本發(fā)明提出一種智能產(chǎn)線可試驗數(shù)字孿生體建模方法，首先，利用數(shù)字化建模軟件建立智能產(chǎn)線中設(shè)備的三維模型，并導(dǎo)入數(shù)字化產(chǎn)線仿真軟件中得到智能虛擬產(chǎn)線；其次，規(guī)劃設(shè)備的運動路徑，對智能虛擬產(chǎn)線進行仿真，得到仿真節(jié)拍，直至遍歷所有的運動路徑，導(dǎo)出仿真節(jié)拍最小的運動路徑以構(gòu)建與智能虛擬產(chǎn)線相同的智能物理產(chǎn)線；最后，根據(jù)智能虛擬產(chǎn)線的仿真過程設(shè)置PLC控制邏輯方案，以驅(qū)動智能虛擬產(chǎn)線的設(shè)備進行生產(chǎn)動作仿真；使智能物理產(chǎn)線與智能虛擬產(chǎn)線的生產(chǎn)動作保持一致，完成智能產(chǎn)線可試驗數(shù)字孿生體的構(gòu)建。本發(fā)明通過運行智能虛擬產(chǎn)線能夠?qū)崟r反映智能物理產(chǎn)線的關(guān)鍵信息和運行數(shù)據(jù)，減少了產(chǎn)線搭建及調(diào)試時間，節(jié)約項目周期和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)線數(shù)字化、智能制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種智能產(chǎn)線可試驗數(shù)字孿生體建模方法。

背景技術(shù)

隨著“工業(yè)4.0”和智能制造的興起，新的技術(shù)手段和工具不斷涌現(xiàn)，這些新技術(shù)和工具助力傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，以此來推動制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。智能化技術(shù)的應(yīng)用對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品生產(chǎn)線的改造升級也提出了新的要求。數(shù)字孿生是近幾年智能制造的新興技術(shù)，也是智能制造落地應(yīng)用的手段之一。

數(shù)字孿生技術(shù)是指利用數(shù)字技術(shù)對物理實體對象的特征、行為、形成過程和性能進行描述和建模，在虛擬空間中存在一個與物理空間中的物理實體對象完全一樣的數(shù)字鏡像，使得產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字空間模型和物理空間模型處于實時交互中，使二者能夠及時地掌握彼此的動態(tài)變化并實時地做出響應(yīng)。數(shù)字孿生體是指與物理實體模型在幾何參數(shù)和性能參數(shù)一模一樣的數(shù)字化模型；在產(chǎn)品運行階段，數(shù)字孿生體可與其實際物理模型形成實時動態(tài)的聯(lián)動。可試驗數(shù)字孿生體是指無需驅(qū)動智能物理實體就可以通過數(shù)字孿生體進行反復(fù)測試與實驗以驗證物理實體的功能與性能。為了達到能在運行階段與物理實體的功能和性能一致，在設(shè)計階段必須能完成數(shù)字孿生體的可試驗性，也就是在生產(chǎn)前就能驗證物理實體的幾何尺寸、功能與性能。然而，經(jīng)過對目前已有的相關(guān)專利和論文進行研究發(fā)現(xiàn)，目前可試驗數(shù)字孿生體的實現(xiàn)在可視化、控制邏輯一致和數(shù)據(jù)實時交互方面仍有許多不足，尤其在智能產(chǎn)線數(shù)字孿生領(lǐng)域，往往只能做到外層相似，而在內(nèi)層邏輯控制難以一致，數(shù)據(jù)流通不暢，且實際產(chǎn)線現(xiàn)場調(diào)試環(huán)節(jié)所需周期長，成本大。因此，目前缺乏針對智能產(chǎn)線的可試驗數(shù)字孿生體的建模方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種智能產(chǎn)線可試驗數(shù)字孿生體建模方法，解決了現(xiàn)有智能產(chǎn)線數(shù)字孿生技術(shù)存在內(nèi)層邏輯不一致、數(shù)據(jù)流通不暢的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種智能產(chǎn)線可試驗數(shù)字孿生體建模方法，其步驟如下：

S1、利用數(shù)字化建模軟件建立智能產(chǎn)線中設(shè)備的三維模型；

S2、將步驟S1中設(shè)備的三維模型導(dǎo)入數(shù)字化產(chǎn)線仿真軟件中，并設(shè)置設(shè)備的位置、設(shè)備的動作參數(shù)和設(shè)備的運動路徑，得到智能虛擬產(chǎn)線；

S3、根據(jù)智能產(chǎn)線的生產(chǎn)過程對智能虛擬產(chǎn)線進行仿真，得到仿真節(jié)拍；

S4、重新規(guī)劃設(shè)備的運動路徑，循環(huán)執(zhí)行步驟S3至步驟S4，直至遍歷所有的運動路徑，導(dǎo)出仿真節(jié)拍最小的運動路徑以構(gòu)建與智能虛擬產(chǎn)線相同的智能物理產(chǎn)線；

S5、根據(jù)智能虛擬產(chǎn)線和智能物理產(chǎn)線構(gòu)建包括邏輯模型映射客戶端和PLC控制硬件的邏輯模型，其中，邏輯模型映射客戶端與智能虛擬產(chǎn)線相連接，邏輯模型映射客戶端通過邏輯模型映射服務(wù)器與PLC控制硬件相連接，PLC控制硬件與智能物理產(chǎn)線相連接；

S6、根據(jù)智能虛擬產(chǎn)線的仿真過程設(shè)置PLC控制邏輯方案；

S7、通過在PLC控制硬件中運行PLC控制邏輯方案，并發(fā)出設(shè)備動作信號經(jīng)邏輯模型映射客戶端轉(zhuǎn)化為驅(qū)動模型動作的信號，驅(qū)動智能虛擬產(chǎn)線中的設(shè)備進行生產(chǎn)動作仿真；