[發明專利]一種基于云端平臺的數字孿生映射系統及方法

在審

• 申請號: 202210876066.1
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115129015A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 張卿源;鮑一飛;查亦文;褚郁誠;陸音;唐懷磊;朱斌;呂科
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

1.一種基于云端平臺的數字孿生映射系統，其特征在于，由可編程控制器和本地IDE編譯調試通信上位機組成，該數字孿生映射系統分為感知識別層、網絡層、應用層、搭載云端平臺和平臺服務層；所述可編程控制器創建PLC、機器人、生產線仿真程序，設置仿真條件，實現仿真邏輯，并模擬工程、進行通信測試；所述本地IDE編譯調試通信上位機調用所述PLC、機器人、ActiveX控件、DLL和接口以使上位機通過所述控件和設備通信協議實現通信；所述感知識別層通過數據映射線程，采集機器人、PLC、傳感器數據，感知識別孿生體的不同物理現象的變化，搭建三維孿生模型和實體零部件的傳輸通道；所述網絡層負責將感知識別層采集到的信息上傳至云端和向應用層傳遞云端下發的命令；所述搭載云端平臺根據所述PLC、仿真工程的通信協議部署開發環境，實現本地與云端平臺通信；所述應用層搭載于云端平臺，具備數據分析、虛擬調試、故障維護等模塊；所述平臺服務層具備資源存儲功能，并搭載驅動程序和應用接口。

2.根據權利要求1所述的基于云端平臺的數字孿生映射系統，其特征在于，所述感知識別層包含虛擬傳感器模塊，實時感知并回傳孿生體運動的相關數據，所述孿生體配置所需傳感器，實現數據交互。

3.根據權利要求2所述的基于云端平臺的數字孿生映射系統，其特征在于，所述虛擬傳感器模塊包括距離傳感器、視覺傳感器、力傳感器。

4.根據權利要求3所述的基于云端平臺的數字孿生映射系統，其特征在于，該數字孿生映射系統基于Lua語言編寫腳本，規定孿生模型行為，實現與仿真工程交互。

5.根據權利要求4所述的基于云端平臺的數字孿生映射系統，其特征在于，所述本地IDE編譯調試通信上位機配置編程環境，引入必需的jar包和DLL文件，調用不同機器人、生產線設備的通信接口和方法，編寫實現類、結合設備參數格式設置配置文件，使用SWT開發框架設計上位機前端界面，整合前后端進行功能測試。

6.一種基于云端平臺的數字孿生映射方法，其特征在于，使用如權利要求5所述的基于云端平臺的數字孿生映射系統，具體包括以下步驟：

步驟1：可編程控制器系統創建機器人、PLC和智能生產線程序；

步驟2：構建機器人、智能生產線的預測性數字孿生模型；

步驟3：針對步驟2構建的預測性數字孿生模型設計并裝配相應的軟元件、傳感器；

步驟4：讀取工程仿真數據，本地IDE編寫上位機程序，實現通信功能；

步驟5：劃分機器人、生產線的設備物理建模級別，連接外部程序進行數據采集；

步驟6：搭建云端平臺、服務器、操作系統、數據庫，本地IDE調用通信空間，，實現孿生模型與云端平臺數據互通；

步驟7：步驟6數據互通后，二次開發云端平臺，實現運行狀態評估、可視化、故障檢測和使用壽命預測功能。