[发明专利]虚实同步验证平台的实现方法

说明书

本发明公开了一种虚实同步验证平台的实现方法，包含以下步骤：S1、利用三维建模软件对真实工厂进行虚拟建模，生成工厂三维模型；S2、将工厂三维模型导入3dmax软件中，进行模型轻量化操作；S3、将完成模型轻量化操作的工厂三维模型导入三维仿真引擎，完成三维虚拟工厂的搭建，所述的三维虚拟工厂中包含一台或多台虚拟设备；S4、采集真实工厂中设备的运转信息，生成控制命令，并传输至三维仿真引擎；S5、三维虚拟工厂中的虚拟设备根据控制命令进行运动，以实现与真实工厂中的设备同步运行。本发明可以对工厂进行提前布局、对生产过程和加工工程进行模拟以及对物流系统进行模拟。

技术领域

本发明涉及一种信息物理系统，具体涉及一种虚实同步验证平台的实现方法。

背景技术

信息物理系统（Cyber-Physical Systems，简称CPS）是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统。CPS通过3C技术（Computer、Communication、Control）的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务，其通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效及实时协同，具有重要而广泛的应用前景。

CPS被定义为支撑两化深度融合的一套综合技术体系，这套综合技术体系包含硬件、软件、网络、工业云等一系列信息通信和自动控制技术，这些技术的有机组合与应用，构建起一个能够将物理实体和环境精准映射到信息空间并进行实时反馈的智能系统，作用于生产制造全过程、全产业链、产品全生命周期，重构制造业范式。

CPS的本质就是构建一套信息空间与物理空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系，解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题，提高资源配置效率，实现资源优化。

数字双胞胎是CPS中的一个重要概念，它是制造系统的“事先诸葛亮”，用于从虚拟的世界来改善现实世界。数字化双胞胎也被称为数字孪生，就是以数字化方式在虚拟空间中为物理空间中的物理对象创建虚拟模型，来模拟其在现实环境中的行为。数字双胞胎可用于生产、系统监控和诊断预测，通过时间机器按关键时间点采集数据，提高预测的准确性。数字双胞胎还对分布各地的集群进行比较，能够在智能制造的系统平台上从根本上发现各种故障的原因和提高生产力的手段。

数字化双胞胎的实现有两个必要条件，即一套集成的软件工具和三维形式表现。

“数字化双胞胎”已成为制造企业迈向工业4.0的解决方案。方案提出者可以支持企业进行涵盖其整个价值链的整合及数字化转型，为从产品设计、生产规划、生产工程、生产实施直至服务的各个环节打造一致的、无缝的数据平台，形成基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像。

数字化双胞胎模型具有模块化、自治性和连接性的特点，可以从测试、开发、工艺及运维等角度，打破现实与虚拟之间的藩篱，实现产品全生命周期内生产、管理、连接的高度数字化及模块化。

然而，现有技术中的数字化双胞存在以下缺陷：

1）数字化双胞胎仅仅只是从物理空间的设备上获得信号，其实时性相对较低；

2）大多数的数字化双胞胎主要是对设备的信号进行展示；

3）很多数字化双胞胎因性能原因仅仅只有一台设备，而非一条生产线、一个工厂，不能全面反映工厂的实际情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚实同步验证平台的实现方法，在三维软件中建立真实工厂的虚拟三维模型，并利用采集到的信号控制虚拟三维模型中的设备运动，与真实工厂中的设备运动同步，可以对工厂提前布局、对生产过程和加工工程进行模拟、对物流系统进行模拟等等。