[发明专利]生产线工艺仿真优化方法及系统

权利要求书

1.一种生产线工艺仿真优化方法，其特征在于，包括：

基于物理生产线建立虚拟生产线的生产线仿真模型；

采集所述物理生产线的设备当前运行状态数据和设备历史运行状态数据；

基于所述设备历史运行状态数据、所述设备当前运行状态数据和设备目标运行状态数据对所述物理生产线和所述虚拟生产线进行数据同步；

基于数据同步后的所述虚拟生产线对所述生产线仿真模型进行实时仿真优化，得到仿真优化结果，并根据所述仿真优化结果生成优化控制指令；

向所述物理生产线输出所述优化控制指令，用以对所述物理生产线进行优化控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备当前运行状态数据包括设备故障状态、当前执行的控制指令和设备当前工位的加工时间；所述设备历史运行状态数据包括设备当前工位的历史加工时间；所述设备目标运行状态数据包括设备当前接收的控制指令和目标工位的运行状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述设备历史运行状态数据、所述设备当前运行状态数据和设备目标运行状态数据对所述物理生产线和所述虚拟生产线进行数据同步包括：

将不同类别的所述设备历史运行状态数据、所述设备当前运行状态数据和设备目标运行状态数据分配到对应的边缘计算节点，分别计算所述物理生产线和所述虚拟生产线的生产节拍，若二者的生产节拍不一致，则对所述虚拟生产线的生产节拍进行调节。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分别计算所述物理生产线和所述虚拟生产线的生产节拍之前，还包括：

对属于同一边缘计算节点的所述设备历史运行状态数据和所述设备当前运行状态数据进行数据清洗；

将数据清洗后的所述设备历史运行状态数据、所述设备当前运行状态数据和所述设备目标运行状态数据转换为与所述生产线仿真模型定义的数据接口相匹配的数据格式。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于物理生产线建立虚拟生产线的生产线仿真模型包括：

基于工艺参数建立所述物理生产线的各生产工序的工艺数据模型，其中，所述工艺参数包括控制参数、物理参数、产品质量检测参数和时间参数；

基于所述物理生产线的各生产工序之间的影响关系建立所述生产线仿真模型。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于数据同步后的所述虚拟生产线对所述生产线仿真模型进行实时仿真优化，得到仿真优化结果包括：

建立所述生产线仿真模型的目标函数，所述目标函数为Y＝minf(V1,V2,V3,…Vi)，其中,Y为所述虚拟生产线的整体加工时间，Vi为第i个产品的生产节拍；

基于所述目标函数随机生成多个粒子，并将所述多个粒子组成一个种群；

基于适应度函数计算每个粒子的适应度值，所述适应度函数为其中，i代表粒子编号，i＝1,2,3,…n；d代表维度编号，d＝1,2,3,…D；为第i个粒子迄今为止搜索到的最优位置；为所有粒子迄今为止搜索到的最优位置；为第i个粒子迭代了第d次之后的位置矢量的第d维分量；ω为惯性因子，其取值范围为非负常数；c₁、c₂为加速常数，其取值范围为非负常数；r₁、r₂为0到1范围内的随机数；α为约束因子，用于控制速度的权重；

基于所述每个粒子的适应度值分别更新每个粒子的位置和速度；

判断是否满足退出条件，若是则退出，并输出优化后的工艺参数，否则转入所述基于适应度函数计算每个粒子的适应度值的步骤，其中，所述退出条件为每个粒子的速度均达到预设速度。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述虚拟生产线进行三维可视化；和/或，

对所述仿真优化结果进行三维可视化。