[发明专利]基于数字孪生虚拟技术的数字工厂MES系统开发方法

说明书

本发明公开了基于数字孪生虚拟技术的数字工厂MES系统开发方法，其包括以下步骤：步骤一、物理世界初始信息确定；步骤二、虚拟世界根据初始数据建模，并将模型数据输出到物理世界；步骤三、物理世界根据模型数据运行，将运行结果、过程中产生的问题反馈到虚拟世界；步骤四、虚拟世界根据反馈数据改进，将新模型数据输出给物理世界；步骤五、最优模型产生，进行正常运行。本发明的有益效果有：将每个MES系统分为产品设计系统、工艺设计系统、产品生产系统、仓储系统四个部分，每个部分均通过数字孪生产生虚拟世界和物理世界，虚拟世界仿真演算，物理世界反馈相应数据，两者相互作用，能有效纠正整个生产过程中的问题。

技术领域

本发明涉及基于数字孪生虚拟技术的数字工厂MES系统开发方法，属于MES系统开发技术领域。

背景技术

MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。数字孪生被形象地称为“数字化双胞胎”，是智能工厂的虚实互联技术，从构想、设计、测试、仿真、生产线、厂房规划等环节，可以虚拟和判断出生产或规划中所有的工艺流程，以及可能出现的矛盾、缺陷、不匹配，所有情况都可以用这种方式进行事先的仿真，缩短大量方案设计及安装调试时间，加快交付周期。目前的MES系统都是对生产过程进行管理，无法进行改进生产过程中的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供基于数字孪生虚拟技术的数字工厂MES系统开发方法，该系统开发方法将每个MES系统分为产品设计系统、工艺设计系统、产品生产系统、仓储系统四个部分，每个部分均通过数字孪生产生虚拟世界和物理世界，虚拟世界仿真演算，物理世界反馈相应数据，两者相互作用，能有效纠正整个生产过程中的问题。

本发明通过下述方案实现：基于数字孪生虚拟技术的数字工厂MES系统开发方法，其包括以下步骤：

步骤一、物理世界初始信息确定；

步骤二、虚拟世界根据初始数据建模，并将模型数据输出到物理世界；

步骤三、物理世界根据模型数据运行，将运行结果、过程中产生的问题反馈到虚拟世界；

步骤四、虚拟世界根据反馈数据改进，将新模型数据输出给物理世界；

步骤五、最优模型产生，进行正常运行。

所述步骤三和所述步骤四循环运行。

该方法包括产品设计系统的物理世界和虚拟世界，工艺设计系统的物理世界和虚拟世界，产品生产系统的物理世界和虚拟世界，仓储系统的物理世界和虚拟世界以及中央服务器。

所述产品设计系统的物理世界包括产品属性采集模块和模型制作模块，所述产品设计系统的虚拟世界包括产品建模模块，物理世界的产品属性采集模块采集产品属性反馈到虚拟世界的产品建模模块，虚拟世界的产品建模模块通过属性信息输出产品设计系统，物理世界的模型制作模块根据产品设计系统进行制作模型，物理世界的模型制作模块将模型的质量反馈到虚拟世界的产品建模模块继续优化，如此循环。

所述工艺设计系统的物理世界包括设备信息录入模块、物料信息录入模块和人工信息录入模块，所述工艺设计系统的虚拟世界包括装配工艺仿真模块、人机工厂仿真模块和工位布局仿真模块，物理世界的设备信息录入模块、物料信息录入模块和人工信息录入模块录入设备信息、物料信息和人工信息后反馈到虚拟世界的装配工艺仿真模块、人机工厂仿真模块和工位布局仿真模块，虚拟世界的装配工艺仿真模块、人机工厂仿真模块和工位布局仿真模块优化工艺输出工艺设计系统，物理世界的设备信息录入模块、物料信息录入模块和人工信息录入模块根据该工艺设计系统采集工艺运行的信息又反馈到虚拟世界的装配工艺仿真模块、人机工厂仿真模块和工位布局仿真模块继续优化，如此循环。