制造业是国民经济的主体,是保持国家竞争实力和创新的源泉之一。随着互联网等技术与制造业的深度融合,推动着制造业向数字化与智能化方向发展。虽然我国制造业在信息化水平、智能制造技术等方面已经获得一些成果,在自动化、数字化方面已经具备一定的基础,并且学术界已对数字化车间的场景搭建、运行模型等方面进行了深入的研究,但在虚拟车间场景可视化方面中仍存在不足,如:（1）如何复现多维高保真的虚拟车间;（2）虚拟车间展示方式不直观,难以与设备相对应;（3）虚拟漫游过程中如何解决由于漫游路径不平滑和漫游相机视角固定所导致的场景跳跃问题;（4）如何研制具有通用性的系统等问题。针对上述问题,本文以离散车间为研究对象,研究了面向真实感的车间资源多维建模技术和车间布局及可视化交互技术,提出了基于Cardinal曲线的车间虚拟漫游路径优化技术,开发了车间虚拟漫游系统。主要研究内容如下:（1）针对如何复现多维高保真虚拟车间的问题,研究车间资源多维建模方法,包括使用模型优化技术,有效地减少模型数据量;基于多体系统运动学建模理论和参数化建模方法,通过提取设备的行为属性和共性属性建立模型库,为实现虚拟场景布局及可视化交互提供模型支撑。（2）针对虚拟车间展示方式不直观,难以与设备相对应的问题,基于高保真的车间资源模型,研究基于Open Scene Graph（OSG）的虚拟车间布局与可视化交互的方法,实现车间内加工设备、物流设备等不同设备间的交互,真实再现车间工艺过程和物流过程。（3）针对漫游路径不平滑导致虚拟漫游沉浸感差的问题,提出一种基于Cardinal样条曲线拟合的漫游路径平滑过渡算法,解决漫游中由于漫游路径不平滑造成的视点跳跃问题;针对漫游相机视角方向固定的问题,提出一种虚拟漫游相机视角方向动态更新算法,实现漫游相机视角方向沿路径方向动态更新,增加虚拟漫游沉浸感。（4）针对现有的系统存在不通用、不可扩展的问题,基于所研究的技术成果,构建了车间虚拟漫游系统总体架构,设计并实现系统主要功能模块;并以某车间为例进行验证。通过上述研究,复现多维高保真的虚拟车间,提高虚拟车间的可视化效果和沉浸感,为促进智能制造的发展奠定基础。