[發明專利]一種工業數字孿生的仿真運維系統及方法

在審

• 申請號: 202210862364.5
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN114918927A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 吳家樂;孫曉晴;肖運文;吳光明
• 申請（專利權）人: 南京勵業智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00;G06F17/10
• 代理公司: 南京明杰知識產權代理事務所(普通合伙) 32464
• 代理人: 胡曉燕

本發明公開了一種工業數字孿生的仿真運維系統及方法，包括：仿真運維控制模塊、工作數據采集模塊、數據管理中心、工作數據分析模塊和設備調試模塊，通過仿真運維控制模塊對機械手抓取物料的流程進行仿真運維控制，通過工作數據采集模塊采集物料抓取工作數據，通過數據管理中心存儲并管理采集到的全部數據，通過工作數據分析模塊預測控制機械手開始轉動的時間，并控制機械手轉動，通過設備調試模塊在機械手故障導致物料掉落時，對與故障機械手相鄰的機械手進行調試，并控制抓取掉落物料，實現了企業的智能化和數字化轉型，消除了仿真與實際的差異，減少了因物料掉落導致運輸中斷的現象，同時提高了掉落物料的抓取效率。

技術領域

本發明涉及仿真運維技術領域，具體為一種工業數字孿生的仿真運維系統及方法。

背景技術

數字孿生將現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過優化和指令來調控物理實體對象的行為，隨著數字孿生、虛擬互聯等各種針對智能制造概念的興起，使用工業數字孿生技術進行機器人的在線運維滿足了企業對于制造、物流仿真、虛擬調試等的需求，進一步實現了企業的智能化和數字化轉型；

然而，現有的仿真運維方式仍然存在一些問題：首先，對于自動化系統的仿真，分析的重點往往是控制系統的性能，單獨為仿真編寫的控制程序很難保證與現實中的系統完全一致，并且難以量化評估邏輯方面的差異對仿真結果的影響，使得仿真的參考價值受限，并帶來巨大的工作量；其次，軟件開發環境下測試方式比較單一，不便于實現相關的生產設備，難以深入分析控制系統與生產線其它部分聯動的效果；最后，現有技術中往往需要等到物料輸送到機械手抓取位置時停止輸送物料，才開始啟動機械手，控制機械手進行水平轉動和升降運動以抓取物料，無法提高機械手的工作效率。

所以，人們需要一種工業數字孿生的仿真運維系統及方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工業數字孿生的仿真運維系統及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種工業數字孿生的仿真運維系統，所述系統包括：仿真運維控制模塊、工作數據采集模塊、數據管理中心、工作數據分析模塊和設備調試模塊；

通過所述仿真運維控制模塊對機械手抓取物料的流程進行仿真運維控制；

通過所述工作數據采集模塊采集物料抓取工作數據；

通過所述數據管理中心存儲并管理采集到的全部數據；

通過所述工作數據分析模塊預測控制機械手開始轉動的時間，并控制機械手轉動；

通過所述設備調試模塊在機械手故障導致物料掉落時，對與故障機械手相鄰的機械手進行調試，并控制抓取掉落物料；

所述仿真運維控制模塊的輸出端與所述工作數據采集模塊的輸入端連接，所述工作數據采集模塊的輸出端與所述數據管理中心的輸入端連接，所述數據管理中心的輸出端與所述工作數據分析模塊的輸入端連接，所述工作數據分析模塊的輸出端與所述設備調試模塊的輸入端連接。

進一步的，所述仿真運維控制模塊包括仿真模型建立單元、PLC實時通訊單元和設備控制單元，所述仿真模型建立單元的輸出端與所述PLC實時通訊單元的輸入端連接，所述PLC實時通訊單元的輸出端與所述設備動作控制單元的輸入端連接，所述仿真模型建立單元用于對機械手抓取物料過程進行仿真：建立數字孿生模型，模擬機械手抓取物料的流程；所述PLC實時通訊單元用于通過PLC實時采集機械手參數，并發送反饋信號至仿真軟件；所述設備控制單元用于通過仿真軟件采集PLC反饋信號，控制虛擬機械手進行抓取物料操作，通過真實的控制系統直接驅動仿真模型，實現了信息交互聯動，消除了仿真與實際的差異，使得仿真結果更加準確可信，同時避免了在仿真過程中無意義地建模控制系統，減少了仿真的成本，解決了現有技術中單獨為仿真編寫的控制程度難以保證與現實中的系統完全一致的問題。