張彬橋，張松甲，李述喻

（1. 梯級水電站運(yùn)行與控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（三峽大學(xué)），湖北 宜昌 443002； 2. 三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443002）

0 引 言

水輪發(fā)電機(jī)組檢修是保障水電站主設(shè)備安全穩(wěn)定高效運(yùn)行的重要手段。但水輪發(fā)電機(jī)組造價(jià)昂貴且安裝拆卸流程復(fù)雜，設(shè)備檢修和調(diào)試工藝的傳授和掌握殊為不易，傳統(tǒng)培訓(xùn)方式受限于場地、設(shè)備和時(shí)間等條件限制，很難開展真實(shí)完整的機(jī)組檢修實(shí)操訓(xùn)練，不利于學(xué)員實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)支持下，虛擬學(xué)習(xí)空間、在線實(shí)驗(yàn)平臺相繼涌現(xiàn)，正在打破傳統(tǒng)教育時(shí)空和學(xué)習(xí)方式局限［1，2］。作為在信息世界刻畫物理世界、仿真物理世界、可視化物理世界的虛擬仿真技術(shù)具有虛實(shí)共生、實(shí)時(shí)交互和深度建模等優(yōu)勢，非常適用于在線培訓(xùn)教學(xué)環(huán)境構(gòu)建。因其安全可控、無破壞、可重復(fù)、沉浸式、虛實(shí)融合、機(jī)理可信等特點(diǎn)而非常適合高危極端環(huán)境下不可及、不可逆或破壞性操作，及高成本、高消耗、大規(guī)模實(shí)驗(yàn)場景，可作為機(jī)組檢修等復(fù)雜系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的有效載體［3］。

近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在復(fù)雜系統(tǒng)仿真培訓(xùn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［4，5］。張嘉鷺等［6］基于Unity3D 引擎和3dsMax 建模技術(shù)，構(gòu)建了高鐵列車檢修仿真系統(tǒng)以滿足高鐵列車檢修實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。丁毓峰等［7］以常用機(jī)電產(chǎn)品為例開發(fā)了網(wǎng)頁端的虛擬拆裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)行原理與拆裝步驟的動態(tài)化演示。Ouyang 等［8］基于Unity3D 搭建了化學(xué)工程虛擬實(shí)踐平臺，培養(yǎng)學(xué)生在線實(shí)操和突發(fā)事件應(yīng)急處理能力。賈春洋等［9］將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入變速箱裝配培訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中，有效提升學(xué)員學(xué)習(xí)效率，培訓(xùn)效果顯著。

在水電站、水輪發(fā)電機(jī)組虛擬仿真培訓(xùn)領(lǐng)域，何新穎等［10］利用VRP 三維引擎實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組開停機(jī)交互試驗(yàn)。魏佳芳等［11］以軸流式水電機(jī)組為例，基于Director 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)組檢修知識三維動畫演示。詹平等［12］將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和BIM 數(shù)據(jù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站廠房可視化及設(shè)備交互操作。闞闞等［13］基于3dsMax 和三維引擎軟件建立混流式水輪發(fā)電機(jī)組虛擬檢修及信息管理平臺，實(shí)現(xiàn)機(jī)組檢修過程動態(tài)演示和三維可視化管理。這些探索與實(shí)踐為水電站三維數(shù)字化檢修奠定了一定基礎(chǔ)，但總體而言檢修建模深度和模型通用性、可交互性不足，難以達(dá)到水電機(jī)組檢修拆裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)要求。特別是對機(jī)組檢修中常見的非確定性檢修操作步驟準(zhǔn)確度評價(jià)考慮不足，難以形成檢修流程的自主學(xué)習(xí)閉環(huán)。以三峽電站混流式水輪發(fā)電機(jī)組為實(shí)驗(yàn)對象，通過3dsMax軟件建立標(biāo)準(zhǔn)化元件級三維檢修模型，并基于Unity3D 引擎開發(fā)通用模型控制技術(shù)，構(gòu)建高交互性水輪發(fā)電機(jī)組虛擬檢修和調(diào)試實(shí)驗(yàn)平臺，同時(shí)基于AHP-模糊綜合評價(jià)法與檢修元件物理空間約束解決檢修拆裝過程中非確定性步驟準(zhǔn)確性評價(jià)問題，有效提升了水電機(jī)組檢修培訓(xùn)效率。

