本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化，具體涉及一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)是指基于數(shù)字孿生技術(shù)，通過(guò)收集生產(chǎn)線上各種設(shè)備、物料、人員等數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)可以提升生產(chǎn)管控輔助決策效率，通過(guò)動(dòng)態(tài)感知現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)度、人員狀況、資源利用等數(shù)據(jù)，為決策者提供更加準(zhǔn)確、及時(shí)的信息，提高決策效率和準(zhǔn)確性。

2、工業(yè)生產(chǎn)中由于多種因素產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，一般需要統(tǒng)計(jì)，采用數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、收集、智能優(yōu)化大大減少了統(tǒng)計(jì)的工作量。傳統(tǒng)質(zhì)量問(wèn)題往往將故障點(diǎn)的信息錄入網(wǎng)絡(luò)云端，并拍攝故障點(diǎn)的圖像信息，再將故障的原因進(jìn)行匯總，分類統(tǒng)計(jì)，能夠及時(shí)提醒故障多發(fā)的崗位人員，在崗仔細(xì)操作，提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。

3、現(xiàn)有數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)用于葉片生產(chǎn)時(shí)，往往錄入故障葉片的圖像信息和故障原因，而故障發(fā)生的工序和工位需要獨(dú)立統(tǒng)計(jì)，引起故障的生產(chǎn)人員又需要在線記錄，協(xié)調(diào)時(shí)間較長(zhǎng)，不能及時(shí)給生產(chǎn)人員給出規(guī)避故障的引導(dǎo)，給生產(chǎn)質(zhì)量管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌帶來(lái)了極大的不便，為此，我們提出一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)，能夠縮短工業(yè)生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)時(shí)間，及時(shí)給生產(chǎn)人員給出規(guī)避故障的引導(dǎo)，為生產(chǎn)質(zhì)量管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌帶來(lái)了極大的便利。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體如下：

3、應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)，包括：

4、樣本數(shù)據(jù)分析模塊：設(shè)置采集點(diǎn)，采集點(diǎn)用于獲取設(shè)備運(yùn)行時(shí)的噪聲頻率；獲取設(shè)備投入使用時(shí)刻和維修時(shí)刻，得到設(shè)備的使用時(shí)間；在使用時(shí)間內(nèi)選取若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取包括投入使用時(shí)刻和維修時(shí)刻；

5、獲取設(shè)備在使用時(shí)間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)的噪聲頻率，記為樣本數(shù)據(jù)；并根據(jù)設(shè)備在維修時(shí)刻的噪聲頻率得到維修頻率；根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，建立設(shè)備的頻率曲線；根據(jù)所述頻率曲線得到在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處噪聲頻率的變化率，并得到設(shè)備的使用時(shí)間隨變化率變化的關(guān)系式；

6、數(shù)字化數(shù)據(jù)采集模塊：用于獲取產(chǎn)線數(shù)據(jù)，所述產(chǎn)線數(shù)據(jù)包括葉片產(chǎn)線布局、設(shè)備清單、能力參數(shù)；

7、數(shù)字化車間模塊：根據(jù)產(chǎn)線數(shù)據(jù)建立數(shù)字孿生模型，將實(shí)時(shí)獲取的設(shè)備的噪聲頻率引入所述數(shù)字孿生模型；所述數(shù)字孿生模型建立設(shè)備的實(shí)時(shí)頻率曲線，并獲得實(shí)時(shí)噪聲頻率的變化率，記為實(shí)時(shí)變化率；根據(jù)所述實(shí)時(shí)變化率和所述關(guān)系式，預(yù)測(cè)設(shè)備的維修時(shí)刻；

8、智慧引導(dǎo)模塊：根據(jù)數(shù)字孿生模型預(yù)測(cè)的設(shè)備的維修時(shí)刻，確定達(dá)到維修時(shí)刻的設(shè)備的位置，引導(dǎo)人員及時(shí)檢查該設(shè)備；

9、質(zhì)量管理模塊：用于獲取產(chǎn)品的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，并將產(chǎn)品的質(zhì)檢數(shù)據(jù)引入數(shù)字孿生模型，再利用數(shù)字孿生模型分析質(zhì)檢數(shù)據(jù)。

