[發明專利]一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統

在審

• 申請號: 202210569745.4
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114967619A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 蘇昊;何衛平
• 申請（專利權）人: 常州紡織服裝職業技術學院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海思牛達專利代理事務所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 雍常明

本發明公開了一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統，屬于數字孿生技術領域，包括數據存儲系統、數據采集系統、數據孿生系統和交互監測管理系統；本發明采用數據孿生技術對工業工廠中的各級各類工業設備進行虛擬仿真，并基于現有的SCADA系統、MES系統和視頻監控系統對工業設備數據監控系統進行技術升級，構建出工業設備孿生模型，其相較于與現有的工業設備數據監測系統而言，通過數據孿生技術構建出的工業設備孿生模型能夠對工業設備各類數據進行3D顯示，有利于直觀反映出工業設備的實際運行數據和運行狀態，同時通過數據孿生對各級各類工業設備進行三維動態化模擬實驗，有利于直觀反映出設備的磨損狀況，便于管理人員進行工業設備的高效統籌管理。

技術領域

本發明涉及數字孿生技術領域，尤其涉及一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統。

背景技術

隨著工業生產現代化進程的不斷加快，工業設備也向大型化、連續化、高速化和自動化方向快速發展，其性能越來越高，功能也越來越多，這使得對工業設備運行狀況實時監控就顯得尤為重要；目前，工業工廠大多采用SCADA系統、MES系統和視頻監控系統等實現對工業設備實時數據監測；例如：中國專利號CN110262423A公開了一種基于工業物聯網的MES監控系統，該類發明雖然能夠實現對工業設備實時數據監測，但存在一定局限性：如工業設備監測數據反映不夠直觀，其多以數字形式或二維圖紙進行信息展示；各設備之間的數據存在異構；數字孿生技術是一種集成多物理量、多尺度、多概率屬性的仿真過程，能夠在虛擬空間中生成物理實體的鏡像，實現兩者之間的實時交互映射，通過多重手段獲取并分析物理模型的實時信息，能夠呈現物理模型中的多種要素及整個生命周期中的實時動態運行情況，從而實現對物理實體的實時監測和管控；因此，如何結合數字孿生技術實現對各類工業設備實時數據監測，以提高管理員的管理效率已成為當下研究重點；為此，我們提出一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種用于工業設備實時數據監測的孿生系統，包括數據存儲系統、數據采集系統、數據孿生系統和交互監測管理系統；

所述數據孿生系統分別與數據存儲系統、數據采集系統和交互監測管理系統通信連接；所述數據存儲系統和數據采集系統通信連接；所述數據存儲系統和交互監測管理系統通信連接；

所述數據存儲系統用于存儲各類工業設備的相關信息；所述相關信息包括設備物理信息、設備基礎信息、設備磨損量信息和設備實時運行信息；

所述數據采集系統用于實時采集各級各類工業設備的設備實時運行信息，并傳輸至數據孿生系統中；

所述數據孿生系統用于根據所述數據存儲系統中的各類工業設備的相關信息對各級各類工業設備進行虛擬仿真，構建虛擬工廠孿生體，同時根據所述數據采集系統采集到的信息對虛擬工廠孿生體進行動態更新；

所述交互監測管理系統用于根據所述虛擬工廠孿生體對各級各類工業設備進行可視化數據監測和動態管理。

進一步地，所述數據存儲系統包括設備物理數據庫和設備信息數據庫；所述設備物理數據庫用于存儲各級各類工業設備的設備物理信息；所述設備物理信息包括設備幾何結構、設備材料屬性、外觀顏色、體積重量和結構尺寸；所述設備信息數據庫用于存儲各級各類工業設備的設備基礎信息；所述設備基礎信息包括設備用途、設備品牌、設備型號、設備編號和設備使用廠間。

進一步地，所述數據孿生系統包括仿真構建模塊和虛擬孿生體模塊；所述仿真構建模塊用于根據所述設備物理信息和設備基礎信息，并基于三維仿真技術對所述各級各類工業設備進行虛擬仿真，形成虛擬工廠孿生體；所述虛擬孿生體模塊用于演示所述虛擬工廠孿生體。