[发明专利]一种基于数字孪生技术的设备预测性维护系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于数字孪生技术的设备预测性维护系统及方法，包括：通信模块，用于完成所有设备的数据实时连接；协议转换模块，用于统一不同协议标准的工业设备；三维场景模块，用于对工业设备进行高精度三维建模还原；引擎渲染模块，用于加载静态三维模型数据，并赋予特定物理的、几何的、行为的、规则的各方面属性；数据融合模块，用于将预测性维护算法导入到数字孪生平台提供计算，驱动数字孪生体的更新；可视化模块，用于调用仿真结果进行可视化展示与体验。解决了工业互联网行业根据设备具体情况、具体分析进行保养维护的运维工作，提升了设备保养维护的准确性。

技术领域

本发明涉及工业互联网智能制造技术领域，具体涉及一种基于数字孪生技术的设备预测性维护系统及方法。

背景技术

工厂对加工制造设备一般采取定期维护保养的运维方式，但面对复杂的生产运行环境以及设备的不稳定性，导致设备故障经常出现，所以传统维护方式的局限性越来越大。如何利用工业设备的运行数据，采集状态参数，实现设备的预测性维护是目前工厂运维工作的当务之急。

目前，一些工厂还处于被动式控制及管理阶段，设备的数据是通过人工采集或者离线手动录入，这样采集的数据量较小，处理的数据也具有一定的局限性和延滞性，不能及时地反映设备生产过程中的状态及问题，导致企业在管理过程中面临数据时效性差的问题，设备不能及时做出响应会导致停工等巨大影响，增加了企业的制造成本。

有一些工厂虽然采用了较为先进的物联网形式对制造加工设备进行互联实时式控制管理，使生产数据能够及时呈现，减少了各种设备生产过程中数据信息联系不紧密等问题，但该方式依然需要靠操作人员对制造加工设备所获取的数据信息进行监测及管理维护，信息决策的准确性完全取决于操作人员的经验，而不同的操作人员可能会得出不同的结论，导致生产过程不稳定、干扰因素无法消除等问题依旧存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的设备预测性维护系统及方法，以期解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于数字孪生技术的设备预测性维护系统，包括：

通信模块，用于完成所有设备的数据实时连接；

协议转换模块，用于统一不同协议标准的工业设备；

三维场景模块，用于对工业设备进行高精度三维建模还原；

引擎渲染模块，用于加载静态三维模型数据，并赋予特定物理的、几何的、行为的、规则的各方面属性；

数据融合模块，用于将预测性维护算法导入到数字孪生平台提供计算，驱动数字孪生体的更新；

可视化模块，用于调用仿真结果进行可视化展示与体验。

在一些实施例中，所述通信模块和协议转换模块共同构成数字孪生系统的物理信息层；物理信息层作用于故障诊断和预测的实体工业设备以及安装在其各个部位的传感器之上，是系统的基础；物理信息层用于收集工业设备在生产过程中的各种状态及信号，完成对数据的收集、传输以及计算，产生的数据是数字孪生体的驱动力。

在一些实施例中，所述三维场景还原模块、引擎渲染模块和数据融合模块共同构成系统的数字仿真层，数字仿真层用于完成实体工业设备和虚拟数字孪生体的映射，生成相应的三维数字模型。

本发明还提供了一种基于数字孪生技术的设备预测性维护方法，包括：

对需要预测性维护的工业设备对象建立物理信息层；

构建静态数字孪生体；

构建动态智慧数字孪生体；

数据融合操作；

构建数字孪生平台；