生产过程关键数字孪生技术概述

 在生产制造过程中,参与生产的关键要素分为产品/零部件(物料)、设备、人员等,同时生产环境影响着生产。车间的设备具有加工、运输以及存储产品和物料的功能,是工业生产中的常用作业设备,如工业机器人、专用加工设备、AGV、堆垛机等,为完成孪生模型对物理实体的真实联动,模型首先必须确保三维尺寸、行为与实体的高度一致。同时,为能够实时获取实体数据,三维数字孪生模型需要建立虚实通讯控制接口;为完成其行为,需定义相关的数据服务。

 

 在生产制造过程中,参与生产的关键要素分为产品/零部件(物料)、设备、人员等,同时生产环境影响着生产。车间的设备具有加工、运输以及存储产品和物料的功能,是工业生产中的常用作业设备,如工业机器人、专用加工设备、AGV、堆垛机等,为完成孪生模型对物理实体的真实联动,模型首先必须确保三维尺寸、行为与实体的高度一致。同时,为能够实时获取实体数据,三维数字孪生模型需要建立虚实通讯控制接口;为完成其行为,需定义相关的数据服务。

 

  三维数字孪生模型

 

  数字空间要根据实体设备建立对应功能的三维数字孪生模型,保证二者在几何尺寸、物理结构关系、运动特性等方面的一致性。

 

   虚实通讯接口

 

  为实现模型间的数据交互和实时数据的驱动,孪生模型要根据运行驱动数据建立通讯信号接口。因此,数字空间内部需具有灵活的信号通讯机制,利用PLC、RFID、TCP/IP接口与实体进行实时通讯。

 

  虚拟数字孪生服务

 

 数据存储与调用

 

 不同的数据类型通过消息队列的处理和分类后,存储至不同的数据库中。

 

  数据驱动三维孪生模型

 

  数字孪生模型的有机连接与运行需要各种生产数据的支撑。包括设备功能的实现、信号的处理、模型行为的指导、运行规则的约束等。

 

  生产设备孪生主要体现在设备动作和空间位置两方面,通过三维结构模型联动实体设备结构,利用定位/动作数据接口获取物理空间的实体空间定位和加工动作数据,利用活动监控服务驱动数字模型的动作及位置的更新。

 

  对于产品/零部件,在不同的工艺阶段,产品对应着不同的几何形态,并伴随着工单、编码和质量等全生命周期信息;这些信息可利用信息数据接口保存于数字空间每个产品的虚拟标签中,同时根据其工艺数据驱动产品/零部件几何状态的演变。

 

  对于生产环境,其数字孪生模型以虚拟标签标识,通过传感器进行环境数据的获取,以量化的形式进行显示。

 

当前文章链接:http://www.scadaforweb.com/industry-news/2022-05-17-00-20-43.html


打印