一种基于数字孪生的智能生产方法和系统与流程

本发明提出了一种基于数字孪生的智能生产方法和系统，属于智能生产。

背景技术：

1、智能生产设备运行监控是生产过程常规流程和生产环节，对于生产设备的设备运行过程中，需要人工定通过指定设备的运行情况和运行参数进行生产方案策略的设置，这种人工对设备进行生产策略的设置和调度极易导致人工和时间的耗时耗力，并且也无法及时对生产的策略的不足进行调整问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于数字孪生的智能生产方法和系统，用以解决现有技术中的智慧生产过程中，人工进行生产策略规划，导致无法及时对生产的策略的不足进行调整的问题，所采取的技术方案如下：

2、一种基于数字孪生的智能生产方法，所述智能生产方法包括：

3、实时获取智能生产对应的生产执行方案，并通过生产执行方案的比较确定有效生产执行方案；

4、通过所述有效生产执行方案获取物理生产线信息，并通过所述物理生产线信息进行数字孪生仿真模型建立，获得与所述物理生产线信息对应的数字孪生仿真模型；

5、提取所述生产执行方案中的生产目标参数和生产参数，将所述生产参数输入至所述数字孪生仿真模型中，并通过所述数字孪生仿真模型进行仿真模拟，获取仿真模拟结果；

6、通过所述仿真模拟结果结合与所述生产目标参数的标准性比较，判断是否通过数字孪生仿真模型进行生产参数调整，获得符合生产目标参数的生产策略。

7、进一步地，实时获取智能生产对应的生产执行方案，并通过生产执行方案的比较确定有效生产执行方案，包括：

8、实时获取智能生产对应的生产执行方案以及生产执行方案的上传时间，针对同一项目的不同版本的生产执行方案进行同一编码标识；

9、实时监测同一编码标识的不同版本的生产执行方案进行上传时间比较，获取最新上传的版本的生产执行方案作为有效生产执行方案。

10、进一步地，通过所述有效生产执行方案获取物理生产线信息，并通过所述物理生产线信息进行数字孪生仿真模型建立，获得与所述物理生产线信息对应的数字孪生仿真模型，包括：

11、扫描所述有效生产执行方案，通过文字识别获取所述有效生产执行方案中记载的物理生产设备；

12、通过文字识别方式从所述有效生产执行方案中提取生产执行流程以及生产执行流程中涉及的物理生产设备，作为生产信息；

13、通过生产信息和物理生产设备的结合形成物理生产线的生产执行顺序和生产线中各个物理生产设备的连接关系；

14、通过所述物理生产线的生产执行顺序和生产线中各个物理生产设备的连接关系构建数字孪生仿真模型。

15、进一步地，通过所述仿真模拟结果结合与所述生产目标参数的标准性比较，判断是否通过数字孪生仿真模型进行生产参数调整，获得符合生产目标参数的生产策略，包括：

16、根据所述有效生产执行方案设置生产目标参数的标准范围，所述标准范围为[(1-0.03)c，(1+0.03)c]，其中，c表示生产目标参数；

17、将所述数字孪生仿真模型对应的仿真模拟结果与所述标准范围进行标准性比较；

18、如果所述仿真模拟结果超出所述标准范围设置的参数范围，则对所述数字孪生仿真模型中的物理生产设备的生产参数进行调整，并再次进行仿真模拟直至所述仿真模拟结果落入标准范围内。

19、一种基于数字孪生的智能生产系统，所述智能生产系统包括：

20、实时获取模块，用于实时获取智能生产对应的生产执行方案，并通过生产执行方案的比较确定有效生产执行方案；

21、模型获取模块，用于通过所述有效生产执行方案获取物理生产线信息，并通过所述物理生产线信息进行数字孪生仿真模型建立，获得与所述物理生产线信息对应的数字孪生仿真模型；

22、提取模块，用于提取所述生产执行方案中的生产目标参数和生产参数，将所述生产参数输入至所述数字孪生仿真模型中，并通过所述数字孪生仿真模型进行仿真模拟，获取仿真模拟结果；

