[發明專利]一種數字孿生系統仿真方法

在審

• 申請號: 202310463766.2
• 申請日: 2023-04-26
• 公開（公告）號: CN116611221A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 蔣榮亮;鐘征宇;蒲俊西;楊鮮亮
• 申請（專利權）人: 四川省數字經濟產業發展有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/215;G06F16/25;G06Q50/04;G08B21/18;G06Q10/20
• 代理公司: 重慶宏知億知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50260
• 代理人: 余義麗

本發明公開了一種數字孿生系統仿真方法，涉及數字孿生技術領域，包括S1對車間內生產制造機械的運行過程進行數據采集，獲取生產車間的基本數據信息，將實時數據進行優化處理，并存儲在數據庫中、S2根據基本數據信息，構建數字孿生系統模型，采用三維可視化技術進行對接，將生產工藝過程模擬展示，并對生產實時數據進行可視化的呈現。本發明通過將參與生產的關鍵要素，如原材料、設備、工藝配方、工序要求以及人員的工作信息進行采集，并對這些基本信息進行數據處理，通過減少數據冗余，提高數據存儲的傳輸效率，減少網絡擁堵，提高處理效率，識別異常數據，刪除或者修正異常數據，避免異常數據影響分析結論。

技術領域

本發明涉及數字孿生技術領域，具體涉及一種數字孿生系統仿真方法。

背景技術

數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統，可以在眾多領域應用，在產品設計、產品制造、醫學分析、工程建設等領域應用較多。

針對現有技術存在以下問題：

現有的數字孿生系統在應用于車輛的總成車間前，需要對數據進行采集，而在采集后的數據無法進行數據處理，使得數據傳輸慢，數據孿生系統模型搭建緩慢，無法在產品出現質量問題時進行溯源回放，無法定位到異常點；而且在進行數字孿生系統模型中無法實時地掌握和優化生產過程，無法與總成車間內的設備相輔相成地進行監管；并且無法獲取設備生產的實時運行狀態，不能夠了解設備的維護以及設備異常的報警點。

發明內容

本發明提供一種數字孿生系統仿真方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種數字孿生系統仿真方法，包括以下步驟：S1對車間內生產制造機械的運行過程進行數據采集，獲取生產車間的基本數據信息，將實時數據進行優化處理，并存儲在數據庫中；

S2根據基本數據信息，構建數字孿生系統模型，采用三維可視化技術進行對接，將生產工藝過程模擬展示，并對生產實時數據進行可視化的呈現；

S3將數字孿生系統模型與MES/PLC系統進行對接，根據MES/PLC系統提供的設備異常報警信號，來對生產過程中出現的設備異常、異常報警信息進行管理。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟S1包括以下步驟：S11針對生產車間進行全面數據采集，在生產制造過程中不發生變化的靜態數據信息，采集過程中只采集一次；

S12在生產制造過程中隨時發生變化的數據，進行實時動態數據采集從而獲得生產車間的基本數據信息；

S13對得到的數據信息進行冗余數據去除、數據統計擬合和異常數據分析，優化處理后的數據存儲在數據庫中。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟S2包括以下步驟：S21根據數據庫中的生產過程數據，構建數字孿生系統模型，并使用三維可視化技術，對車間內的生產線、重點工藝、設備和人員等進行1:1數字化建模，在虛擬的數字空間中模擬真實的生產過程，同時借助對接的實時生產數據驅動三維模型，形成交互聯動；

S22數字孿生系統數據顯示方式可以根據需求來進行調整主要分為三維場景標簽顯示、二維界面顯示兩種；

S23并將數字孿生系統模型對接車間內上位監控數據，調用現有的數據源，通過數據庫共享或者OPC?Server方式訪問和獲取現場數據及信號，并將獲取的數據及信號推送到數字孿生三維場景中，以達到數據實時建模可視化呈現。