[發(fā)明專利]一種面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間全要素模型

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210865024.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115718463A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和延立;張政;趙鑫;李子昂;張博康
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 王凱敏

本發(fā)明提供了一種面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間全要素模型，包括物理車間層、要素模型層和模型調(diào)用層；要素模型層工藝模型、工裝模型、零件幾何模型、過程模型、協(xié)作行為模型、生產(chǎn)仿真模型、知識模型、決策模型等共12個(gè)模型，覆蓋了客觀實(shí)際生產(chǎn)過程的人、機(jī)、料、法、環(huán)等全要素，涉及從最初工藝設(shè)計(jì)到最終質(zhì)量檢驗(yàn)階段各個(gè)環(huán)節(jié)，對飛機(jī)裝配生產(chǎn)全生命周期進(jìn)行了全要素反應(yīng)及為實(shí)際生產(chǎn)指導(dǎo)提供了依據(jù)。且本發(fā)明在所構(gòu)建全要素模型基礎(chǔ)上，將各模型進(jìn)行集成、融合，并明確了模型之間的交互關(guān)系，通過模型將生產(chǎn)過程中的各要素、對象聯(lián)系起來，能夠輔助工作人員進(jìn)行決策，提高了決策效率和準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能制造領(lǐng)域，具體涉及一種面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間全要素模型。

背景技術(shù)

飛機(jī)裝配工作在飛機(jī)制造中占有極其重要的地位，飛機(jī)裝配過程是各大飛機(jī)制造公司在實(shí)現(xiàn)縮短生產(chǎn)周期、降低成本的目標(biāo)中作為重點(diǎn)關(guān)注的問題。現(xiàn)代飛機(jī)裝配中，低成本飛機(jī)制造的最大障礙是勞動(dòng)密集且耗時(shí)耗力的裝配工作。在當(dāng)前飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間運(yùn)行中，對現(xiàn)場設(shè)備、人員、物料等的實(shí)時(shí)狀態(tài)難以全面掌握，車間現(xiàn)場的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和問題反饋以及相應(yīng)的處理不夠及時(shí)，飛機(jī)裝配工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程管理及問題處理決策主要依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)，這些問題導(dǎo)致飛機(jī)裝配工作效率不高。

數(shù)字孿生技術(shù)以物理車間實(shí)體為基礎(chǔ)，構(gòu)建可以真實(shí)反映物理車間真實(shí)狀態(tài)的虛擬車間，對物理車間生產(chǎn)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)由物理車間到虛擬車間的映射，為提高飛機(jī)裝配車間生產(chǎn)管控水平提供了思路。

現(xiàn)有的數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建包含物理車間所有要素的數(shù)字孿生模型，研究主要集中在孿生車間的整體架構(gòu)層次，對具體的孿生模型構(gòu)建研究較少；所研究的模型主要為仿真模型，大多是針對某一場景建立仿真模型，模型的要素種類少，無法全面地反映物理車間實(shí)際生產(chǎn)過程；現(xiàn)有研究對各模型之間的關(guān)系和交互體系設(shè)計(jì)不明確，不能很好地反映模型間的相互作用。因此，目前的數(shù)字孿生模型對物理車間的反饋控制效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有數(shù)字孿生技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間全要素模型。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)車間全要素模型，其特殊之處在于：包括物理車間層、要素模型層和模型調(diào)用層；

物理車間層主要用于獲取并為要素模型層提供飛機(jī)裝配的生產(chǎn)要素，包括車間中的人員、設(shè)備、物料、工裝、工藝規(guī)程和現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

要素模型層由模型單元和數(shù)據(jù)處理平臺組成；數(shù)據(jù)處理平臺用于對來自物理車間層的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，驅(qū)動(dòng)所述模型單元的構(gòu)建和優(yōu)化；模型單元是所述物理車間層的真實(shí)映射，模型單元的仿真數(shù)據(jù)也會(huì)反饋給數(shù)據(jù)處理平臺；

所述模型單元包括基礎(chǔ)模型、支撐模型和業(yè)務(wù)模型；

基礎(chǔ)模型包括產(chǎn)品信息模型、零件幾何模型、資源/組織信息模型；產(chǎn)品信息模型用于實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)間相互交換和共享設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)；零件幾何模型用于對零件的設(shè)計(jì)和制造信息進(jìn)行描述；資源/組織信息模型用于為實(shí)際工作的資源管理和人員安排提供基礎(chǔ)；

支撐模型包括知識模型、決策模型、過程模型和協(xié)作行為模型；知識模型根據(jù)車間現(xiàn)場、工藝文檔和工藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行構(gòu)建，用于提供飛機(jī)裝配過程的工序內(nèi)容、所用工裝、測量及加工設(shè)備、操作人員及其之間的相互關(guān)系、屬性；決策模型根據(jù)飛機(jī)裝配過程中可能的故障種類、內(nèi)容及其處理方法構(gòu)建，形成故障診斷知識規(guī)則表，用于輔助決策；過程模型采用工作流技術(shù)構(gòu)建，對飛機(jī)裝配過程中的流程問題建立可視化模型，完成部署定義工作；協(xié)作行為模型由所述知識模型驅(qū)動(dòng)構(gòu)建，對裝配現(xiàn)場生產(chǎn)要素進(jìn)行智能體封裝，接收決策指令控制車間設(shè)備完成物料運(yùn)輸任務(wù)；