1 水電機(jī)組虛擬檢修平臺體系架構(gòu)

1.1 功能架構(gòu)

水電機(jī)組虛擬檢修平臺核心功能包含檢修知識三維可視化系統(tǒng)、檢修過程三維交互式實(shí)操系統(tǒng)、檢修技能在線考核評價(jià)系統(tǒng)3大模塊，具體功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 虛擬檢修平臺功能架構(gòu)Fig.1 Functional architecture of virtual maintenance platform

（1） 檢修知識三維可視化。本模塊將文本化的機(jī)組檢修知識以三維可視化形式呈現(xiàn)給培訓(xùn)學(xué)員，并基于機(jī)組設(shè)備三維漫游功能為學(xué)員提供主要元件檢修知識索引。檢修知識主要包括從檢修施工和運(yùn)行管理中積累的規(guī)程圖紙、技術(shù)規(guī)范、安裝維護(hù)手冊甚至專家經(jīng)驗(yàn)等結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化文檔中提取的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、拆卸安裝步驟、檢修工藝流程、檢修要點(diǎn)等。

（2） 檢修過程三維交互實(shí)操。本模塊參考真實(shí)環(huán)境下的檢修過程，創(chuàng)建相似的機(jī)組三維檢修虛擬現(xiàn)實(shí)場景，并按照檢修規(guī)程規(guī)定的檢修工藝流程，在虛擬場景中進(jìn)行交互式檢修拆裝和設(shè)備調(diào)試實(shí)驗(yàn)，將檢修知識內(nèi)化為實(shí)際操作能力。實(shí)驗(yàn)過程中可以給出操作知識和正誤提示。

（3） 檢修技能在線考核評價(jià)。本模塊提供基于檢修任務(wù)的技能考核鑒定功能。通過在線實(shí)操完成指定檢修實(shí)驗(yàn)任務(wù)，以及實(shí)時(shí)智能評測算法，對檢修操作進(jìn)行正誤評測和優(yōu)劣判別，實(shí)現(xiàn)自動評分和技能考核鑒定。

1.2 技術(shù)架構(gòu)

水電機(jī)組虛擬檢修系統(tǒng)采用基于Unity3D 引擎的通用模型控制技術(shù)，結(jié)合3dsMax建模技術(shù)建立元件級檢修拆裝標(biāo)準(zhǔn)化模型，以C#腳本驅(qū)動虛擬模型結(jié)構(gòu)動態(tài)展示和交互操作。檢修模型可發(fā)布為桌面應(yīng)用或WebGL等多種模式，提供在線的大規(guī)模并發(fā)訪問。

具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，首先根據(jù)機(jī)組檢修的設(shè)備結(jié)構(gòu)要求，使用3dsMax 軟件對機(jī)組元件進(jìn)行分層建模并進(jìn)行模型簡化處理和VRay 渲染器渲染出圖。采用關(guān)鍵幀動畫技術(shù)創(chuàng)建檢修拆裝演示模型動畫，并通過Audition軟件對動畫進(jìn)行內(nèi)容配音講解，最終生成fbx 文件導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D 形成虛擬檢修場景。在Unity3D引擎支持下，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組檢修系統(tǒng)人機(jī)交互界面及機(jī)組三維模型動態(tài)操控，包括系統(tǒng)UI交互、設(shè)備三維漫游、模型三維空間選取和拖拽等功能。在三維漫游時(shí)通過鼠標(biāo)和鍵盤兩種操作方式實(shí)現(xiàn)第一人稱視角轉(zhuǎn)化，并實(shí)時(shí)進(jìn)行碰撞檢測，避免穿模。在檢修拆裝時(shí)可通過射線檢測技術(shù)精確定位選取待拆裝元件設(shè)備及空間位置，并進(jìn)行設(shè)備拖拽時(shí)運(yùn)動軌跡控制。機(jī)組虛擬檢修平臺技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 虛擬檢修平臺技術(shù)架構(gòu)Fig.2 Technical architecture of virtual maintenance platform

