[發(fā)明專利]基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造系統(tǒng)孿生智能體構(gòu)建系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010129661.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111308975A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐敦兵;聶慶瑋;朱海華;張澤群;王立平;宋家燁;張毅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造系統(tǒng)孿生智能體構(gòu)建系統(tǒng)及方法，相比傳統(tǒng)物理層智能體構(gòu)建方法，該方法直接應(yīng)用于虛擬車間智能體構(gòu)建，該智能體可以與上層數(shù)字孿生平臺進(jìn)行交互，更好的展示物理車間的制造細(xì)節(jié)，預(yù)測加工過程中會發(fā)生的問題，引導(dǎo)物理車間選擇更為合理的生產(chǎn)方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能制造領(lǐng)域， 尤其是基于物聯(lián)制造模式下的離散車間自組織生產(chǎn)中智能模塊構(gòu)建方法，具體的說是一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造系統(tǒng)孿生智能體構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

智能制造是將制造技術(shù)與智能技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的全生命周期,在制造過程中進(jìn)行感知、分析、推理、決策與控制,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品需求的動態(tài)響應(yīng)、產(chǎn)品的迅速開發(fā)與優(yōu)化的制造活動，是具有信息的深度自知、智慧化自決策、 精準(zhǔn)的自我控制的先進(jìn)制造過程。傳統(tǒng)物理車間是工廠從事產(chǎn)品生產(chǎn)活動的物理實(shí)體， 本就受到如設(shè)備故 障、訂單不穩(wěn)定、加工時間波動等多種不確定擾動因素帶來的影響。 當(dāng)前火熱的裝備智能體構(gòu)建技術(shù)可以使得物理車間智能化，不同裝備智能體之間協(xié)助完成生產(chǎn)任務(wù)，提高生產(chǎn)效率。但這些智能體僅限于在物理車間層面對生產(chǎn)進(jìn)行影響，不能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)制造車間更為高遠(yuǎn)的智能性、便捷性。因此迫切需要一套合理的孿生智能模塊，應(yīng)用在基于數(shù)字孿生技術(shù)的虛擬車間，使得物聯(lián)制造車間能夠更方便的展示制造細(xì)節(jié)，預(yù)測加工過程中會發(fā)生的問題，給出更為合理的解決方案。

專利申請?zhí)朇N201810761999.X，名為一種制造系統(tǒng)的智能模塊構(gòu)建方法、制造系統(tǒng)以及制造方法。能夠根據(jù)物理車間生產(chǎn)設(shè)備的智能化需求構(gòu)建智能體。這種設(shè)計的不足之處是：不能適應(yīng)虛擬層智能體的開發(fā)需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述本領(lǐng)域中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造系統(tǒng)孿生智能體構(gòu)建方法，該智能體可以與上層數(shù)字孿生平臺進(jìn)行交互，更好的展示物理車間的制造細(xì)節(jié)，預(yù)測加工過程中會發(fā)生的問題，引導(dǎo)物理車間選擇更為合理的生產(chǎn)方案。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造系統(tǒng)孿生智能體構(gòu)建系統(tǒng)，所述孿生智能體構(gòu)建方法的整體結(jié)構(gòu)包括描述模塊、預(yù)測模塊和引導(dǎo)模塊。同時，與該智能體適配的虛擬車間層包括數(shù)字孿生平臺與虛擬車間數(shù)據(jù)庫。同時，對應(yīng)虛擬車間層的物理車間層包括物理車間中存在的智能體、生產(chǎn)設(shè)備與物理車間數(shù)據(jù)庫。

所述描述模塊，其功能是負(fù)責(zé)從物理車間數(shù)據(jù)庫實(shí)時搜集信息，抓取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式面向數(shù)字孿生平臺層，向數(shù)字孿生平臺層的虛擬車間數(shù)據(jù)庫發(fā)送可被數(shù)字孿生平臺識別的數(shù)據(jù)并對數(shù)字孿生平臺中的組織和個體行為進(jìn)行建模。進(jìn)一步的，所述描述模塊同時收集虛擬車間數(shù)據(jù)庫的信息，比對、評估，校驗(yàn)真實(shí)性。進(jìn)一步的，所述描述模塊將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式面向?qū)\生智能體內(nèi)部的預(yù)測模塊，供其進(jìn)行預(yù)測分析。

所述預(yù)測模塊，其功能是負(fù)責(zé)從描述模塊接收從物理車間數(shù)據(jù)庫和虛擬車間數(shù)據(jù)庫收集的信息、數(shù)據(jù)。利用大數(shù)據(jù)解析，預(yù)測不同時間下組織和個體的反應(yīng)趨勢。

所述引導(dǎo)模塊，其功能是根據(jù)前孿生智能體內(nèi)部描述模塊和預(yù)測模塊的計算結(jié)果，對組織行為進(jìn)行主動干預(yù)和引導(dǎo)，從而使得組織不斷朝著希望的目標(biāo)收斂。

所述數(shù)字孿生平臺，其功能是實(shí)時顯示物理車間中生產(chǎn)過程，映射物理車間組織和個體的行為、規(guī)則。進(jìn)一步的，可以顯示預(yù)測模塊分析的結(jié)果。

所述虛擬車間數(shù)據(jù)庫，其功能是為數(shù)字孿生平臺提供數(shù)據(jù)支持。

所述物理車間中存在的智能體，其功能是與物理車間生產(chǎn)設(shè)備結(jié)合，主動感知、分析、推理、決策與控制，幫助物理車間進(jìn)行智能化的自組織生產(chǎn)活動。

所述物理車間數(shù)據(jù)庫，功能是為物理車間的智能體提供數(shù)據(jù)支持。