[發明專利]一種智能產線可試驗數字孿生體建模方法

有效

• 申請號: 201911406959.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111046589B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李浩;李兵;王昊琪;文笑雨;李客;羅國富
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種智能產線可試驗數字孿生體建模方法，其特征在于，其步驟如下：

S1、利用數字化建模軟件建立智能產線中設備的三維模型；

S2、將步驟S1中設備的三維模型導入數字化產線仿真軟件中，并設置設備的位置、設備的動作參數和設備的運動路徑，得到智能虛擬產線；

S3、根據智能產線的生產過程對智能虛擬產線進行仿真，得到仿真節拍；根據實際的焊接生產線的生產過程在PROCESS SIMULATION軟件中按照設置的焊接生產線運行順序將各設備的仿真動作有序連接，從而實現對智能虛擬焊接生產線進行整體仿真，得到焊接生產線的生產節拍，在PROCESS SIMULATION軟件中每設置一個仿真動作都會得到相應的時間進度條，在完成一次焊接生產線的仿真后，PROCESS SIMULATION軟件會自動計算出運行時間，即得到生產節拍；

S4、重新規劃設備的運動路徑，循環執行步驟S3至步驟S4，直至遍歷所有的運動路徑，導出仿真節拍最小的運動路徑以構建與智能虛擬產線相同的智能物理產線；

S5、根據智能虛擬產線和智能物理產線構建包括邏輯模型映射客戶端和PLC控制硬件的邏輯模型，其中，邏輯模型映射客戶端與智能虛擬產線相連接，邏輯模型映射客戶端通過邏輯模型映射服務器與PLC控制硬件相連接，PLC控制硬件與智能物理產線相連接；所述邏輯模型映射服務器為OPC UA通訊方式；

S6、根據智能虛擬產線的仿真過程設置PLC控制邏輯方案；

S7、通過在PLC控制硬件中運行PLC控制邏輯方案，并發出設備動作信號經邏輯模型映射客戶端轉化為驅動模型動作的信號，驅動智能虛擬產線中的設備進行生產動作仿真；

S8、判斷智能虛擬產線中生產動作的仿真結果是否達到預期要求，若是，執行步驟S9，否則，調整PLC控制邏輯方案，返回步驟S7；其中，預期要求是指工件加工質量達到要求、物料流動順暢的情況下，生產節拍最快；

S9、PLC控制硬件向智能物理產線發送設備動作信號，使智能物理產線與智能虛擬產線的生產動作保持一致，完成智能產線可試驗數字孿生體的構建。

2.根據權利要求1所述的智能產線可試驗數字孿生體建模方法，其特征在于，所述智能產線可試驗數字孿生體包括智能虛擬產線、仿真模型、邏輯模型、數據模型和智能物理產線，智能虛擬產線通過仿真模型、邏輯模型、數據模型與智能物理產線相連接，仿真模型與邏輯模型相連接，邏輯模型與數據模型相連接；

所述數據模型包括智能產線數據模型服務平臺、虛擬傳感器和傳感器，智能產線數據模型服務平臺分別與虛擬傳感器和傳感器相連接；所述虛擬傳感器設置在智能虛擬產線上，虛擬傳感器分別與虛擬生產設備、虛擬輸送設備、虛擬監控設備和虛擬其他設備相連接；所述傳感器設置在智能物理產線上，傳感器分別與生產設備、輸送設備、監控設備和其他設備相連接；

所述智能虛擬產線與智能物理產線之間數據交互的方法為：在智能虛擬產線的運行過程中，虛擬傳感器實時采集虛擬生產設備的數據，并將數據傳輸至智能產線數據模型服務平臺，傳感器從智能產線數據模型服務平臺中讀取數據并作用于生產設備；生產設備進行生產動作得到智能物理產線的數據，將智能物理產線的數據傳輸至智能產線數據模型服務平臺與智能虛擬產線的數據進行對比，如果生產設備和虛擬生產設備的數據存在差異，調整虛擬生產設備的路徑和位置，使智能虛擬產線和智能物理產線的運行結果一致，實現智能產線可試驗數字孿生體的數據交互。

3.根據權利要求2所述的智能產線可試驗數字孿生體建模方法，其特征在于，所述智能虛擬產線包括虛擬生產設備、虛擬輸送設備、虛擬監控設備和虛擬其他設備，虛擬生產設備、虛擬輸送設備、虛擬監控設備和虛擬其他設備均與邏輯模型相連接，虛擬生產設備、虛擬輸送設備、虛擬監控設備和虛擬其他設備均與數據模型相連接；所述智能物理產線包括生產設備、輸送設備、監控設備和其他設備；生產設備、輸送設備、監控設備和其他設備均與邏輯模型相連接，生產設備、輸送設備、監控設備和其他設備均與數據模型相連接。