[发明专利]一种基于数字孪生技术的产品加工控制方法

说明书

一种基于数字孪生技术的产品加工控制方法，包括如下步骤：步骤1、搭建产品生产质量管理的数字孪生模型；步骤2、运行数字孪生产品加工控制方法模型，控制产品加工质量。本发明通过数字孪生技术，通过对加工过程的多源异构数据采集及融合，形成完整的质量管理数据。并对其充分利用，并结合CBR技术建立了产品质量案例库，为质量知识的挖掘定了良好基础；在质量管理过程中增加了反馈机制；解决了传统的质量管理模式存在质量管理过程缺少预测能力、质量管理过程存在严重滞后性的问题，使得质量问题在发生前就加以控制，大大加强了质量控制的主动性。

技术领域

本发明涉及产品生产质量控制技术领域，特别涉及一种产品加工 控制方法。

背景技术

以制造业为主的实体经济，决定了国家的经济实力和经济健康水 平。国家的产品生产质量尤为重要。智能化质量管理在当今现代化的 机械制造中已经变得尤为重要，如何在质量管理中融入新技术，从而 为产品质量提供有力保障成为新阶段的瓶颈之一。现阶段的质量控制 从被动向主动发展，但生产过程的质量控制仍主要以生产人员为主体。 在生产过程中对于质量的控制相对滞后，缺少实时性以及自适应性。 随着我国的制造业工业生产模式逐渐向复杂、集成、复合式方向发展， 产品的质量特性参数剧增。与此同时，数字化的生产和控设备也被引 入生产制造现场，产生的大量反映生产过程状态的数据，然而这些数 据并没有的到很好的利用，质量管理并没有达到信息化管理。

数字孪生技术是一个集成了多物理量、多尺度、多概率的仿真过 程，可以利用历史数据以及传感器实时更新的数据，刻画和反映物理 对象的全生命周期过程。通过建立物理层、虚拟层、数据层、服务层 以及信息传输的五维模型，使物理层与虚拟层相互真实映射与实时交 互，从而实现物理生产车间、虚拟生产车间、车间生产管理系统三者 之间要素、流程、数据的集成和融合的新型车间管理方法。

目前数字孪生技术仍处于初步研究阶段，大部分研究集中在理论 框架、数字孪生模型建立等领域，对于实际应用、与相关产业相结合 的方式方法上相对较少。在产品质量控制方面，也存在缺少预测能力、 质量管理过程存在严重滞后性、质量管理过程中反馈机制相对较少、 质量管理数据没有形成闭环、质量管理数据不完整，应用不充分等问 题。因此，如何将数字孪生技术应用于质量控制管理方有效提高产品 质量，是质量管理信息化、可视化程度更高成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决现有技术在产品生产加工过程中对于质量控制缺 少预测能力及反馈机制，质量管理过程存在严重的滞后性，质量管理 数据不完整、利用补充分等问题，提供一种基于数字孪生技术的产品 加工控制方法。

为了解决上述技术问题，包括以下内容：

1.需根据数字孪生技术搭建产品生产质量管理数字孪生模型：

a.建立具有实时数据采集功能的物理生产车间。

b.结合灰色理论与BP神经网络建立虚拟生产车间的生产质量预 测模型。

c.基于CBR技术建立虚拟车间的生产过程质量诊断模型。

d.借助仿真建模软件参照物理生产车间的现实情况建立的具有 实时仿真的虚拟生产车间。

e.建立由ERP、CAPP、MES、PDM组成的车间管理系统。

f.建立将物理车间、虚拟车间、车间管理系统数据相融合的数据 层。

2.运行数字孪生产品加工控制方法模型，控制产品加工质量具体 流程如下：

a.车间管理系统根据数据层中工艺资源状态、工艺路线、质量知 识库等进行以质量为优化目标的排产；