[發(fā)明專(zhuān)利]虛實(shí)同步驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711184443.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109829174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳俊;鄒恒;張鳳德;程彬;原鑫吾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海明匠智能系統(tǒng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06T19/00;G06T17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種虛實(shí)同步驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法，包含以下步驟：S1、利用三維建模軟件對(duì)真實(shí)工廠(chǎng)進(jìn)行虛擬建模，生成工廠(chǎng)三維模型；S2、將工廠(chǎng)三維模型導(dǎo)入3dmax軟件中，進(jìn)行模型輕量化操作；S3、將完成模型輕量化操作的工廠(chǎng)三維模型導(dǎo)入三維仿真引擎，完成三維虛擬工廠(chǎng)的搭建，所述的三維虛擬工廠(chǎng)中包含一臺(tái)或多臺(tái)虛擬設(shè)備；S4、采集真實(shí)工廠(chǎng)中設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，生成控制命令，并傳輸至三維仿真引擎；S5、三維虛擬工廠(chǎng)中的虛擬設(shè)備根據(jù)控制命令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)與真實(shí)工廠(chǎng)中的設(shè)備同步運(yùn)行。本發(fā)明可以對(duì)工廠(chǎng)進(jìn)行提前布局、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和加工工程進(jìn)行模擬以及對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信息物理系統(tǒng)，具體涉及一種虛實(shí)同步驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，簡(jiǎn)稱(chēng)CPS）是一個(gè)綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)。CPS通過(guò)3C技術(shù)（Computer、Communication、Control）的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)，其通過(guò)人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)和物理進(jìn)程的交互，使用網(wǎng)絡(luò)化空間以遠(yuǎn)程的、可靠的、實(shí)時(shí)的、安全的、協(xié)作的方式操控一個(gè)物理實(shí)體。CPS實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)，可使系統(tǒng)更加可靠、高效及實(shí)時(shí)協(xié)同，具有重要而廣泛的應(yīng)用前景。

CPS被定義為支撐兩化深度融合的一套綜合技術(shù)體系，這套綜合技術(shù)體系包含硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)云等一系列信息通信和自動(dòng)控制技術(shù)，這些技術(shù)的有機(jī)組合與應(yīng)用，構(gòu)建起一個(gè)能夠?qū)⑽锢韺?shí)體和環(huán)境精準(zhǔn)映射到信息空間并進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋的智能系統(tǒng)，作用于生產(chǎn)制造全過(guò)程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期，重構(gòu)制造業(yè)范式。

CPS的本質(zhì)就是構(gòu)建一套信息空間與物理空間之間基于數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系，解決生產(chǎn)制造、應(yīng)用服務(wù)過(guò)程中的復(fù)雜性和不確定性問(wèn)題，提高資源配置效率，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。

數(shù)字雙胞胎是CPS中的一個(gè)重要概念，它是制造系統(tǒng)的“事先諸葛亮”，用于從虛擬的世界來(lái)改善現(xiàn)實(shí)世界。數(shù)字化雙胞胎也被稱(chēng)為數(shù)字孿生，就是以數(shù)字化方式在虛擬空間中為物理空間中的物理對(duì)象創(chuàng)建虛擬模型，來(lái)模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為。數(shù)字雙胞胎可用于生產(chǎn)、系統(tǒng)監(jiān)控和診斷預(yù)測(cè)，通過(guò)時(shí)間機(jī)器按關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。數(shù)字雙胞胎還對(duì)分布各地的集群進(jìn)行比較，能夠在智能制造的系統(tǒng)平臺(tái)上從根本上發(fā)現(xiàn)各種故障的原因和提高生產(chǎn)力的手段。

數(shù)字化雙胞胎的實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)必要條件，即一套集成的軟件工具和三維形式表現(xiàn)。

“數(shù)字化雙胞胎”已成為制造企業(yè)邁向工業(yè)4.0的解決方案。方案提出者可以支持企業(yè)進(jìn)行涵蓋其整個(gè)價(jià)值鏈的整合及數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施直至服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)打造一致的、無(wú)縫的數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)企業(yè)鏡像。

數(shù)字化雙胞胎模型具有模塊化、自治性和連接性的特點(diǎn)，可以從測(cè)試、開(kāi)發(fā)、工藝及運(yùn)維等角度，打破現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的藩籬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字化雙胞存在以下缺陷：

1）數(shù)字化雙胞胎僅僅只是從物理空間的設(shè)備上獲得信號(hào)，其實(shí)時(shí)性相對(duì)較低；

2）大多數(shù)的數(shù)字化雙胞胎主要是對(duì)設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行展示；

3）很多數(shù)字化雙胞胎因性能原因僅僅只有一臺(tái)設(shè)備，而非一條生產(chǎn)線(xiàn)、一個(gè)工廠(chǎng)，不能全面反映工廠(chǎng)的實(shí)際情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種虛實(shí)同步驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法，在三維軟件中建立真實(shí)工廠(chǎng)的虛擬三維模型，并利用采集到的信號(hào)控制虛擬三維模型中的設(shè)備運(yùn)動(dòng)，與真實(shí)工廠(chǎng)中的設(shè)備運(yùn)動(dòng)同步，可以對(duì)工廠(chǎng)提前布局、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和加工工程進(jìn)行模擬、對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行模擬等等。