基于BIM和VR技术的卷烟工厂设计系统研究与应用黄启录魏斌陶智麟毛永炜陶铁托王琳摘要：为解决卷烟工厂设计时各专业协同作业能力不足，修改工作量大，无法通过仿真优化方案等问题，研究BIM和VR技术在卷烟工厂三维设计中的应用，集成应用C++、Unity、SQLite等工具和技术，开发基于BIM和VR技术的卷烟工厂三维设计系统。设计系统具备工厂建模、碰撞检测、作业过程仿真、3D漫游等功能。在某卷烟厂的总体设计和运行维护中，提高了设计效率和质量，构建了工厂数字信息模型，提供了“虚拟在线工厂”。设计系统为卷烟工厂设计提供了新的工具，为工厂全寿命周期设计与管理打下了基础，同时为烟草行业的智能制造建设提供了支持。关键词：BIM技术;VR技术;设计系统;虚拟工厂：TP391.9：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.09.029本文著录格式：黄启录，魏斌，陶智麟，等.基于BIM和VR技术的卷烟工厂设计系统研究与应用[J].软件，2020，41（09）：105107+132【Abstract】：Inordertosolvetheproblemssuchasthelackofcooperationabilityofeachspecialty，theheavyworkloadofmodification，andunabletooptimizetheschemethroughsimulationduringthedesignofcigarettefactory，theapplicationofBIMandVRtechnologyinthethree-dimensionaldesignofcigarettefactoryisstudied.ThetoolsandtechnologiessuchasC++，unityandSQLiteareintegratedtodevelopthethree-dimensionaldesignsystemofcigarettefactorybasedonBIMandVRtechnology.Thedesignsystemhasthefunctionsoffactorymodeling，collisiondetection，operationprocesssimulation，3Droaming，etc.Intheoveralldesignandoperationmaintenanceofacigarettefactory，thedesignefficiencyandqualityareimproved，thefactorydigitalinformationmodelisconstructed，the“virtualonlinefactory”isprovided.Thedesignsystemprovidesanewtoolforcigarettefactorydesign，laysafoundationforthewholelifecycledesignandmanagementofthefactory，andprovidessupportfortheintelligentmanufacturingconstructionofthetobaccoindustry.【Keywords】：BIMtechnology;VRtechnology;Designsystem;Virtualfactory0引言传统的卷烟工厂设计通常只进行二维平面设计，各专业只负责本专业设计，没有共用的设计平台，各专业信息互通效率差。设计过程中修改工作量大，一处修改后相关专业需同时修改。方案设计中的相关计算只能单独完成，无法与绘图工作结合。传统设计方法无法对生产线进行仿真和优化，如生产过程仿真、供能计划仿真、物流系统优化等，同时难以实现设计、施工、运维一体化。随着烟草工程设计内容的增加，项目更加复杂，需要多专业协同设计，传统的设计方法已无法满足设计的新要求。近年来，建筑信息模型和虚拟现实等新技术的发展与应用，为工厂设计系统的研究提供了技术支撑。为了提高设计效率，实现全寿命周期设计与管理，本文研究并开发基于建筑信息模型和虚拟现实技术的卷烟工厂三维设计系统。1BIM和VR技术研究及应用建筑信息模型（BIM）技术为建筑构建信息模型，并及时获取并管理建筑信息，实现建筑设计、施工、运行直至寿命结束的信息集成[1]。作为建筑领域的新兴技术，近年来，BIM理论研究不断丰富，定义不断扩展[2]，在多专业协同设计、建造管理与质量控制等方面的应用研究取得了一定的成果[3-4]。虚拟现实（VR）是一门利用计算机技术生成与真实环境近似的数字化环境的综合性技术[5-6]。近年来，虚拟现实技术在理论研究与应用开展等方面取得了很大的进展，很多基于虚拟现实技术的软件系统被开发，并取得了不错的应用效果[7-8]。随着技术的不断发展，BIM和VR同时应用到工程设计及施工中的研究也相继开展。何志紅等[9]设计了基于BIM和VR技术的装配式建筑远程协同平台，蒋昊良等[10]将BIM和VR技术应用在CCS电站厂房的设计中，唐维等[11]研究了BIM和VR技术在地铁施工过程中的应用，芦志强等[12]将VR、仿真与BIM技术在水运工程设计中进行融合应用。目前BIM和VR技术在卷烟工厂设计中的应用还处于初级阶段。烟草行业产品种类单一，制造工艺和设备相近，...