[发明专利]一种数字孪生系统仿真方法

说明书

本发明公开了一种数字孪生系统仿真方法，涉及数字孪生技术领域，包括S1对车间内生产制造机械的运行过程进行数据采集，获取生产车间的基本数据信息，将实时数据进行优化处理，并存储在数据库中、S2根据基本数据信息，构建数字孪生系统模型，采用三维可视化技术进行对接，将生产工艺过程模拟展示，并对生产实时数据进行可视化的呈现。本发明通过将参与生产的关键要素，如原材料、设备、工艺配方、工序要求以及人员的工作信息进行采集，并对这些基本信息进行数据处理，通过减少数据冗余，提高数据存储的传输效率，减少网络拥堵，提高处理效率，识别异常数据，删除或者修正异常数据，避免异常数据影响分析结论。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，具体涉及一种数字孪生系统仿真方法。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统，可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。

针对现有技术存在以下问题：

现有的数字孪生系统在应用于车辆的总成车间前，需要对数据进行采集，而在采集后的数据无法进行数据处理，使得数据传输慢，数据孪生系统模型搭建缓慢，无法在产品出现质量问题时进行溯源回放，无法定位到异常点；而且在进行数字孪生系统模型中无法实时地掌握和优化生产过程，无法与总成车间内的设备相辅相成地进行监管；并且无法获取设备生产的实时运行状态，不能够了解设备的维护以及设备异常的报警点。

发明内容

本发明提供一种数字孪生系统仿真方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种数字孪生系统仿真方法，包括以下步骤：S1对车间内生产制造机械的运行过程进行数据采集，获取生产车间的基本数据信息，将实时数据进行优化处理，并存储在数据库中；

S2根据基本数据信息，构建数字孪生系统模型，采用三维可视化技术进行对接，将生产工艺过程模拟展示，并对生产实时数据进行可视化的呈现；

S3将数字孪生系统模型与MES/PLC系统进行对接，根据MES/PLC系统提供的设备异常报警信号，来对生产过程中出现的设备异常、异常报警信息进行管理。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S1包括以下步骤：S11针对生产车间进行全面数据采集，在生产制造过程中不发生变化的静态数据信息，采集过程中只采集一次；

S12在生产制造过程中随时发生变化的数据，进行实时动态数据采集从而获得生产车间的基本数据信息；

S13对得到的数据信息进行冗余数据去除、数据统计拟合和异常数据分析，优化处理后的数据存储在数据库中。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S2包括以下步骤：S21根据数据库中的生产过程数据，构建数字孪生系统模型，并使用三维可视化技术，对车间内的生产线、重点工艺、设备和人员等进行1:1数字化建模，在虚拟的数字空间中模拟真实的生产过程，同时借助对接的实时生产数据驱动三维模型，形成交互联动；

S22数字孪生系统数据显示方式可以根据需求来进行调整主要分为三维场景标签显示、二维界面显示两种；

S23并将数字孪生系统模型对接车间内上位监控数据，调用现有的数据源，通过数据库共享或者OPC Server方式访问和获取现场数据及信号，并将获取的数据及信号推送到数字孪生三维场景中，以达到数据实时建模可视化呈现。