隨著市場經濟的發展，各種新型的高科技建筑材料相繼出現，所有的基礎工程均需要大量的建筑，需要大量門窗和建筑材料，而鋁及其鋁合金在其中占有重要的地位。隨著時代的進步，材料的應用也發生著變化。因鋁合金型材具有強度高、重量輕、穩定性強、耐腐蝕性強、可塑性好、變形量小、無污染、無毒、防火性強，使用壽命長（可達 50—101 年)、回收性好、可回爐重煉等優點，應用受到日益關注。尤其在建筑方面，鋁合金型材現已廣泛應用于各種商業及民用建筑，有著不可替代的重要地位。

發展鋁型材擠壓生產線是實施鋁型材擠壓生產線“由大變強，靠新出強”跨世紀發展戰略的必然選擇，也是貫徹我國鋁型材擠壓生產線“控制總量，調整結構”方針的重要措施，更是實施我國國民經濟可持續發展戰略的要求。圖撲軟件積極響應國家鋁型材擠壓生產線發展要求，打造自動化鋁型材擠壓生產線數字孿生效果，助力我國國民經濟可持續發展！

整體案例采用寫實的風格輔以 PBR 材質技術打造鋁型材智能制造工廠，首先映入眼簾的是工廠外景，包含廠區的廠房、辦公樓、道路、綠植、湖泊、停車場、籃球場等，以真實的樣貌還原出廠區外景，還可切換到第三人稱操控人物在場景內自由移動，使觀看者仿佛身臨其境的查看整個廠區的環境、建設情況。

操控圖撲虛擬機器人進入廠房后，會以數字孿生的方式展現全自動鋁型材擠壓生產線的整套工藝流程：冷鋸切割-鋁錠加熱-放置退錠臺-開始擠壓-切割費料-切割型材-將型材輸送至轉運區-型材拉直。可以使觀看者學習了解鋁型材工藝生產整套流程，不到現場也可以了解真實現場工作流程，通過拖動、放大視角，清晰看到各設備運轉情況，促進高效生產、管理、學習。

廠區三維可視化

本次鋁型材擠壓產線案例，圖撲軟件利用 Web 3D 技術搭建基于實際廠區的虛擬可視化鋁型材制造工廠，廠區內有辦公樓、擠壓車間、休息區、體育場、綜合廠房等建筑，輔以廠區內綠植、道路、路燈、停車場、籃球場、湖泊等周邊設施，通過圖撲軟件自研引擎，并結合 PBR 物理渲染材質系統，渲染出真實廠區的環境效果。

圖撲軟件 HT 支持結合 Web 2D、3D、GIS、PBR 材質技術，為智能制造車間提供定制可視化服務。

HT 的輕量化方式在傳統的 GIS 和可視化技術上做出了全新的改變，具有輕量化、低成本的優點，企業無需再購置笨重昂貴的 GIS 軟件，且起點低、效果好，傳統 Web 開發人員可輕松上手，借力 HT 強大的 3D 渲染效果即可做出高仿真三維場景。

圖撲三維可視化技術采用 B/S 架構，具有跨平臺性，任何桌面和移動終端都可以打開。用戶可通過 PC 、PAD 或是智能手機，只要打開瀏覽器即可隨時隨地訪問三維可視化系統，實現遠程監查和管控。

擠壓車間生產管理可視化

擠壓車間生產管理可視化系統能夠通過圖撲軟件的 HT 可視化引擎，將 3D 場景與 2D 面板結合起來，對鋁擠壓車間進行全方位的數字化建設，全面掌握車間內產能信息與運維情況等信息。可以通過鼠標和鍵盤的常規交互操作，實現對場景的旋轉、平移、縮放；操控圖撲虛擬小人進入擠壓車間后，頁面兩側會出現整個車間相關數據，供車間負責人和相關管理工人管理查看相關數據。

產能情況

一條全自動智能化產線，了解它的產能情況可謂是最重要的，圖撲軟件通過 2D 可視化技術對接車間相關檢測數據，對整條全自動智能化生產線的產能情況進行可視化展現，包含當日產能情況、當日計劃量、產品合格率并以柱狀圖的形式顯示近日產量情況，使得車間管理人員快速了解車間產量、產品情況，掌握車間生產態勢關鍵指標信息，促進車間健康持續發展。

產線概況

為了保證自動化產線持續高效生產，定期對產線設備的維護保養必不可少。圖撲軟件接入后臺人員錄入的相關設備維保信息，通過對設備運行時長持續監測，以二維可視化的形式展現鋁型材擠壓車間的產線概況，實現對相關自動化設備的定期維護保養，保障自動化產線高效運行。

月度能耗

廠區能耗一直是工業生產領域需要重點關注的問題項，圖撲軟件通過對接電力和天然氣等能耗采集傳感器采集到的數據，將各個月份的用電量和用氣量進行統計記錄，最終以折線圖的形式展示出來，供管理者直觀查看各個月的用能情況，實現針對性管理。

設備概況與報警情況

自動化鋁型材擠壓生產線主要由鋁擠壓機、工頻加熱爐、冷鋸、回收切割渣滓裝置、淬火系統、中斷鋸、拉直機等設備構成。為了更好地管理產線內各個設備，保障產線持續高效運行，圖撲軟件接入車間設備溫度傳感器、狀態等信號，實現對設備報警情況和設備狀態的實施檢測，對于待處理的報警內容按時間倒序在列表上排布，提醒維修人員盡快排查故障；對于設備狀態進行統計展現，在頁面上可直觀查看到運行、待機、離線、異常的設備數量。

