[發(fā)明專利]一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211134635.1
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115511695A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明圣;李銳;朱翔宇;胡佳;姜凱;胡雷鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 山東浪潮科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06N20/00;G06F16/953;G06V10/147;H04L67/12
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 孫晶偉

本發(fā)明公開一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法及系統(tǒng)，涉及物聯(lián)網(wǎng)自動控制技術(shù)領(lǐng)域；部署微型機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML于終端設(shè)備中，通過終端設(shè)備的微型機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML對工業(yè)現(xiàn)場采集的圖像進(jìn)行目標(biāo)識別，并通過終端設(shè)備的傳感器采集工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，將目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議發(fā)送到服務(wù)器端，通過瀏覽器端從服務(wù)器端請求目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，并解析目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)解析后目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)驅(qū)動工業(yè)現(xiàn)場物理實體對應(yīng)的數(shù)字孿生體模型，通過數(shù)字孿生體模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動和模型驅(qū)動對工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開一種方法及系統(tǒng)，涉及物聯(lián)網(wǎng)自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前工廠中有大量的老式機(jī)器依然不具備現(xiàn)代化的狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸能力，而大批量的更換工業(yè)設(shè)備不僅會帶來財力的大量消耗，在設(shè)備升級過程中還會嚴(yán)重影響到公司的產(chǎn)能。但目前還沒有對工業(yè)現(xiàn)場的有效的實時監(jiān)控方法能夠?qū)崟r監(jiān)控及分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)并控制現(xiàn)場終端進(jìn)行更為有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法及系統(tǒng)，通過人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)與目標(biāo)識別和數(shù)字孿生技術(shù)在B/S系統(tǒng)架構(gòu)與終端設(shè)備的框架之上實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)的智能化和信息化管理。

本發(fā)明提出的具體方案是：

本發(fā)明提供一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法，部署微型機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML于終端設(shè)備中，通過終端設(shè)備的微型機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML對工業(yè)現(xiàn)場采集的圖像進(jìn)行目標(biāo)識別，并通過終端設(shè)備的傳感器采集工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，將目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議發(fā)送到服務(wù)器端，通過瀏覽器端從服務(wù)器端請求目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，并解析目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)解析后目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)驅(qū)動工業(yè)現(xiàn)場物理實體對應(yīng)的數(shù)字孿生體模型，通過數(shù)字孿生體模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動和模型驅(qū)動對工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中利用ARM架構(gòu)的處理器、圖形處理器GPU及傳感器組成終端設(shè)備，通過ARM架構(gòu)的處理器收集工業(yè)現(xiàn)場圖像和傳感器采集的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，并將工業(yè)現(xiàn)場圖像和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)推送至圖形處理器GPU，通過圖形處理器GPU中TinyML對采集的工業(yè)現(xiàn)場圖像進(jìn)行目標(biāo)識別，通過ARM架構(gòu)的處理器將目標(biāo)識別結(jié)果和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)利用MQTT協(xié)議發(fā)送到服務(wù)器端。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中終端設(shè)備通過I/O口拓展與傳感器的物理連接，采集工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中通過瀏覽器端部署工業(yè)現(xiàn)場現(xiàn)有的數(shù)字孿生體模型，或者搭建工業(yè)現(xiàn)場對應(yīng)的數(shù)字孿生體模型。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中所述搭建工業(yè)現(xiàn)場對應(yīng)的數(shù)字孿生體模型，包括：

依據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的物理實體使用WebGL和Three.js技術(shù)在瀏覽器端搭建數(shù)字孿生體模型中幾何模型、物理模型、行為模型和規(guī)則模型，按照規(guī)則模型與行為模型對幾何模型和物理模型進(jìn)行模型組裝以及模型間融合的調(diào)試。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中所述通過數(shù)字孿生體模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動和模型驅(qū)動對工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，包括：

調(diào)整數(shù)字孿生體模型的參數(shù)，根據(jù)調(diào)整的參數(shù)向終端設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)反向驅(qū)動控制終端設(shè)備與傳感器運(yùn)行。

進(jìn)一步，所述的一種基于AIoT和數(shù)字孿生的智慧工業(yè)實現(xiàn)方法中所述進(jìn)行監(jiān)控，包括：

通過瀏覽器端利用VR與AR技術(shù)顯示工業(yè)現(xiàn)場物理實體的數(shù)字孿生體模型，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的實時狀態(tài)展示。