[发明专利]一种基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法，解决了多源异构的FMS系统容易出现数据孤岛、传统的FMS系统不够柔性无法进行实时动态调整的问题，其技术方案要点是设计新型数字孪生柔性智能制造系统架构、建立虚拟数字孪生体模型、建立FIMS数字孪生体数据采集系统、建立FIMS加工生产系统、建立柔性智能制造系统中RMFS物流系统、建立立体仓库系统、建立基于数字孪生的车间远程虚拟监控系统、建立基于数字孪生预测性维护及故障分析系统，本发明的一种基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法，无需重新建设全新的FMS设施，可在节约时间和经济成本的前提下，在产品各过程提供理论指导，帮助工厂更好地应对全生命周期的新问题和挑战。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法。

背景技术

随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力，在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力，柔性已占有相当重要的位置。建造传统FMS时，总是希望柔性更高一些，自动化程度更大一点，但随之成本增加，技木难度也要增大。

传统的机械生产线只适合于大批量的刚性生产、品种单一、加工质量不稳定、精度不高、产品的自主开发创新能力较差、标准化生产导致个性化差异少。由于机器的重复度很高，只适合同种产品的大量生产，规模生产导致少量生产很困难。由于机械运作需要调整参数，达到一定的运行环境，所以如果少量生产的话，将会造成巨大的资源耗费。

传统的FMS系统通常本身不够柔性，传统的FMS系统往往基于专用的网络实现设备的联网，并基于定制的代码实现设备数据采集与监控，当柔性制造系统需要进行调整时，客户往往会受制于供应商是否能提供及时的、高质量的、合适成本的服务，这就会限制柔性制造系统本身的柔性。

发明内容

本发明的目的是提供基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法，可以在节约时间成本和经济成本的前提下，在产品研发、设计、预测、制造、测试、维护等过程提供理论指导，帮助工厂更好地应对全生命周期的新问题和挑战。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于数字孪生技术的FIMS设计方法，包括有以下步骤：

一种基于数字孪生技术的FIMS系统架构设计方法，包括有以下步骤：

S1、设计提出面向全生命周期的新型数字孪生柔性智能制造系统架构，其中包括有制造运行管理MES系统、DT系统、FMS系统、IOT-Enabler系统、底层硬件设备等；

S2、根据实际车间的构成，将车间对象主要分为加工生产线、RMFS物流运输线、立体仓库、可移动对象AGV等类型，建立真实物理车间对应虚拟数字孪生体模型；

S3、建立FIMS数字孪生体数据采集系统，为了实现模型间的数据交互和外部实时数据的交互，孪生模型要根据运行逻辑交互信号和驱动数据建立通讯控制信号接口；

S4、建立FIMS加工生产系统；

S5、建立柔性智能制造系统中RMFS物流系统；

S6、建立立体仓库系统；

S7、建立基于数字孪生的车间远程虚拟监控系统：

S8、建立基于数字孪生预测性维护、故障分析系统。

作为优选，步骤S2具体包括有：

S201、根据物理实体进行真实映射，在matlab软件建立对应物理世界的相关数学孪生模型；