[發(fā)明專利]基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品運(yùn)維與制造集成總體模型

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110074995.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112800668A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昀睿;仁文哲;王瑤;張傳偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06Q10/00;G06Q50/04
• 代理公司: 西安中科匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61254
• 代理人: 汪重慶

1.基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品運(yùn)維與制造集成總體模型，其特征在于，包括運(yùn)維系統(tǒng)模塊、虛擬維修單元模塊、維修中心模塊、制造廠模塊以及數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊，所述運(yùn)維系統(tǒng)模塊、虛擬維修單元模塊、制造廠模塊和維修中心模塊分別將服務(wù)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)和維修數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊，并接收所述數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊的反饋；所述制造廠模塊和維修中心模塊構(gòu)成孿生系統(tǒng)的物理空間，虛擬維修單元模塊構(gòu)成孿生系統(tǒng)的虛擬空間，所述數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊將采集到的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)融合處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理后與其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為其他模塊的正常運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐；

所述運(yùn)維系統(tǒng)模塊是對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品正常運(yùn)行的監(jiān)控，不僅為數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊提供運(yùn)維服務(wù)數(shù)據(jù)，而且在接收到數(shù)據(jù)平臺(tái)的反饋信息之后，及時(shí)對(duì)運(yùn)維計(jì)劃做出調(diào)整，保證產(chǎn)品的正常運(yùn)行；所述運(yùn)維系統(tǒng)提供的服務(wù)數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)、零件狀態(tài)信息、故障原因類型、故障分類標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)備件庫(kù)存和運(yùn)維計(jì)劃調(diào)整數(shù)據(jù)；

所述虛擬維修單元模塊依據(jù)從數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊中獲取到的維修數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)需要維修的零件仿真建模，模擬零件維修任務(wù)，制訂出初步的維修方案，并且根據(jù)數(shù)據(jù)平臺(tái)知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，制訂出最優(yōu)的維修方案，所述虛擬維修單元模塊指導(dǎo)物理空間中承擔(dān)相應(yīng)維修任務(wù)的維修單元模塊發(fā)揮作用，根據(jù)最優(yōu)維修方案實(shí)施零件的物理維修；

所述維修中心模塊根據(jù)虛擬維修單元模塊制訂的最優(yōu)維修方案，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的零部件實(shí)施物理維修，分為運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)維修和維修基地維修；

所述制造廠模塊承擔(dān)著復(fù)雜產(chǎn)品所需產(chǎn)品制造、零件制造和需要返廠維修的零件維修的任務(wù)，當(dāng)運(yùn)維系統(tǒng)將異常零件信息上傳至數(shù)據(jù)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)故障診斷得到零件的維修狀態(tài)，如果需要制造廠供應(yīng)備件，制造廠安排備件庫(kù)存調(diào)度計(jì)劃，如果需要進(jìn)行返廠維修，制造廠模塊接收到維修信息后，將其作為生產(chǎn)過(guò)程中得不確定因素引入日常生產(chǎn)計(jì)劃管控系統(tǒng)中，對(duì)制造廠的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度方案進(jìn)行調(diào)整，在生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)中進(jìn)行重新排產(chǎn)后，完成生產(chǎn)計(jì)劃的制訂；制造廠根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃安排備件的生產(chǎn)，終保證復(fù)雜產(chǎn)品的正常運(yùn)維；

所述數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊作為復(fù)雜產(chǎn)品的運(yùn)維與制造集成過(guò)程中全部的數(shù)據(jù)載體，存儲(chǔ)著各個(gè)模塊相互作用產(chǎn)生的孿生數(shù)據(jù)和運(yùn)維與制造集成相關(guān)的物理數(shù)據(jù)，利用從其他模塊采集到的數(shù)據(jù)建立和更新知識(shí)庫(kù)和實(shí)例庫(kù)，為復(fù)雜產(chǎn)品的運(yùn)維與制造集成提供數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊分為數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用四個(gè)過(guò)程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品運(yùn)維與制造集成總體模型的運(yùn)行模式，其特征在于，包括：

1)當(dāng)復(fù)雜產(chǎn)品在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生異常時(shí)，運(yùn)維人員需要在運(yùn)維系統(tǒng)中對(duì)異常原因分析，經(jīng)過(guò)故障診斷得到需要維修的零件維修信息數(shù)據(jù)，將所述零件維修信息數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊；

2)數(shù)據(jù)平臺(tái)模塊根據(jù)歷史維修數(shù)據(jù)、知識(shí)庫(kù)和實(shí)例庫(kù)數(shù)據(jù)制訂初步的維修方案，在虛擬空間中對(duì)初步的維修方案進(jìn)行仿真模擬，并且調(diào)用數(shù)據(jù)平臺(tái)中的知識(shí)庫(kù)對(duì)初步的維修方案進(jìn)行判斷，如果不是最優(yōu)維修方案則在虛擬空間中繼續(xù)進(jìn)行模擬仿真，對(duì)維修方案進(jìn)行修正，直至形成最優(yōu)的維修方案；

3)根據(jù)最優(yōu)維修方案中實(shí)施對(duì)零件的維修；

4)在所需要維修的零件維修任務(wù)完成之后將其返回至產(chǎn)品運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，保證產(chǎn)品的正常運(yùn)行；并且在處理產(chǎn)品異常的流程中，當(dāng)制造廠、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)、維修基地完成維修任務(wù)之后，將更新后維修數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)平臺(tái)中，為下一次的維修方案制訂提供數(shù)據(jù)支撐，并且利用相關(guān)的維修數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)平臺(tái)中的知識(shí)庫(kù)和實(shí)例庫(kù)進(jìn)行更新；在數(shù)據(jù)平臺(tái)中，一方面，根據(jù)處理后的故障數(shù)據(jù)和維修過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，建立故障預(yù)測(cè)機(jī)制，將故障預(yù)測(cè)的結(jié)果反饋至故障診斷過(guò)程，提高診斷效率；另一方面，根據(jù)故障零件維修過(guò)程中零件的庫(kù)存數(shù)據(jù)的變化和制造廠零件的制造數(shù)據(jù)，建立庫(kù)存預(yù)測(cè)機(jī)制，為最優(yōu)維修方案的制訂提供庫(kù)存零件信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品運(yùn)維與制造集成總體模型的運(yùn)行模式，其特征在于，所述步驟3)中根據(jù)維修方案中實(shí)施對(duì)零件的維修，需要返廠維修的運(yùn)送至制造廠實(shí)施維修，需要在現(xiàn)場(chǎng)維修的則在產(chǎn)品運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施維修，需要在維修基地進(jìn)行維修的則運(yùn)送至維修基地維修。