[发明专利]一种基于数字孪生模型的产线实时控制方法和装置

说明书

本申请涉及一种基于数字孪生模型的产线参数实时控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取被控产线的运行状态数据，及对应的数据孪生模型的仿真运行状态数据，计算二者的相似度值。当相似度值低于预设值时，在被控产线或数字孪生模型的控制参数的当前值的相邻区域内搜索控制参数的局部最优值，并根据在控制参数的整个取值范围内抽样得到控制参数的全局最优值，根据局部最优值和全局最优值中对应的相似度值较高的一方设置调整对象。上述方法基于可靠的控制参数初始值获得局部最优解，并通过抽样获得全局最优解，在确保可靠性的同时将求解控制参数从优化问题转化为优选问题，大大降低了计算量，提高数字孪生模型的仿真速度。

技术领域

本申请涉及自动化制造技术领域，特别是涉及一种基于数字孪生模型的产线实时控制方法和装置。

背景技术

数字孪生(Digital Twin，简称DT)，也被称为“数字镜像”、“数字双胞胎”或“数字化映射”等，是充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应实作产品的全生命周期过程。目前，数字孪生技术已经广泛应用于产线监控领域，利用数字孪生模型的仿真能力，根据仿真结果设置被控产线的控制参数，实现对产线的实时优化控制。

目前，数字孪生模型在计算用于仿真的产线控制参数时，是根据对产线运行状态的要求，求解符合要求的多组控制参数解，以便从中得到一组最优的控制参数值。随着对工艺要求的提高，产线的结构和功能也越来越复杂，控制参数的数量迅速增多，使得求解控制参数的计算量急剧增大；而另一方面，对产线控制的实时性要求也在提高。因此，目前数字孪生模型在运行仿真中采用的控制参数计算方法不能满足产线控制系统的实时性要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于数字孪生模型的产线实时控制方法和装置。

一种基于数字孪生模型的产线实时控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取被控产线的运行状态数据，获取被控产线的数据孪生模型的仿真运行状态数据，根据预设的规则计算运行状态数据和仿真运行状态数据的相似度值。

当相似度值低于预设值时，获取调整对象的控制参数的当前值，根据预设的局部搜索范围，在当前值的相邻区域内得到使相似度值最高的控制参数的局部最优值，以及根据预设的控制参数取值范围，通过抽样算法得到使相似度值最高的控制参数的全局最优值。调整对象为被控产线或数字孪生模型。

比较控制参数的局部最优值和全局最优值对应的相似度值，根据对应的相似度较高的控制参数的值设置调整对象。

其中一个实施例中，当相似度值低于预设值时，获取调整对象的控制参数的当前值，根据预设的局部搜索范围，在当前值的相邻区域内得到使相似度值最高的控制参数的局部最优值，以及根据预设的控制参数取值范围，通过抽样算法得到使相似度值最高的控制参数的全局最优值的步骤包括：

当相似度值低于预设值时，获取调整对象的控制参数的当前值。

根据预设的局部搜索范围，使用贪婪算法在当前值的相邻区域内得到使相似度值最高的控制参数的局部最优值。

根据预设的控制参数取值范围，通过拉丁超立方抽样算法得到使相似度值最高的控制参数的全局最优值。

其中一个实施例中，根据预设的局部搜索范围，使用贪婪算法在当前值的相邻区域内得到使相似度值最高的控制参数的局部最优值的步骤包括：

根据预设的局部搜索范围，获得控制参数在当前值的相邻区域内的可选值。

根据预设的并行计算数量，基于贪婪算法计算当控制参数被设置为可选值时对应的相似度值，将对应的相似度值最高的可选值作为控制参数的局部最优值。