

l 排氣系統(tǒng)監(jiān)控：通過 HTTP 協(xié)議對接生產(chǎn)管理系統(tǒng)，獲取排氣系統(tǒng)的安裝流程、位置坐標(biāo)等歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合 WebSocket 采集實時安裝進度數(shù)據(jù)。利用 HT 插件的 API，對數(shù)據(jù)進行處理與可視化呈現(xiàn)，生成安裝流程趨勢圖，同時通過 API 設(shè)置預(yù)警閾值，當(dāng)安裝位置偏差或進度異常時，觸發(fā)可視化告警。

l 懸掛減震器安裝適配：基于 1:1 建模獲取的整車與減震器尺寸數(shù)據(jù)，通過 JavaScript 腳本計算最優(yōu)安裝角度與位置參數(shù)。調(diào)用 HT API 實現(xiàn)多視角場景切換，實時展示減震器的安裝過程，通過數(shù)據(jù)對比確保安裝位置與角度符合設(shè)計要求，提升安裝精度。

l 車門與內(nèi)飾組裝監(jiān)控：可實現(xiàn)車門安裝過程的近距離可視化呈現(xiàn)，捕捉機械臂的每個安裝動作細(xì)節(jié)。對于內(nèi)飾組裝，將各內(nèi)飾零件模型與車架模型進行關(guān)聯(lián)綁定，通過 API 控制零件的組裝時序與位置，同時實時同步內(nèi)飾安裝進度數(shù)據(jù)至管理面板，保障組裝流程的完整性。

2.4 整車成型與跨平臺交互功能

l 車殼與噴漆可視化：車殼組裝階段，通過 HT API 實現(xiàn)機械臂關(guān)節(jié)運動的精準(zhǔn)協(xié)同控制，確保各零部件的拼接精度，同時通過數(shù)據(jù)面板實時展示車架組裝的完成度。噴漆工序中，利用 HT 構(gòu)建虛擬噴漆門廊，通過 JavaScript 腳本定義噴漆顏色與覆蓋邏輯，可視化呈現(xiàn)噴漆過程與效果，直觀展示噴漆對車輛的保護與區(qū)分作用。

l 跨平臺適配與操作：依托 HT 插件的跨平臺特性，無需額外開發(fā)即可適配移動終端與 PC 端。通過 API 封裝觸屏交互事件，實現(xiàn)移動設(shè)備上的單指旋轉(zhuǎn)、雙指縮放、三指平移等操作，確保用戶在不同終端上都能流暢操控可視化場景。

3. 多車間集成與數(shù)據(jù)閉環(huán)技術(shù)

系統(tǒng)基于 HT 插件的場景集成 API，將總裝車間與沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間的可視化場景進行整合，實現(xiàn)多車間的統(tǒng)一監(jiān)控與管理。通過 API 對接各車間的設(shè)備數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中臺，利用 JavaScript 腳本實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總分析與可視化呈現(xiàn)。針對不良率、產(chǎn)量完成率等關(guān)鍵指標(biāo)，通過 API 設(shè)置數(shù)據(jù)更新頻率，實時同步至全局管理面板，形成 “數(shù)據(jù)采集 - 分析 - 展示 - 決策 - 優(yōu)化” 的閉環(huán)管理，為生產(chǎn)質(zhì)量提升提供數(shù)據(jù)支撐。

審核編輯 黃宇