Un modelo de gemelo digital de sombreado tridimensional para la simulación del proceso de fabricación de hierro
Autores: Lei, Yongxiang; Karimi, Hamid Reza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un modelo de gemelo digital de sombreado tridimensional para la simulación del proceso de fabricación de hierro
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Manufactura
Gemelo digital
Fundición en alto horno
Vigilancia
Proceso de fabricación de hierro
Optimización de sombreadores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La manufactura avanzada es una nueva tendencia para el desarrollo industrial sostenible, y el gemelo digital es una nueva tecnología que ha atraído atención. La fusión en un alto horno es un método efectivo en la fabricación de hierro y acero. La vigilancia integral y confiable del proceso de fusión en el alto horno es esencial para garantizar el funcionamiento fluido y mejorar la calidad de producción de hierro y acero. La tecnología actual dificulta el monitoreo de todo el proceso de fabricación de hierro en el alto horno. Basado en Unity 3D, este estudio presenta un sistema de simulación de realidad virtual de gemelo digital para la fabricación de hierro en el alto horno. Primero, el modelado de sombreado crea un modelo geométrico dinámico tridimensional en diferentes escenarios del sistema de fabricación de hierro. Luego, programamos la animación y llamamos al sistema de partículas de acuerdo con el modo de movimiento de distintos objetos geométricos para dar el efecto dinámico de los objetos geométricos. Los sombreadores son el enfoque del diseño y las contribuciones. Además, la tecnología de optimización de sombreadores puede reducir el consumo de recursos de hardware y aumentar la fluidez del sistema. Se utilizan sombreadores de vértices para todo tipo de transformación de espacio de coordenadas y salida de vértices; los sombreadores de fragmentos se utilizan para muestreo de texturas, cálculo de modelos de luz, cálculo de normales, superposición de ruido y salida de color. La técnica de renderizado de sombreadores permite efectos de iluminación más realistas. El sistema dinámico de gemelo digital presentado implementa una iluminación más realista analizada en el proceso de fabricación de hierro. El diseño y el proceso de implementación de la lógica de interacción virtual se basan en el hardware HTC VIVE y el kit de herramientas VRTK. En el proceso de simulación real, la tasa de fotogramas de animación típica se mantiene estable en alrededor de 75. El sistema de simulación funciona sin problemas y se sugiere un método de vanguardia y de última generación para observar el proceso de fabricación de hierro en el alto horno.
Descripción
La manufactura avanzada es una nueva tendencia para el desarrollo industrial sostenible, y el gemelo digital es una nueva tecnología que ha atraído atención. La fusión en un alto horno es un método efectivo en la fabricación de hierro y acero. La vigilancia integral y confiable del proceso de fusión en el alto horno es esencial para garantizar el funcionamiento fluido y mejorar la calidad de producción de hierro y acero. La tecnología actual dificulta el monitoreo de todo el proceso de fabricación de hierro en el alto horno. Basado en Unity 3D, este estudio presenta un sistema de simulación de realidad virtual de gemelo digital para la fabricación de hierro en el alto horno. Primero, el modelado de sombreado crea un modelo geométrico dinámico tridimensional en diferentes escenarios del sistema de fabricación de hierro. Luego, programamos la animación y llamamos al sistema de partículas de acuerdo con el modo de movimiento de distintos objetos geométricos para dar el efecto dinámico de los objetos geométricos. Los sombreadores son el enfoque del diseño y las contribuciones. Además, la tecnología de optimización de sombreadores puede reducir el consumo de recursos de hardware y aumentar la fluidez del sistema. Se utilizan sombreadores de vértices para todo tipo de transformación de espacio de coordenadas y salida de vértices; los sombreadores de fragmentos se utilizan para muestreo de texturas, cálculo de modelos de luz, cálculo de normales, superposición de ruido y salida de color. La técnica de renderizado de sombreadores permite efectos de iluminación más realistas. El sistema dinámico de gemelo digital presentado implementa una iluminación más realista analizada en el proceso de fabricación de hierro. El diseño y el proceso de implementación de la lógica de interacción virtual se basan en el hardware HTC VIVE y el kit de herramientas VRTK. En el proceso de simulación real, la tasa de fotogramas de animación típica se mantiene estable en alrededor de 75. El sistema de simulación funciona sin problemas y se sugiere un método de vanguardia y de última generación para observar el proceso de fabricación de hierro en el alto horno.