[發(fā)明專利]一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法及架構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011277036.6
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112327780A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史建成;杜小東;林晨陽;周杰文;繆方雷;李明貴;張鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發(fā)明涉及一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法，對物理生產(chǎn)線進行多尺度數(shù)字孿生建模，并進行物理生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過虛實互聯(lián)和數(shù)據(jù)更新完成生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，驅(qū)動生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)對物理生產(chǎn)線進行同步映射和交互控制；所述物理生產(chǎn)線包括儀器設(shè)備、設(shè)施、物流以及物理車間環(huán)境。通過采用本發(fā)明的方法可進行電子裝備測試生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化監(jiān)控、生產(chǎn)資源精確定位、生產(chǎn)異常快速響應(yīng)、生產(chǎn)過程分析優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械產(chǎn)品加工裝配生產(chǎn)線領(lǐng)域，特別涉及一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法及架構(gòu)

背景技術(shù)

生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)是生產(chǎn)線數(shù)字空間和物理空間同步映射的系統(tǒng)，通過在數(shù)字空間同步映射物理空間生產(chǎn)線、設(shè)備設(shè)施、物流等狀態(tài)，進而進行生產(chǎn)線的全要素監(jiān)控和優(yōu)化反饋控制。目前針對生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)的研究多集中于機械產(chǎn)品加工裝配生產(chǎn)線等領(lǐng)域，尚未有針對電子裝備系統(tǒng)測試生產(chǎn)線的研究。

文獻《車間生產(chǎn)過程數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用》(柳林燕，杜宏祥，汪惠芬，等.車間生產(chǎn)過程數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2019,25(6):1536-1545)闡述了某機械產(chǎn)品加工裝配車間關(guān)鍵生產(chǎn)要求建模、物理實體數(shù)據(jù)獲取、以及生產(chǎn)運行實時映射。機械產(chǎn)品加工裝配生產(chǎn)線的設(shè)備以機床為主，涉及到的數(shù)字孿生建模、數(shù)據(jù)采集以及管理應(yīng)用與電子裝備測試生產(chǎn)線有較大的差異，不能直接應(yīng)用該類型生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建。公開號為CN109857078A的中國專利文獻介紹了一種船廠生產(chǎn)車間數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)，采用通訊模塊接收指令并接入三維顯示模塊進行加工過程展示，實現(xiàn)完整加工過程的展示和驗證。但是該專利技術(shù)同樣應(yīng)用對象是機械加工過程，且主要應(yīng)用目的是對自動控制邏輯進行驗證，難以滿足生產(chǎn)線運行應(yīng)用要求。公開號為CN110333698A的中國專利介紹了一種基于數(shù)字孿生平臺的工廠管理系統(tǒng)及其方法，用于在數(shù)字孿生平臺上對整個工業(yè)園區(qū)布局建模，以第一人稱視角指引客戶了解整個車間分布，以及查看工廠內(nèi)設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)。該專利技術(shù)主用用于車間監(jiān)控，其建模及應(yīng)用方法缺少深化，不能用于電子裝備測試生產(chǎn)線。因此針對電子裝備測試生產(chǎn)線的持續(xù)提升生產(chǎn)線運行效能的需求，通過生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，依據(jù)虛實融合實現(xiàn)生產(chǎn)線自感知、生產(chǎn)過程透明化、資源配置優(yōu)化和生產(chǎn)效率提升的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對電子裝配測試生產(chǎn)線具有過程不透明、資源難均衡、過程不易控等問題，提供一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法，通過對物理生產(chǎn)線進行數(shù)字孿生建模，并通過多種方式進行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)更新，驅(qū)動生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)對物理生產(chǎn)線進行同步映射和交互控制，為了達到上述目的，本發(fā)明一方面提供一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種電子裝備測試生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方法，對物理生產(chǎn)線進行多尺度數(shù)字孿生建模，并進行物理生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過虛實互聯(lián)和數(shù)據(jù)更新完成生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，驅(qū)動生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)對物理生產(chǎn)線進行同步映射和交互控制；所述物理生產(chǎn)線包括車間環(huán)境、生產(chǎn)線、工位、制造要素，所述制造要是包括人員、物流、儀器設(shè)備、設(shè)施、電子裝備產(chǎn)品。

進一步的，所述數(shù)字孿生建模過程為：采用多尺度的建模架構(gòu)進行車間、生產(chǎn)線、工位及要素四個尺度進行數(shù)字孿生建模，對于每個尺度的模型,進行等比例的輕量化建模，并進行幾何模型后處理，通過渲染、貼面、及光源設(shè)置，同時分別對各個模型設(shè)置物理屬性、行為屬性以及規(guī)則屬性。

進一步的，所述數(shù)據(jù)采集采用信息系統(tǒng)集成方式、下位機系統(tǒng)采集方式、傳感器采集方式獲取生產(chǎn)線數(shù)據(jù)。

進一步的，所述信息系統(tǒng)集成方式為：通過開發(fā)接口的方式從MES系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。

進一步的，所述傳感器采集方式具體為：對于有數(shù)據(jù)接口的采集目標，通過開放數(shù)據(jù)接口獲取設(shè)施相關(guān)信息，對于沒有數(shù)據(jù)接口的采集目標，通過增加傳感器進行數(shù)據(jù)采集，采用溫度傳感器與濕度傳感器分別對溫度、濕度進行采集。