前言

随着市场经济的发展，各种新型的高科技建筑材料相继出现，所有的基础工程均需要大量的建筑，需要大量门窗和建筑材料，而铝及其铝合金在其中占有重要的地位。随着时代的进步，材料的应用也发生着变化。因铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、可塑性好、变形量小、无污染、无毒、防火性强，使用寿命长（可达 50—101 年)、回收性好、可回炉重炼等优点，应用受到日益关注。尤其在建筑方面，铝合金型材现已广泛应用于各种商业及民用建筑，有着不可替代的重要地位。

发展铝型材挤压生产线是实施铝型材挤压生产线“由大变强，靠新出强”跨世纪发展战略的必然选择，也是贯彻我国铝型材挤压生产线“控制总量，调整结构”方针的重要措施，更是实施我国国民经济可持续发展战略的要求。图扑软件积极响应国家铝型材挤压生产线发展要求，打造自动化铝型材挤压生产线数字孪生效果，助力我国国民经济可持续发展！

效果展示

整体案例采用写实的风格辅以 PBR 材质技术打造铝型材智能制造工厂，首先映入眼帘的是工厂外景，包含厂区的厂房、办公楼、道路、绿植、湖泊、停车场、篮球场等，以真实的样貌还原出厂区外景，还可切换到第三人称操控人物在场景内自由移动，使观看者仿佛身临其境的查看整个厂区的环境、建设情况。

操控图扑虚拟机器人进入厂房后，会以数字孪生的方式展现全自动铝型材挤压生产线的整套工艺流程：冷锯切割-铝锭加热-放置退锭台-开始挤压-切割费料-切割型材-将型材输送至转运区-型材拉直。可以使观看者学习了解铝型材工艺生产整套流程，不到现场也可以了解真实现场工作流程，通过拖动、放大视角，清晰看到各设备运转情况，促进高效生产、管理、学习。

系统分析

厂区三维可视化

本次铝型材挤压产线案例，图扑软件利用 Web 3D 技术搭建基于实际厂区的虚拟可视化铝型材制造工厂，厂区内有办公楼、挤压车间、休息区、体育场、综合厂房等建筑，辅以厂区内绿植、道路、路灯、停车场、篮球场、湖泊等周边设施，通过图扑软件自研引擎，并结合 PBR 物理渲染材质系统，渲染出真实厂区的环境效果。

图扑软件 HT 支持结合 Web 2D、3D、GIS、PBR 材质技术，为智能制造车间提供定制可视化服务。

HT 的轻量化方式在传统的 GIS 和可视化技术上做出了全新的改变，具有轻量化、低成本的优点，企业无需再购置笨重昂贵的 GIS 软件，且起点低、效果好，传统 Web 开发人员可轻松上手，借力 HT 强大的 3D 渲染效果即可做出高仿真三维场景。

图扑三维可视化技术采用 B/S 架构，具有跨平台性，任何桌面和移动终端都可以打开。用户可通过 PC 、PAD 或是智能手机，只要打开浏览器即可随时随地访问三维可视化系统，实现远程监查和管控。

挤压车间生产管理可视化

挤压车间生产管理可视化系统能够通过图扑软件的 HT 可视化引擎，将 3D 场景与 2D 面板结合起来，对铝挤压车间进行全方位的数字化建设，全面掌握车间内产能信息与运维情况等信息。可以通过鼠标和键盘的常规交互操作，实现对场景的旋转、平移、缩放；操控图扑虚拟小人进入挤压车间后，页面两侧会出现整个车间相关数据，供车间负责人和相关管理工人管理查看相关数据。

产能情况

一条全自动智能化产线，了解它的产能情况可谓是最重要的，图扑软件通过 2D 可视化技术对接车间相关检测数据，对整条全自动智能化生产线的产能情况进行可视化展现，包含当日产能情况、当日计划量、产品合格率并以柱状图的形式显示近日产量情况，使得车间管理人员快速了解车间产量、产品情况，掌握车间生产态势关键指标信息，促进车间健康持续发展。

产线概况

为了保证自动化产线持续高效生产，定期对产线设备的维护保养必不可少。图扑软件接入后台人员录入的相关设备维保信息，通过对设备运行时长持续监测，以二维可视化的形式展现铝型材挤压车间的产线概况，实现对相关自动化设备的定期维护保养，保障自动化产线高效运行。

月度能耗

厂区能耗一直是工业生产领域需要重点关注的问题项，图扑软件通过对接电力和天然气等能耗采集传感器采集到的数据，将各个月份的用电量和用气量进行统计记录，最终以折线图的形式展示出来，供管理者直观查看各个月的用能情况，实现针对性管理。

设备概况与报警情况

自动化铝型材挤压生产线主要由铝挤压机、工频加热炉、冷锯、回收切割渣滓装置、淬火系统、中断锯、拉直机等设备构成。为了更好地管理产线内各个设备，保障产线持续高效运行，图扑软件接入车间设备温度传感器、状态等信号，实现对设备报警情况和设备状态的实施检测，对于待处理的报警内容按时间倒序在列表上排布，提醒维修人员尽快排查故障；对于设备状态进行统计展现，在页面上可直观查看到运行、待机、离线、异常的设备数量。

视频监控、环境数据检测

图扑软件可以对接现场实时监控视频流，可点击查看现场监控实时画面，实现远程对现场实际情况的快速了解，足不出户即可掌握实况信息。

图扑软件 HT 视频融合解决方案可以将 2D 图像融合到场景的 3D 模型中，为操作员提供直观的视频图像和简单的视图控制。HT 视频融合技术采用 WebGL 技术，利用 GPU 高性能计算能力对视频图像进行实时处理，图像处理不占用 CPU 资源，整个方案画面流畅。

自动化挤压产线工艺流程

在第三人称漫游视角下，可操控图扑虚拟小人来到挤压车间门口点击“点击开门”字样，车间卷帘门即会自动打开，同时两侧浮现挤压车间的数据面板，操控小人进入厂房内即可看到整条铝型材挤压生产线，小人走出车间后，卷帘门会自动下放，两侧面板也随即收起。

本案例参考真实铝加工产线环境和铝挤压机、工频加热炉、冷锯、回收切割渣滓装置、淬火系统、中断锯、拉直机等设备的实际运作视频，利用图扑 3D 可视化引擎制作出铝型材挤压一整套工艺流程动画：冷锯切割-铝锭加热-放置退锭台-开始挤压-切割费料-切割型材-将型材输送至转运区-型材拉直。

首先长铝锭进入冷锯床被切割成小段铝锭，切割好的铝锭运送至工频炉内加热，当加热工位都占用时，多余的铝锭会移至退定台暂存，加热完后出炉去挤压机进行挤压出型材，挤出的型材通过在线淬火系统进行淬火；淬火完成后由中段锯将型材按需求进行切割，再通过上/下牵引机交换协作移送型材，期间拉直机会将型材整体拉直，最后再切割成小段进行打捆装箱。