[发明专利]一种基于数字孪生的MPS系统智能控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生的MPS系统智能控制系统，其特征在于，应用于信息数据处理终端，所述基于数字孪生的MPS系统智能控制系统包括：

数字孪生模型构建模块，用于基于现有的MPS系统设备物理实体在数字虚拟空间中建立高保真的数字模型；

通讯模块，用于通过建立OPC UA工业通讯协议在数字虚拟空间中的MPS系统数字孪生模型与现实空间中的MPS系统进行通讯以及数据交换；

数据采集模块，用于通过在数字虚拟空间中，使用C#编程语言，调用OPC UA动态连接库，通过调用现实空间中的MPS控制系统在OPC UA地址空间中的数据，对现实空间的MPS系统进行数据采集；同时用于通过C#编程语言编写数据采集函数进行对数字虚拟空间中MPS系统数字孪生模型的数据采集；

驱动模块，用于通过C#编程语言，编写模型驱动脚本，控制模型进行上下左右前后六个方向的水平移动和顺时针与逆时针旋转运动，通过调用数控系统和OPC UA动态链接库，通过数字虚拟空间内的MPS系统数字孪生模型发送驱动协议命令，控制现实空间中的MPS系统的驱动行为；

可视化模块，用于通过UGUI设计对数据进行集成数据解析、统计图表属性封装和数据可视化映射的可视化显示。

2.一种基于数字孪生的MPS系统智能控制方法，其特征在于，应用于信息数据处理终端，所述基于数字孪生的MPS系统智能控制方法包括：

通过建立MPS系统的数字孪生模型，根据控制方案对模型路径规划与运动设计，建立模型驱动模块以及数据采集模块，创建可视化界面；

将MPS系统数字孪生模型与数控系统成功连接得到基于数字孪生的MPS系统，利用基于数字孪生的MPS系统对物理实物进行实时监测。

3.如权利要求2所述基于数字孪生的MPS系统智能控制方法，其特征在于，所述基于数字孪生的MPS系统智能控制方法包括以下步骤：

步骤一，通过建立系统设备的三维几何模型、进行轻量化处理、渲染、烘焙构建MPS系统的数字孪生模型；

步骤二，通过对MPS系统实物设备中的PLC逻辑控制方案的分析与测试，获得MPS系统的控制方案，基于所述MPS系统的控制方案在Unity3D引擎中对数字孪生模型进行路径规划与运动设计；

步骤三，在数字虚拟空间内基于C#编程通过进行数控系统的动态链接库的调用、驱动数据的采集和模块功能的响应创建模型驱动模块；

步骤四，在数字虚拟空间内基于C#编程通过对数字孪生模型的数据采集与物理实物设备的数据采集、数据扩充与数据处理形成MPS系统数字孪生数据库，创建得到数据采集模块；

步骤五，在数字虚拟空间中通过集成数据解析、统计图表属性封装和数据可视化映射进行数控系统的可视化图形图表的设计；

步骤六，在数字虚拟空间中基于C#编程编写，通过设置数字孪生模型的IP地址、端口号和模型序号连接所述MPS数字孪生模型与数控系统，进行孪生模型与物理实体设备的数据交换；

步骤七，通过C#语言编程判断MPS数字孪生模型与数控系统是否连接成功，若连接成功则转向步骤八，否在，返回步骤六；

步骤八，基于数字孪生的MPS系统智能控制系统对物理世界中的MPS系统设备进行实时监测。

4.如权利要求3所述基于数字孪生的MPS系统智能控制方法，其特征在于，所述通过建立系统设备的三维几何模型、进行轻量化处理、渲染、烘焙构建MPS系统的数字孪生模型包括：

首先，通过观察、测量和计算MPS系统实物设备零件尺寸，在SolidWorks中绘制相应的零件的三维模型，并将其整体装配，得到MPS系统设备整体三维实体模型；

其次，将SolidWorks绘制出的三维模型导入至三维建模软件3dMax中，通过3dMax建模软件减少模型的点和面，对模型进行轻量化处理，并通过对轻量化处理后的模型进行渲染与灯光设计，得到与实物设备相似较高的三维模型；

最后，将三维模型导入到Unity3d引擎中，通过Unity3d渲染与计算机GPU交互作用，对模型进行烘焙，得到高保真的孪生模型。