2 虛擬檢修平臺開發(fā)流程和關(guān)鍵技術(shù)

2.1 機(jī)組檢修三維模型開發(fā)

采用適合于虛擬仿真的三維建模軟件3dsMax 進(jìn)行機(jī)組元件級三維標(biāo)準(zhǔn)化建模［14］，并經(jīng)渲染和輕量化處理后導(dǎo)出到Unity3D 控制引擎中。3dsMax 中機(jī)組三維檢修模型開發(fā)過程可分為5步，如圖3所示。

圖3 3dsMax三維建模流程Fig.3 3dsMax 3D modeling process

（1） 收集資料。包括機(jī)組檢修規(guī)程、工藝流程圖、零件圖紙、紋理圖片等資料，用以確定水電機(jī)組各零部件尺寸、物理約束關(guān)系、外觀特性等。

（2） 統(tǒng)一3dsMax 設(shè)置進(jìn)行分層分塊建模。由于水電機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且含有許多不規(guī)則零部件，為提高建模效率和模型檢修工藝適配度，將模型按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)分層分塊［15］，從簡單模型入手，通過FFD、車削、擠出、多邊形數(shù)量增減等方法構(gòu)造復(fù)雜模型，最終將各模型分層組合為整體模型。

（3） 模型輕量化處理。為減少模型體積和電腦資源占用，提高顯示速度和交互體驗(yàn)，在建模過程中可采用3dsMax優(yōu)化器對部分模型進(jìn)行輕量化處理。如對近似的螺帽螺栓可以采用裝飾螺紋線的方式構(gòu)建輕量化模型。

（4） 模型渲染。為水電機(jī)組三維模型添加材質(zhì)，設(shè)置攝像機(jī)參數(shù)和燈光，并由VRay渲染器渲染后生成正式模型圖。

（5） 檢修場景搭建。采用3dsMax 關(guān)鍵幀動畫技術(shù)為機(jī)組檢修流程設(shè)計(jì)拆裝演示動畫，完成檢修流程的三維演示場景創(chuàng)建。同時(shí)采用Audition軟件為檢修工藝進(jìn)行語音講解適配。

在3dsMax 中制作的水輪發(fā)電機(jī)組完整三維模型多視圖如圖4所示。

圖4 水輪發(fā)電機(jī)組三維模型Fig.4 Three dimensional model of hydro-generator units

2.2 基于Unity3D的模型交互操控

2.2.1 機(jī)組檢修模型三維操控

機(jī)組檢修模型的三維操控是實(shí)現(xiàn)虛擬檢修平臺交互式操作的關(guān)鍵，其核心技術(shù)包括基于Unity3D 引擎的模型精確定位選取［16］和拖拽位移技術(shù)及其他輔助技術(shù)。為增強(qiáng)虛擬檢修交互操作自主性與真實(shí)感，研究并提出基于Unity3D 射線定位技術(shù)的通用元件模型拖拽式控制算法實(shí)現(xiàn)機(jī)組模型的三維檢修拆裝，如表1算法1所示。

表1 機(jī)組檢修模型精確定位拖拽式控制通用算法Tab.1 General algorithm for precise positioning and dragging control of unit maintenance model

2.2.2 機(jī)組檢修模型三維漫游

設(shè)備三維漫游是進(jìn)入檢修場景學(xué)習(xí)檢修知識和進(jìn)行檢修實(shí)驗(yàn)交互操作的前提。為增強(qiáng)水電機(jī)組設(shè)備檢修實(shí)驗(yàn)的沉浸感，采用第一人稱視角漫游設(shè)備場景［17］，包括創(chuàng)建和加載場景、添加和移動視角、碰撞檢測3個(gè)步驟。

創(chuàng)建和加載場景。根據(jù)檢修任務(wù)創(chuàng)建廠房設(shè)備場景模型并導(dǎo)入到Unity3D 場景視圖中。為優(yōu)化機(jī)組虛擬檢修模型加載和控制性能，可采用異步場景加載技術(shù)減少復(fù)雜檢修場景切換導(dǎo)致的系統(tǒng)阻塞，保證渲染效果和運(yùn)行速度平衡。

