[发明专利]一种基于数字孪生的工业仿真方法及系统

说明书

本发明提出了一种基于数字孪生工业仿真方法及系统，本发明涉及智能制造技术领域。本发明的方案：第一方面，一种基于数字孪生工业仿真方法，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。第二方面，一种基于数字孪生工业仿真系统，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。本发明能够在实体机械设备和线路搭建完成之前准确预测其运行结果，保证人身及资产安全。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，具体而言，涉及一种基于数字孪生工业仿真方法及系统。

背景技术

数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性，具有实时同步、忠实映射、高保真度特性，能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出，数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。具体来说，数字孪生(digitaltwin)是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的能力。作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术，数字孪生面向产品全生命周期过程，发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用，提供更加实时、高效、智能的服务。工业互联网是指通过网络将工业系统中的智能物体(intelligentmachine)、智能分析(advancedanalytics)和人(people)相连接的系统。当前，利用工业互联网云平台来打造数字孪生模型的情况越来越多，国家及地方各级政府应加强在法律法规层面对工业互联网应用的保障支持。

目前，传统的工业自动化三维仿真系统与数据仿真系统无法实现实时的数据交互，自动化产线设计者和学员无法在实体机械设备和线路搭建完成之前准确预测其运行结果，这导致很多错误无法被提前避免，导致额外的人身及资产安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字孪生工业仿真方法，其能够在实体机械设备和线路搭建完成之前准确预测其运行结果，保证人身及资产安全。

本发明的另一目的在于提供一种基于数字孪生工业仿真系统，其能够能够在实体机械设备和线路搭建完成之前准确预测其运行结果，保证人身及资产安全。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种基于数字孪生工业仿真方法，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。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上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。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上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。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上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。