23、策略调整模块，用于通过所述仿真模拟结果结合与所述生产目标参数的标准性比较，判断是否通过数字孪生仿真模型进行生产参数调整，获得符合生产目标参数的生产策略。

24、进一步地，所述实时获取模块包括：

25、信息获取模块，用于实时获取智能生产对应的生产执行方案以及生产执行方案的上传时间，针对同一项目的不同版本的生产执行方案进行同一编码标识；

26、有效生产执行方案获取模块，用于实时监测同一编码标识的不同版本的生产执行方案进行上传时间比较，获取最新上传的版本的生产执行方案作为有效生产执行方案。

27、进一步地，所述模型获取模块包括：

28、扫描模块，用于扫描所述有效生产执行方案，通过文字识别获取所述有效生产执行方案中记载的物理生产设备；

29、生产信息获取模块，用于通过文字识别方式从所述有效生产执行方案中提取生产执行流程以及生产执行流程中涉及的物理生产设备，作为生产信息；

30、连接关系获取模块，用于通过生产信息和物理生产设备的结合形成物理生产线的生产执行顺序和生产线中各个物理生产设备的连接关系；

31、数字孪生仿真模型构建模块，用于通过所述物理生产线的生产执行顺序和生产线中各个物理生产设备的连接关系构建数字孪生仿真模型。

32、进一步地，所述策略调整模块包括：

33、参数设置模块，用于根据所述有效生产执行方案设置生产目标参数的标准范围，所述标准范围为[(1-0.03)c，(1+0.03)c]，其中，c表示生产目标参数；

34、参数比较模块，用于将所述数字孪生仿真模型对应的仿真模拟结果与所述标准范围进行标准性比较；

35、参数调节模块，用于如果所述仿真模拟结果超出所述标准范围设置的参数范围，则对所述数字孪生仿真模型中的物理生产设备的生产参数进行调整，并再次进行仿真模拟直至所述仿真模拟结果落入标准范围内。

36、本发明有益效果：

37、本发明提出的一种基于数字孪生的智能生产方法和系统利用数字孪生技术，将整个产品生产计划进行排程，可以模拟管理材料配比，设备生产过程的管理等等，制定最优的解决方案。数字孪生技术可以帮助制造业企业缩短产品生产周期，提高产品交付速度，扩大企业利润。同时，本发明提出的一种基于数字孪生的智能生产方法和系统通过数字孪生仿真模型进行生产过程的模拟和参数调整，能够最大程度上提高生产策略调整的及时性和生产策略调整效率。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的智能生产方法，其特征在于，所述智能生产方法包括：

2.根据权利要求1所述智能生产方法，其特征在于，实时获取智能生产对应的生产执行方案，并通过生产执行方案的比较确定有效生产执行方案，包括：

3.根据权利要求1所述智能生产方法，其特征在于，通过所述有效生产执行方案获取物理生产线信息，并通过所述物理生产线信息进行数字孪生仿真模型建立，获得与所述物理生产线信息对应的数字孪生仿真模型，包括：

4.根据权利要求1所述智能生产方法，其特征在于，通过所述仿真模拟结果结合与所述生产目标参数的标准性比较，判断是否通过数字孪生仿真模型进行生产参数调整，获得符合生产目标参数的生产策略，包括：

5.一种基于数字孪生的智能生产系统，其特征在于，所述智能生产系统包括：

6.根据权利要求5所述智能生产系统，其特征在于，所述实时获取模块包括：

7.根据权利要求5所述智能生产系统，其特征在于，所述模型获取模块包括：

8.根据权利要求5所述智能生产系统，其特征在于，所述策略调整模块包括：

技术总结
本发明提出了一种基于数字孪生的智能生产方法和系统。所述智能生产方法包括：实时获取智能生产对应的生产执行方案，并通过生产执行方案的比较确定有效生产执行方案；通过所述有效生产执行方案获取物理生产线信息，并通过物理生产线信息进行数字孪生仿真模型建立，获得与物理生产线信息对应的数字孪生仿真模型；提取生产执行方案中的生产目标参数和生产参数，将生产参数输入至数字孪生仿真模型中，并通过所述数字孪生仿真模型进行仿真模拟，获取仿真模拟结果；通过仿真模拟结果结合与生产目标参数的标准性比较，判断是否通过数字孪生仿真模型进行生产参数调整，获得符合生产目标参数的生产策略。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。

技术研发人员：兰雨晴,余丹,孙宇,赵蒙蒙,张腾怀
受保护的技术使用者：慧之安信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16