3D数据流的新应用

我们对消费领域的增强现实和虚拟现实进行了大肆宣传。 这些技术现在也可供工业应用使用且价格合理。 现在的问题是在工业服务领域从中获得具体利益。 基本上，3D 数据已经在工业中使用了很长时间 - 主要是在产品开发和设计中，使用专业工具生成和处理数据。

但对更进一步的用例的需求很大：例如，为客户或产品专家提供产品的实时可视化，如果可能的话，甚至可以在增强现实设备的帮助下在现场进行可视化。 或者由整个流程链中的不同用户在通用 3D 模型上进行协作。 最后，在售后方面，可以使用 3D 数据进行指导维修或培训。

1、挑战

Innotics 是面向广泛行业和应用的电机和转换器的领先制造商。 这些产品是定制系统，产品差异很大。 每个项目成功的一个重要因素是与各自客户的密切协调和协作。

合作尤其包括与参与每个案例的西门子不同部门的专家以及客户员工进行 3D 观点的讨论和交流：理想情况下，他们都以必要的细节深度处理 3D 模型，这样他们就可以 在屏幕上查看、交互操作和注释。 该模型是工程构造套件的草稿，其中已包含要协调的接口和连接点以及所需的材料和其他属性信息。

迄今为止，此类可视化需要专门为 3D 应用程序制作的工作站 PC。 这里的挑战是必须以高吞吐量将大量数据传输到屏幕上并实时显示。 性能不够的可视化无法明智地使用：当你想要旋转模型时，一切都会卡顿。 因此，由于数据量的原因，具有高细节水平的复杂 3D 模型无法轻松地带到每个设备并在那里渲染。

另一项重要任务是将 3D 数据和所需的附加数据集成到流程链中，以便各个流程参与者可以使用适当的模型并获得所有必要的信息。

2、解决方案

西门子的解决方案是在项目公司 4Soft 的联合项目中基于 Threedy 的 instant3Dhub 平台开发的。

instant3Dhub 使流程链中的所有用户能够以交互方式访问任何尺寸和复杂程度的 3D 模型，并且在任何支持网络的设备上都具有高性能：从智能手机到平板电脑，从“普通”笔记本电脑到 HoloLens。

为此，我们从公司提供的许多专业工具中收集 3D 数据。 这涉及大约 40 种最常见的行业格式，包括 NX、Catia、STEP 或 JT 等经典 CAD 格式。 数据类型也可以混合，这意味着建筑物中的机器也可以可视化。

为此，源数据不必进行更改或压缩，而是可以保留在现有流程中生成的样子。 为了流式传输数据，Fraunhofer IGD 研究机构（Threody 是其衍生机构）经过 20 多年的研究，开发出了一种复杂的加速技术：每个几何元素中的三角形都经过完全重新计算和加速以实现可视化。 这样，Threody 将可视化速度加快了 95%。 例如，梅赛德斯-奔驰汽车的完整模型可以在 30 秒内加载到任何设备上。 在西门子用例中，完整电机和变频器及其包含的组件的数据几乎可以立即获得。

然而，在大多数情况下，3D 数据的纯粹可视化不足以满足用户的要求并为他们的工作提供最佳支持。 他们需要一个为他们定制的应用程序，并为他们在流程中的特定用例提供合适的交互选项和功能。 当 3D 数据与其他系统的数据链接时，通常会给客户带来最大的好处。

因此，流程和数据分析以及应用程序开发和集成是该项目的重要主题。 4Soft GmbH 参与了这部分工作。 基于其丰富的 instant3Dhub 专业知识，他们支持客户分析系统需求并共同开发系统愿景。 第一步通常是开发概念验证，以在短时间内向客户展示如何设计应用程序。 随后，应用程序将在敏捷流程中逐步实施，并集成到客户现有的 IT 基础设施中。

除了流程链的设计之外，数据集成和数据准备也经常成为项目的中心主题，并伴随着与其他系统的接口的规范和实现。 例如，3D 数据通常主要用于生产。 例如，如果要在“数字孪生”的过程中集成其他参与者和流程步骤，则有必要考虑哪些数据属于一起以及它们必须具有什么质量，以便它们也适合售后领域的维护 。

在与西门子合作的项目中，最初的重点是改善和加速客户和西门子各个流程参与者之间的协作。 未来，i3Dhub 作为西门子自己的 IIoT 架构“SIDRIVE IQ X-Ray”的一部分，将带来更多可能：i3Dhub 提供和分发的 3D 数据非常适合作为数字孪生的核心组件和焦点。 例如，转换器和电机已经通过连接盒连接，并将其时间序列数据发送到云端。 然后，工厂工程师可以直接在相应机器的控制室现场将这些数据显示为 AR 眼镜中的叠加层。

3、结果

在设计和布局过程中，instant3Dhub 已成为当今西门子的一个宝贵工具：西门子和客户现场的设计工程师与维护和操作专家之间的直接沟通避免了耗时的协调工作。 这样可以在早期阶段避免在顺序工作时很长一段时间内无法检测到的错误。

在调试过程中也有很多优点。 例如，在调试变频器时，西门子可以以比过去更清晰的方式向客户展示连接点和电缆管道以及其他产品功能。 这使得客户能够在早期阶段清楚地了解产品的工作原理，并确保调试顺利进行。

这些基本优势也被其他公司所利用：例如，宝马开发了基于 instant3Dhub 的可视化即服务平台，拥有超过 25 个用例 - 从 PDM 数据的纯粹可视化到对供应商/供应商协作和 DMU 的支持 应用程序。 保时捷正在使用它来可视化售后区域的 3D 动画维修和服务指南，可以使用 AR/VR 应用程序根据车辆特定情况在世界各地的车间中调用这些指南。

因此，诸如“3D 数据民主化”之类的事情经常沿着流程链发生，因为现在没有专家工具的相关各方和利益相关者也可以以简单的方式参与。

原文链接：3D data streaming for new industrial applications

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