添加和移動視角。從Unity3D 的Characters 資源包中將預(yù)制體RigidBodyFPSController 加入場景視圖，即可添加第一人稱視角。采用鍵盤和鼠標(biāo)兩種方式控制視角移動。通過自動尋路技術(shù)實(shí)現(xiàn)視角自動向鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊位置移動。

碰撞檢測。為水輪發(fā)電機(jī)組各元件模型添加碰撞器組件，并掛載腳本監(jiān)測碰撞事件，防止出現(xiàn)三維漫游時(shí)的“穿模”現(xiàn)象。

2.3 檢修技能自動評分

檢修操作自動評分的難點(diǎn)在于檢修拆裝順序的非唯一性。需從檢修步驟正誤、檢修移動距離、拆裝工具變換次數(shù)、拆裝方向變換次數(shù)等多方面綜合評判檢修技能。本文通過建立機(jī)組各拆裝模式下零部件的物理空間約束矩陣來判斷非確定性檢修拆裝步驟的正誤，如表2算法2 所示。

表2 檢修拆裝操作步驟正誤判別算法Tab.2 Correct and wrong judgment algorithm of maintenance operation steps

采用雙坐標(biāo)系計(jì)算水電機(jī)組檢修過程中拆裝方向變換次數(shù)。水電機(jī)組不同于常規(guī)電氣設(shè)備，它具有一條圓柱形主軸，水電機(jī)組一些部件（如主軸密封部件）的拆卸與安裝是以主軸為中心點(diǎn)做近似圓周運(yùn)動?？苫谒姍C(jī)組模型特點(diǎn)建立直角空間坐標(biāo)系O=｛+X，-X，+Y，-Y，+Z，-Z｝和圓周坐標(biāo)系O=｛+A（正切向），-A，+B（正軸向），-B，+C（正徑向），-C｝雙坐標(biāo)系，并約定兩操作節(jié)點(diǎn)間方向每變化90。，“方向變換次數(shù)”加1。

對于拆裝工具變換次數(shù)指標(biāo)，約定若相鄰兩節(jié)點(diǎn)間拆卸工具不同，“工具變換次數(shù)”加1。

此外，對于水輪發(fā)電機(jī)組這類零部件繁多的大型設(shè)備檢修，各項(xiàng)檢修操作間人員移動距離也是重要評價(jià)指標(biāo)。以三峽電站水輪發(fā)電機(jī)為例，其上機(jī)架外徑23 400 mm，若要拆卸其固定螺栓，采用對角式拆卸將比采用順時(shí)針或逆時(shí)針拆卸多出許多移動距離，從而浪費(fèi)大量時(shí)間。若不考慮移動距離指標(biāo)則導(dǎo)致二者評價(jià)結(jié)果相同。為簡化計(jì)算，采用歐式距離計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)檢修移動距離。

基于AHP-模糊綜合評價(jià)法實(shí)現(xiàn)檢修能力及準(zhǔn)確度評價(jià)。以理論與實(shí)操測試的錯(cuò)誤次數(shù)、檢修移動距離、拆裝工具變換次數(shù)、拆裝方向變換次數(shù)作為評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型如圖5所示。

圖5 水電機(jī)組檢修評測指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)Fig.5 Hierarchical structure of evaluation indexes for maintenance of hydropower units

AHP-模糊綜合評價(jià)法（FCE）判定培訓(xùn)學(xué)員檢修測評成績的流程如表3所示。

表3 AHP-FCE評測算法Tab.3 AHP-FCE evaluation algorithm

算法3 中矩陣A是指標(biāo)層A對目標(biāo)層Z 的成對比較矩陣、B-1 是指標(biāo)層B｛B1，B2，B3｝對指標(biāo)A1的成對比較矩陣、B-2 是指標(biāo)層B｛B4，B5，B6，B7｝對指標(biāo)A2的成對比較矩陣。