視頻監控、環境數據檢測

圖撲軟件可以對接現場實時監控視頻流，可點擊查看現場監控實時畫面，實現遠程對現場實際情況的快速了解，足不出戶即可掌握實況信息。

圖撲軟件 HT 視頻融合解決方案可以將 2D 圖像融合到場景的 3D 模型中，為操作員提供直觀的視頻圖像和簡單的視圖控制。HT 視頻融合技術采用 WebGL 技術，利用 GPU 高性能計算能力對視頻圖像進行實時處理，圖像處理不占用 CPU 資源，整個方案畫面流暢。

自動化擠壓產線工藝流程

在第三人稱漫游視角下，可操控圖撲虛擬小人來到擠壓車間門口點擊“點擊開門”字樣，車間卷簾門即會自動打開，同時兩側浮現擠壓車間的數據面板，操控小人進入廠房內即可看到整條鋁型材擠壓生產線，小人走出車間后，卷簾門會自動下放，兩側面板也隨即收起。

本案例參考真實鋁加工產線環境和鋁擠壓機、工頻加熱爐、冷鋸、回收切割渣滓裝置、淬火系統、中斷鋸、拉直機等設備的實際運作視頻，利用圖撲 3D 可視化引擎制作出鋁型材擠壓一整套工藝流程動畫：冷鋸切割-鋁錠加熱-放置退錠臺-開始擠壓-切割費料-切割型材-將型材輸送至轉運區-型材拉直。

首先長鋁錠進入冷鋸床被切割成小段鋁錠，切割好的鋁錠運送至工頻爐內加熱，當加熱工位都占用時，多余的鋁錠會移至退定臺暫存，加熱完后出爐去擠壓機進行擠壓出型材，擠出的型材通過在線淬火系統進行淬火；淬火完成后由中段鋸將型材按需求進行切割，再通過上/下牽引機交換協作移送型材，期間拉直機會將型材整體拉直，最后再切割成小段進行打捆裝箱。

以可視化的形式展現鋁型材的整套制作過程，在大屏或自己的手機或電腦等設備上就可以直觀了解學習到產線各個設備工作過程和動作原理的仿真動畫；添加各個點位進度條，點擊對應工序名稱時可直接查看此階段設備運作效果，輔以動畫暫停和倍速功能，使得整個可視化系統可交互性更強，滿足用戶各方面的觀看需求。

冷鋸切割

采用冷銑切的鋸切方式，這種方式鋸切過程產生的熱量很少，可以避免切口斷面處內應力和材料組織的變化，同時鋸片對鋁錠有很小的壓力，不會造成錠頭變形，切口端面質量更好。

鋁錠加熱

為了提高金屬塑性，降低變形抗力，使金屬易于流動，獲得良好的組織與性能。采用中頻電感應加熱的方式，此方式有加熱效果好、熱效率高、金屬氧化少、速度快、易控制等優點。

鋁型材擠壓

對于實心型材，擠壓速度一般為 10~60m/min，一般來說提高擠壓速度，則要降低擠壓溫度，增大擠壓力。

淬火

擠壓型材淬火采用強制風冷、自然冷卻、水霧或直接水冷方式。不同的合金的冷卻速度不一樣，對于 6 系列的鋁合金，合金含量低，多采川風淬，不需要采用快速冷卻，也不需要重新加熱制品，直接利用擠壓余熱即可。

切割廢料

由于本案例生產線車間采用連續擠壓，無壓余，產品頭部和尾部雜質、油污、氧化物比較多，組織不均勻，性能差，存在擠壓縮尾，所以需切掉夾頭一定長度的型材。

場景導航圖功能

圖撲軟件利用 Web 2D 和 3D 可視化相融合的技術，依據真實廠區的道路和環境布局，在頁面左上角制作出一個廠區導航地圖，地圖上標注出了廠區各個建筑的名稱以及點位，點擊對應點位視角會直接跳轉到該地點，方便用戶對整體三維可視化場景進行查看。

在第三人稱視角下，還可以把人物位置和視角方向在二維導航圖上實時顯示出來，方便使用者實時查看自己在廠區的位置和朝向，使得此操控圖撲虛擬小人的功能達到像游戲中一樣的體驗。

漫游

全景漫游

圖撲軟件通過 Web 3D 可視化技術，以固定路線的形式制作從廠區門口順時針環繞整個廠區一周的漫游視角動畫，并可對漫游路線進行暫停操作，暫停后可以 360 度環視場景，使得沒有到達過廠區的人員也可以直觀了解整個廠區的外部構造，提前對廠區環境了解、熟悉。

第三人稱漫游

圖撲軟件通過加載虛擬人物的動作庫，實現虛擬人物站立、四周探查、行走、奔跑、跳躍、落地翻滾等不同動作效果模擬，賦予常規巡檢漫游過程中，可玩性更高的體驗效果。

以人物仿真的形式在廠區或車間內自由走動查看，可使廠區員工迅速了解整個廠區的外部構造以及車間內部構造，由內而外的熟悉整個鋁制品制造工廠；并可通過操控圖撲虛擬小人在全自動鋁型材擠壓車間內自由走動，以非常直觀清晰的視角查看整條產線上各個設備的運作動畫，了解產線上各個工藝流程運作情況：

鍵盤 WASD 鍵控制移動方向；

同時按 SHIFT 和 WASD 鍵控制人物奔跑；

SPACE 空格鍵控制人物跳躍；前進時按空格則可落地翻滾；

鼠標左鍵控制人物視角朝向；

鼠標右鍵控制相機視角朝向；

隨著當今社會經濟技術不斷發展，各工廠、企業等都在追求使用更智能、便捷的技術，可視化技術作為新時代工業制造領域展示、管理強有力的工具，可以助力廠區管理更加節能高效，早日實現新時代智慧工業產線可視化管理的目標。

審核編輯黃宇