[发明专利]一种基于数字孪生的工业仿真方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生工业仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电气元件模型和电气参数；

获取自动化产线的信息，根据自动化产线信息构建三维模型，并对三维模型进行优化；

优化后的三维模型进行工业生产线运行测试，得到整个工业流程的仿真；

创建仿真生产线，并对仿真生产线进行运行、测试、记录运行数据和分析运行数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生工业仿真方法，其特征在于，所述获取电气元件模型和电气参数步骤包括：

获取电气元件的类型、品牌、型号和参数；

对电气元件进行接线、安装、编程和调试。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生工业仿真方法，其特征在于，所述获取自动化产线的信息，根据自动化产线信息构建三维模型，并对三维模型进行优化步骤包括：

将电气元件、工具、场景和人物构建成三维模型，并对三维模型进行存储；

将三维模型针对不同的虚拟灯光和虚拟环境给出特异性反馈，使三维模型具有金属、混泥土和木材的质感；

将三维模型中的物体进行运动，并对物体的碰撞、振荡、坠落、驱动和滚转进行实时仿真。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生工业仿真方法，其特征在于，所述优化后的三维模型进行工业生产线运行测试，得到整个工业流程的仿真步骤包括：

将多种PLC在三维模型在下运行；

将多种机器人程序在三维模型下运行。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生工业仿真方法，其特征在于，所述创建仿真生产线，并对仿真生产线进行运行、测试、记录运行数据和分析运行数据步骤包括：

用户任意组装仿真生产线，仿真生产线的视觉感官和物理行为与现实世界保持一致；

仿真生产线中的电气元件交互仿真，仿真生产线的运行效果与现实世界保持一致；

采集仿真生产线中的用户行为数据、电器元件时序数据、异常情况数据和效能指标数据，并对用户行为数据、电器元件时序数据、异常情况数据和效能指标数据进行验证、分析、改进、示范和教学。

6.一种基于数字孪生工业仿真系统，其特征在于，包括全真电气元件模块、虚拟现实模块、数字孪生运行模块和仿真生产线管理模块；

全真电气元件模块：用于获取电气元件模型和电气参数；

虚拟现实模块：用于获取自动化产线的信息，根据自动化产线信息构建三维模型，并对三维模型进行优化；

数字孪生运行模块：用于将优化后的三维模型进行工业生产线运行测试，得到整个工业流程的仿真

仿真生产线管理模块：用于创建仿真生产线，并对仿真生产线进行运行、测试、记录运行数据和分析运行数据。

7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生工业仿真系统，其特征在于，所述全真电气元件模块包括电气元件数据管理查询子模块和安装调试运行仿真子模块；

电气元件数据管理查询子模块：用于获取电气元件的类型、品牌、型号和参数；

安装调试运行仿真子模块：用于对电气元件进行接线、安装、编程和调试。

8.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生工业仿真系统，其特征在于，所述虚拟现实模块包括三维仿真子模块、材质仿真子模块和物理仿真子模块；

三维仿真子模块：用于将电气元件、工具、场景和人物构建成三维模型，并对三维模型进行存储；

材质仿真子模块：用于将三维模型针对不同的虚拟灯光和虚拟环境给出特异性反馈，使三维模型具有金属、混泥土和木材的质感；

物理仿真子模块：用于将三维模型中的物体进行运动，并对物体的碰撞、振荡、坠落、驱动和滚转进行实时仿真。

9.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生工业仿真系统，其特征在于，所述数字孪生运行模块包括PLC运行仿真子模块和机器人运动仿真子模块；

PLC运行仿真子模块：用于将多种PLC在三维模型在下运行；

机器人运动仿真子模块：用于将多种机器人程序在三维模型下运行。

10.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生工业仿真系统，其特征在于，所述仿真生产线管理模块包括仿真生产线编辑子模块、仿真生产线运行子模块和数据采集与分析子模块；

仿真生产线编辑子模块：用于任意组装仿真生产线，仿真生产线的视觉感官和物理行为与现实世界保持一致；

仿真生产线运行子模块：用于对仿真生产线中的电气元件交互仿真，仿真生产线的运行效果与现实世界保持一致；

数据采集与分析子模块：用于采集仿真生产线中的用户行为数据、电器元件时序数据、异常情况数据和效能指标数据，并对用户行为数据、电器元件时序数据、异常情况数据和效能指标数据进行验证、分析、改进、示范和教学。