圖6 中，x為各指標(biāo)基準(zhǔn)化的實(shí)際值，g1（x），g2（x），g3（x），g4（x），g5（x）分別為評價(jià)集中相應(yīng)元素的隸屬度函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式如式（1）～（5）所示。以檢修移動距離指標(biāo)（B7）為例，若學(xué)員考核過程中的檢修移動距離為1.13D，經(jīng)隸屬度函數(shù)模糊量化后，可得指標(biāo)B7在評價(jià)集上的模糊向量［0，0.7，0.3，0，0］。

圖6 三角隸屬度量化函數(shù)曲線Fig.6 Triangle membership degree quantization function curve

表4 中，基準(zhǔn)值S1、S2、S3是理論題各部分滿分分值；基準(zhǔn)值F1根據(jù)實(shí)操測試模型零件復(fù)雜度確定，如上機(jī)架部分F1設(shè)置為20；基準(zhǔn)值F2、F3、D是以水電站檢修規(guī)程中水電機(jī)組各組件檢修工藝流程為標(biāo)準(zhǔn)所得的拆裝工具變換次數(shù)、拆裝方向變換次數(shù)和檢修移動距離；a，b，c，d，e為各隸屬度函數(shù)的界限值，如上設(shè)置參數(shù)值使得其每與基準(zhǔn)值相差10%，下降一個(gè)評價(jià)等級，貼合實(shí)際。

表4 評價(jià)指標(biāo)三角模糊函數(shù)參數(shù)表Tab.4 Evaluation index triangular fuzzy function parameter table

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

3.1 機(jī)組檢修知識三維可視化學(xué)習(xí)系統(tǒng)

水輪發(fā)電機(jī)組檢修可視化學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括機(jī)組設(shè)備漫游、檢修知識學(xué)習(xí)、拆卸流程演示和安裝流程演示4 個(gè)模塊。機(jī)組設(shè)備漫游模塊采用三維虛擬漫游技術(shù)實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組設(shè)備內(nèi)外結(jié)構(gòu)游歷，同時(shí)為機(jī)組主要元件添加知識索引標(biāo)簽，點(diǎn)擊模型或標(biāo)簽可進(jìn)入相應(yīng)元件檢修知識學(xué)習(xí)模塊，如圖7所示。

圖7 機(jī)組設(shè)備外部漫游界面Fig.7 External roaming interface of unit equipment

檢修知識學(xué)習(xí)模塊用于闡明水輪發(fā)電機(jī)組各主要部件結(jié)構(gòu)、工作原理、檢修標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程和檢修要點(diǎn)。以推力軸承為例，點(diǎn)擊相應(yīng)模型后的知識可視化界面如圖8 所示。拆裝流程演示模塊是以三維動畫與配音結(jié)合的方式呈現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組拆卸與安裝過程和工藝流程知識，其界面如圖9 所示，設(shè)有快進(jìn)、暫停、重播等功能。

圖8 推力軸承學(xué)習(xí)界面Fig.8 Thrust bearing learning interface

圖9 機(jī)組拆卸流程界面Fig.9 Unit disassembly process interface

3.2 機(jī)組檢修過程交互實(shí)操及考核評價(jià)

機(jī)組交互式檢修包括對水輪發(fā)電機(jī)組整體和各核心組件進(jìn)行檢修拆裝和設(shè)備調(diào)試操作。在實(shí)操過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)員操作步驟并進(jìn)行準(zhǔn)確度判別。若操作錯(cuò)誤，則以文本或語音等方式提示供其及時(shí)糾正。檢修過程中可實(shí)時(shí)進(jìn)行模型選擇、縮放、旋轉(zhuǎn)、視角轉(zhuǎn)換等操作。以發(fā)電機(jī)定子檢修為例，其拆卸流程如圖10所示，交互式拆卸畫面如圖11所示。

圖10 定子拆卸流程圖Fig.10 Flowchart of stator disassembly

圖11 機(jī)組檢修訓(xùn)練系統(tǒng)界面Fig.11 Unit maintenance training system interface

機(jī)組檢修技能考核及自動評分是水電機(jī)組虛擬檢修培訓(xùn)的重要環(huán)節(jié)。通過Unity3D 引擎的UGUI 框架可實(shí)現(xiàn)理論試題和在線檢修實(shí)操題的二維UI 界面、三維模型空間的有機(jī)集成。檢修評測系統(tǒng)界面如圖12所示。

