عرض تفاعلي لبرمجيات الحفارة تم إنشاؤه باستخدام Qt Quick 3D في أقل من ساعتين 

نحن خبراء في Qt؛ أعلم أن الأمر يبدو بديهيًا، لكن لدينا أمثلة تثبت ذلك. لذا، دعني أخبرك كيف أنشأنا عرضًا تفاعليًا لحفارة في Qt Quick 3D لعميلنا في أقل من ساعتين. نشارك العرض في هذا المقال لتتحقق بنفسك.

عرض توضيحي ثلاثي الأبعاد لحفارة لشركة في مجال الجيوماتكس

كجزء من شراكة مع شركة Qt، تلقينا جهة اتصال لشركة تطوّر حلولاً في مجالات الجغرافيا المكانية والبناء والزراعة. ومن منتجات العميل أجهزة وبرمجيات للتوجيه التلقائي والتحكم الآلي في المعدات الزراعية أو الثقيلة، مثل الجرارات أو الحفارات. 

تهدف المنتجات إلى خفض عتبة الدخول لتشغيل الآلات وزيادة كفاءة العمل من خلال جعل استخدام المعدات أكثر ملاءمة. وقررنا المساعدة في تحقيق هذا الهدف من خلال بناء عرض توضيحي في Qt Quick 3D.

الحاجة إلى تحديث النظام الحالي باستخدام حلول شركة Qt

كان لدى العميل بالفعل نظام تحكم عن بُعد تلقائي يتكون من أجهزة محمولة مثل مستشعر GNSS أو كاميرا أو جهاز لوحي في مقصورة المشغل لضبط معلمات الآلة.

كانت الحلقة الأضعف في هذا المنتج المتقدم هي وحدة HMI الخاصة بالجهاز اللوحي – إذ لم تكن شفافة بما يكفي، وعرضت الآلة في وضع ثنائي الأبعاد فقط. أراد العميل تحديث طبقة تجربة المستخدم وواجهة المستخدم في التطبيق لجعله أكثر جاذبية للسوق العالمية. فقررواالاستفادة من تقنية Qt لإنشاء واجهة أفضل. 

لنُثبت مفهوم الحفر باستخدام Qt Quick 3D

لاختبار ما إذا كانت التقنية ستلبي متطلبات العميل، قررنا إجراء إثبات مفهوم – وهو عرض نموذجي للوحة التحكم في الحفارة. وكان الهدف من عرض تطبيق HMI إظهار مهاراتنا في هذه التقنية وتقديم رؤية لتحديث واجهة المستخدم الحالية.

في عملية تطوير إثبات المفهوم (PoC)، أخذنا المتطلبات التالية في الاعتبار:

• إدخال عروض ثلاثية الأبعاد للآلة،
• خيار تحريك مكونات الحفارة عن بُعد فيما يتعلق بمعاملاتها،
• تنفيذ ثلاثة عروض: العرض العلوي، والعرض الجانبي، والعرض الحر مع تكبير الشاشة وتدويرها،
• تطوير مستويات مختلفة من الدقة للنموذج المنخفض/المتوسط/المرتفع من أجل التبديل بسهولة بين الأجهزة،
• لا قيم ثابتة ومرونة التطبيق، مع العلم أن البرمجيات ستُستخدم لمركبات وأدوات أخرى. 

عرض تفاعلي تم تنفيذه في أقل من ساعتين باستخدام Qt creator

الرئيسي HMI استُلهمت الواجهة من منتج العميل الحالي. ومن دون إحداث ثورة في الميزات والوظائف، أعدنا تصميم الواجهة لتعزيز تجربة المستخدم وجعل التشغيل والتنقل أسهل. 

