[发明专利]一种面向数字孪生生产线的离线仿真系统

说明书

一种面向数字孪生生产线的离线仿真方法及其系统，其中所述系统包括仿真运行模块、事件管理模块、仿真模型管理模块以及数据统计模块；所述仿真运行模块用于数字孪生生产线离线仿真的初始化和推进工作；所述事件管理模块用于管理仿真过程中所产生的所有事件，其中所有事件包括包括对新进入的事件进行排序、对事件进行执行前的条件判断和对满足条件的事件进行传递；所述仿真模型管理模块用于提供数字孪生模型的导入、分析、三维显示、用户交互、修改、保存。将孪生产线的控制逻辑由整线拆分为了单个设备的控制逻辑，并以抽象模型的工作生命周期为具体体现，从而降低了产线控制逻辑中各设备的耦合程度，使得产线的布局调整更加灵活。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，特别是一种面向数字孪生生产线的离线仿真系统。

背景技术

近些年发展起来的数字孪生(Digital Twin)技术可以用于实现物理空间与虚拟空间之间的互联互通，其中数字孪生模型是数字孪生技术的核心，是对物理实体的忠实映射。数字孪生技术被广泛用于制造生产线中，目前在生产线的数字孪生系统中产线的数字孪生模型通常是被用于与物理产线进行联合调试，即通过物理空间中的PLC来同时控制产线的数字孪生模型和物理物体，从而实现对物理产线的高逼真复现。

数字孪生生产线常被用于与物理生产线进行虚实同步，但数字孪生生产线除了能进行虚实同步外还应该具有离线仿真的功能，具备离线仿真功能可以为预测产线性能、调整产线布局、优化生产计划做出重大贡献。而目前针对数字孪生生产线的离线仿真方法，通常是采用脚本代码的方式，把生产线的控制逻辑与动作耦合在了一起，这将导致以下几点问题：

1.缺乏仿真的灵活性，一旦孪生产线的布局、工艺等信息发生改变后往往因为代码耦合需要频繁修改脚本代码。

2.提高了使用者的门槛，因为使用者必须要熟悉脚本代码的编写才能为孪生产线进行离线仿真。

3.产线控制逻辑的复用困难，因为物理生产线通常是采用PLC进行控制，而在脚本代码设备的控制逻辑代码和动作代码通常是耦合在一起的，难以转换成PLC可用的格式。

这种方式在孪生产线出现变动之后还需要人工修改脚本中的控制逻辑，从而会降低使用者的工作效率和使用门槛，不利于通过孪生产线对物理产线进行布局、工艺、物流、产能的迭代优化。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种面向数字孪生生产线的离线仿真系统，有效提高了孪生产线离线仿真的灵活性和易用度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种面向数字孪生生产线的离线仿真系统，包括仿真运行模块、事件管理模块、仿真模型管理模块以及数据统计模块；

所述仿真运行模块用于数字孪生生产线离线仿真的初始化和推进工作；

所述事件管理模块用于管理仿真过程中所产生的所有事件，其中所有事件包括对新进入的事件进行排序、对事件进行执行前的条件判断和对满足条件的事件进行传递；

所述仿真模型管理模块用于提供数字孪生模型的导入、分析、三维显示、用户交互、修改、保存；

并在对数字孪生模型的信号接口分析后自动生成其对应的抽象模型；

提供抽象模型工作生命周期和各种模型前后连接顺序的图形化编辑；

所述数据统计模块用于记录存储仿真过程中产生的所有有效数据信息，其中所述有效数据信息包括：事件信息、模型信息以及错误信息。

优选的，所述仿真运行模块还包括仿真推进模块、仿真初始化模块和仿真时钟；

其中所述仿真推进模块在开启仿真后用于向事件管理模块读取可执行事件，并解析事件的执行内容，然后通过对应的抽象模型代为执行；