1.课题来源与背景：该项目完成单位为2家(1家为高校，1家为企业)，其中温州大学为牵头单位，浙江深科自动化科技有限公司为项目参与完成单位，开展搭建断路器数字孪生车间、虚拟运维系统开发、分布式系统研发等方面的研究和技术开发等工作，完成基于分布式的断路器虚拟仿真运维平台的搭建，可直接应用于断路器制造企业产品生产，帮助企业对断路器生产车间进行全方位、多层次监测与管理，提升断路器制造水平。 2.研究目的与意义：该项目以断路器数字孪生车间为对象，采用数字孪生系统搭建、虚拟运维系统开发和分布式虚拟平台研发的方法，建立基于分布式的断路器虚拟仿真运维平台，对断路器制造车间全生命周期的数字化仿真，实现对断路器生产过程的全方位、多层次监测与管理。提出断路器数字孪生车间系统搭建方法，通过该方法对断路器的全制造过程进行数字化仿真。在仿真的基础上，通过多传感器的信号传输和设备的故障响应，开发了配套的虚拟运维系统。针对断路器制造过程仿真场景很难在单机上进行渲染或满足可交互的需求，提出了一种分布式渲染框架，对于断路器虚拟仿真运维平台的设计与优化具有重要指导作用。 3.主要论点与论据：该项目旨在针对断路器数字化制造装配虚拟运维系统展开研究，提出一种基于分布式的断路器虚拟仿真运维平台搭建方法，并应用于断路器实际生产的生产车间。项目从断路器数字孪生车间的动态逻辑仿真入手，针对模型数字化建模、动力学仿真、驱动与控制、信号传输与处理以及孪生车间轻量化表达等问题展开研究。揭示影响孪生车间忠实映射的影响因素，并提出主机分布式的具体策略。为了完成总体目标，将分布予以实现。具体分三步完成： 第一步是考虑断路器物理车间的形状、大小、尺寸参数等进行数字化逻辑建模，在虚拟环境中进行孪生模型再现，对车间的动力学模型、行为模型和逻辑模型进行研究，完成断路器数字孪生车间的搭建。 第二步是针对车间孪生数据的数据类型进行分类和管理，并通过EasyStudio来完成断路器生产线的信号生成、传输等工作，建立断路器数字孪生车间相对应的虚拟运维平台，实现对数字孪生车间的生产数据可视化。 第三步是基于主机分布式的方法对孪生系统的场景进行划分，将断路器仿真场景在内容上按照个体划分为单一节点可渲染的子场景，使用多个渲染节点进行分布式处理，根据深度信息进行融合得到最终结果。使得断路器虚拟仿真平台可以通过多台主机运行，满足超大规模场景的渲染和交互需求。 4.创见与创新：该项目主要创新点如下： (1)提出了一种断路器数字孪生车间系统的搭建方法，通过该方法对断路器的全制造过程进行数字化仿真。(2)在断路器车间仿真的基础上，通过多传感器的信号传输和设备的故障响应，开发了配套的虚拟运维系统。该虚拟运维系统提高了断路器的信息可视化。(3)该项目提出了一种分布式渲染框架来处理断路器制造过程仿真场景的渲染和交互。实验表明该项目提出的分布式渲染系统能够达到可交互的性能，可以满足断路器制造过程仿真场景交互式渲染的需求。 5.社会经济效益：产生如下社会效益： 1)装备运行管理水平得到提高通过该套系统的投入使用，断路器制造装备的运行管理水平可以得到大幅提高，产品制造效率可以得到提升，并且设备使用寿命可以得到延长，降低企业生产成本。 2)缩短设备维修周期通过该套系统可以对设备运行状态进行远程监控，对故障信息进行智能诊断、定位，可以大幅缩短设备的维修周期，提高设备的实际使用效率，降低企业的维护成本。 3)人才培养和对国家的贡献项目的实施可以为国家和社会输送较多的高级技术人才，项目培养研究生3名，可以为企业输送大量专业技术人才。 6.成果简介：该项目旨在针对断路器虚拟仿真运维平台展开研究，通过数字化建模以及模型驱动方法研究搭建断路器数字孪生车间，实现对断路器全生命周期数字化仿真的展示；同时基于多传感器的信号传输与设备的故障诊断，开发对应的虚拟运维平台，对断路器制造车间的生产数据进行综合展示，以及对故障信息进行预警提示；最后针对断路器制造过程仿真场景中存在大量的制造工艺和制造流程提出一种分布式渲染框架，通过场景划分、指令发送和根据深度信息图像合成等完成基于分布式的断路器虚拟仿真运维平台。