中国目前是一个制造业大国,工厂的发展日新月异,越来越多的现代化高科技技术应用到该领域上。虚拟现实技术在国内的迅速发展,已受到各领域的广泛关注,其中将虚拟现实技术应用于工业制造业的研究已逐渐成为热点。在全球数字化的大环境下,很多工厂企业也希望跟随着时代潮流。大多工厂车间在改建或重建时,为了减少建设成本,都需要首先进行合理的设计和规划。规划设计人员在使用传统方法进行工厂规划时,往往会出现设计困难、规划偏差和理解困难等问题,经常会造成更多人力和物力的浪费。工厂规划系统就是运用数字化产品,对工厂的建设进行可视化设计与动态规划。本文从系统的总体框架和系统的软硬件构成开始,详细讲述了虚拟工厂规划仿真系统各子系统功能及各个功能模块的设计方法和实现过程。在本系统中,主要是设计与实现了基于虚拟现实技术的可视化动态规划平台。本文通过将虚拟现实技术与仿真技术的有效结合,设计和实现了工厂规划的动态模拟和仿真系统,主要包括三个功能模块,分别是场景建模、系统仿真和规划评估。论文的主要工作如下:1.为了统一管理虚拟工厂模型,保护模型所有权,本文研究和实现了模型库管理子系统。通过该系统,可以合理采集设备模型,优化模型结构,设定模型格式,管理模型有效信息等,为虚拟工厂规划中的场景建模提供了方便。2.本文详细分析了虚拟工厂场景建模过程中的工厂设备的逻辑属性与可视化三维模型的关系。结合OpenSceneGraph开源软件包的渲染方式,建立高效的场景图,并利用面向对象技术,设计合理的虚拟对象结构,实现虚拟对象的几何模型和行为模型的互操作性,为系统仿真的设计提供了良好的场景规划。3.本文深入研究了连续/离散混合系统的仿真过程,设计合理的仿真时钟推进机制,采用有效的基于消息的事件调度方式,控制和实现系统的三维仿真,并在仿真过程中,可实时进行动态地场景和属性编辑,最终达到整个虚拟工厂规划的修改直观便捷性。本系统软件界面友好,操作简便,效果形象直观。虚拟现实环境提供了多个视图模式,1:1比例的可视化,让设计人员可以感受如同在真实世界中进行的规划设计活动。通过本系统,可构建一个供虚拟工厂规划使用的虚拟现实环境,实现规划设计数据的三维可视化,同时实现规划仿真过程的人机交互,所见即所得,最后可结合实际工厂运作,建立智能的评估和约束系统,对规划结果进行分析和优化处理。