圖12 機(jī)組檢修考核系統(tǒng)界面Fig.12 Unit maintenance assessment system interface

以主軸密封上環(huán)板1 的檢修為例，將每瓣水箱蓋板和密封環(huán)上起相同作用的螺栓視為一個(gè)拆卸節(jié)點(diǎn)，其部件結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)編號如圖13 所示，以序列｛2，3，4，5，6，7，8，1，9，10，11，12，13，14，15，16，25，26，17，21｝作為檢修基準(zhǔn)，可得基準(zhǔn)值F2=3，F(xiàn)3=2，D=16.4，并基于檢修模型的復(fù)雜度設(shè)定基準(zhǔn)值F1取20。

圖13 檢修模型結(jié)構(gòu)Fig.13 Maintenance model structure

學(xué)員經(jīng)仿真操作考核后生成工序｛7，8，1，2，3，4，5，6，14，15，16，9，10，11，12，13，25，26，17，21｝，工具變換3次，方向變換2 次，發(fā)生錯(cuò)誤2 次，檢修移動距離18.2。將上述指標(biāo)值基準(zhǔn)化后得到B4=0.1F1，B5=F2，B6=F3，B7=1.11D，并取理論題指標(biāo)B1=0.08S1，B2=0.08S2，B3=0.08S3?；陔`屬度函數(shù)計(jì)算各指標(biāo)在評價(jià)集上的模糊向量得到評價(jià)矩陣Fm=［0.7，0.3，0，0，0；0.7，0.3，0，0，0；0.7，0.3，0，0，0；0，1，0，0，0；1，0，0，0，0；1，0，0，0，0；0，0.9，0.1，0，0］?；诔蓪Ρ容^矩陣A=［1，1∕4；4，1］，B-1=［1，1，1；1，1，1；1，1，1］，B-2=［1，4，5，2； 1∕4，1，2，1∕2；1∕5，1∕2，1，1∕3；1∕2，2，3，1］，采用AHP 計(jì)算公式得到權(quán)重矩陣WZB=［0.066 7，0.066 7，0.066 7，0.405 4，0.114 2，0.069，0.211 3］。將權(quán)重矩陣WZB與評價(jià)矩陣Fm進(jìn)行矩陣相乘運(yùn)算可得綜合隸屬度向量FZ=［0.323 3，0.655 6，0.021 1，0，0］，由最大隸屬度原則，可知該學(xué)員此次考核取得成績?yōu)椤傲肌?。若取工序?yàn)榛鶞?zhǔn)序列，檢修移動距離B7=D，其他指標(biāo)參數(shù)與學(xué)員操作工序相同，則綜合隸屬度向量為FZ=［0.534 6，0.465 4，0，0，0］，依據(jù)最大隸屬度原則，可得評價(jià)為“優(yōu)”?？梢?，基準(zhǔn)序列的檢修步驟更加合理。本方法綜合體現(xiàn)學(xué)員理論知識水平與實(shí)際操作能力，對水電機(jī)組非確定性檢修步驟評價(jià)有效。

4 結(jié) 論

基于Unity3D 引擎將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與水電機(jī)組檢修知識相結(jié)合，構(gòu)建了水輪發(fā)電機(jī)組三維交互式虛擬檢修培訓(xùn)平臺。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了檢修知識三維可視化、檢修過程三維交互實(shí)操、檢修考核自動評價(jià)三大功能模塊，并提出基于AHP-模糊綜合評價(jià)法與檢修元件物理空間約束的檢修步驟準(zhǔn)確度評價(jià)算法，結(jié)合模型精確定位拖拽控制算法對實(shí)驗(yàn)過程的非確定性步驟進(jìn)行自動化評價(jià)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組檢修培訓(xùn)教學(xué)和自主學(xué)習(xí)閉環(huán)，為機(jī)組大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化檢修培訓(xùn)提供了新的方法和思路。