تم استيراد مشروع واجهة المستخدم، المصمم في Figma، إلى Qt Design Studio إلى جانب نموذج حفارة ثلاثي الأبعاد تم شراؤه. وباستخدام محرر WYSIWYG لتنفيذ الوظائف والميزات البسيطة، ورمز QML للمكونات الأكثر تعقيدًا، جعلنا جميع العناصر تتكامل معًا كعرض توضيحي تفاعلي. وعلى الرغم من أن خبراء Qt لدينا يقولون إنهم أكثر براعة في البرامج ثنائية الأبعاد، إلا أنهم بالكاد واجهوا أي مشكلات أثناء العمل في بيئة ثلاثية الأبعاد. ويعود ذلك في الغالب إلى أن جميع التغييرات المُدخلة في الكود المصدري تكون مرئية في الوقت الفعلي في معاينة العرض التوضيحي.

بفضل الشراكة بين Spyrosoft وشركة Qt، نحظى بدعم كبير من مزوّد تقنية Qt، فضلاً عن وصول واسع إلى منتجاتهم، بما في ذلك التراخيص التجارية والمتميزة وتراخيص النسخ التجريبية. وفي حال ظهور أي مشكلات أثناء إنشاء النموذج التجريبي أو الحاجة إلى استشارة، يمكننا الاعتماد على المتخصصين من جانب Qt.

لكي يتمكن العميل من التفاعل مع العرض التوضيحي عبر متصفح الإنترنت دون الحاجة إلى تثبيت البيانات محلياً، جعلنا العرض التوضيحي متاحاً بصيغة WebAssembly.

يمكنك تجربة العرض التوضيحي هنا.

عرض توضيحي ثلاثي الأبعاد للحفارة في Qt Quick 3D مع مراعاة التطوير المستقبلي

بما أن هذا المقال يتناول إثباتاً لمفهوم بُني بسرعة في Qt، كان بإمكاننا إنهاءه هنا. ومع ذلك، أود تغطية بعض التفاصيل والأمثلة الإضافية حول التطوير المستقبلي للمشروع.

أولاً، ميزات السلامة. أثناء تطوير تطبيق تفاعلي لواجهة الآلة البشرية (HMI) للتحكم في آلة، ننفذ مكونات مسؤولة عن عرض عناصر واجهة السلامة الحرجة. وتشمل هذه عداد السرعة، وعداد الدوران، أو في حالة الحفارة، معلومات عن عطل في الآلة نفسها أو تهديد لتشغيلها. إذا حدث عطل أو خطأ في الواجهة الرسومية، سيوفر العارض الآمن الواجهة الأساسية مع البيانات اللازمة لقيادة الآلة بأمان والحفاظ على التحكم الكامل.

ثانياً، التوأم الرقمي. التوأم الرقمي هو نسخة افتراضية من المعدات الفعلية تحاكي عملها. وهو يأخذ في الاعتبار معايير الآلة وكذلك العوامل الخارجية مثل الميل أو وزن الحمولة أو الظروف الجوية. يتيح لنا التوأم الرقمي تصور حالات الاستخدام الفعلية لتشغيل الآلة في ظل ظروف مختلفة دون اختبار "في الإنتاج" من مقصورة المشغل.

ثالثاً، السحابة. يتيح دمج المشروع مع السحابة الحاسوبية التواصل بين عناصر المنتج – الجهاز اللوحي مع المعلمات التي أدخلها المشغل، والقمر الصناعي الذي يتتبع موقع الآلة، والجهاز الذي يدعم حركتها. يؤدي إشراك السحابة إلى جعل البرنامج أكثر كفاءة؛ فهو يسمح له بالتوسع عند خدمة المزيد من العملاء والتقلص عند انخفاض الحمل، مما يخفض التكلفة من خلال مواءمتها مع المستوى الفعلي لاستهلاك موارد السحابة.

هل تبحث عن متخصصين ذوي خبرة في تطوير واجهات HMI؟

هل جذب هذا المشروع انتباهك؟ هذا مجرد مثال واحد على ما يمكننا بناؤه لك باستخدام تقنية Qt. لذا، إذا كنت تفكر في إنشاء نظام للتحكم عن بُعد في الأجهزة أو تحسين برمجيات HMI الحالية بحلول Qt، فتواصل معنا. اكتشف المزيد عن خدمات تطوير HMI التي تقدمها Spyrosoft، هنا. 

الأسئلة الشائعة