10、進(jìn)一步地，所述樣本數(shù)據(jù)分析模塊中設(shè)備使用時(shí)間的獲得為：記所述投入使用時(shí)刻和維修時(shí)刻之間的時(shí)間段為使用時(shí)間。

11、進(jìn)一步地，所述樣本數(shù)據(jù)分析模塊中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取過(guò)程包括：設(shè)定時(shí)間間隔閾值，時(shí)間間隔閾值根據(jù)設(shè)備的使用時(shí)間確定，在使用時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)時(shí)間間隔閾值選取一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，記為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

12、進(jìn)一步地，所述樣本數(shù)據(jù)分析模塊中維修頻率的獲得過(guò)程包括：

13、獲取全部設(shè)備在維修時(shí)刻的噪聲頻率，記為{f1，f2，...，fn}，其中f1表示第1臺(tái)設(shè)備在維修時(shí)刻的噪聲頻率，n為設(shè)備的總數(shù)；則得到維修頻率為其中i∈[1，n]且i為正整數(shù)。

14、進(jìn)一步地，所述樣本數(shù)據(jù)分析模塊中噪聲頻率變化率的獲得過(guò)程為：

15、獲取頻率曲線上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，得到{d1，d2，...，dm}，其中d1表示第1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，m為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；則得到噪聲頻率的變化率其中j∈[1，m]且j為正整數(shù)。

16、進(jìn)一步地，所述樣本數(shù)據(jù)分析模塊中使用時(shí)間隨變化率變化的關(guān)系式的獲得過(guò)程為：

17、根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，獲得各設(shè)備的變化率和使用時(shí)間；建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)各設(shè)備的變化率及其對(duì)應(yīng)的使用時(shí)間，在所述直角坐標(biāo)系中得到散點(diǎn)圖，對(duì)所述散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合，得到散點(diǎn)圖的回歸方程，記為設(shè)備的維修時(shí)刻隨頻率隨變化率變化的關(guān)系式。

18、進(jìn)一步地，所述數(shù)字化車間模塊中數(shù)字孿生模型對(duì)設(shè)備的維修時(shí)刻的預(yù)測(cè)過(guò)程為：

19、獲取當(dāng)前時(shí)刻，記設(shè)備投入使用時(shí)刻至當(dāng)前時(shí)刻之間的時(shí)間段為已投入使用時(shí)間t0；記所述使用時(shí)間隨變化率變化的關(guān)系式為t(d)，其中d表示噪聲頻率的變化率；記設(shè)備的實(shí)時(shí)頻率變化率為d0，得到設(shè)備的預(yù)測(cè)使用時(shí)間t(d0)；則得到設(shè)備的預(yù)測(cè)的維修時(shí)刻為t(d0)-t0。

20、進(jìn)一步地，所述質(zhì)量管理模塊將質(zhì)檢項(xiàng)目進(jìn)行分類入庫(kù)，葉片質(zhì)檢工作包括自檢、互檢、巡檢、專檢、專檢均設(shè)定檢驗(yàn)?zāi)０澹谙到y(tǒng)中依據(jù)模板規(guī)則自動(dòng)產(chǎn)生檢驗(yàn)任務(wù)，質(zhì)量管理模塊支持如下輸入格式：

21、文字輸入，通過(guò)ncr單數(shù)據(jù)傳遞；所述ncr單為不合格品報(bào)告；

22、數(shù)據(jù)輸入，通過(guò)條紋碼系統(tǒng)記錄工件的流入和流出，及各工序生產(chǎn)人員的信息；

23、照片及照片標(biāo)注，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問(wèn)題處理流程及處理過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

24、再進(jìn)一步地，葉片的質(zhì)檢步驟如下：

25、s1、開(kāi)始：依次確認(rèn)工治具調(diào)試、工藝文件和質(zhì)檢任務(wù)規(guī)則；

26、s2、裝夾：將待檢葉片裝入夾具，并固定；

27、s3、檢查：質(zhì)檢人員、工藝人員和生產(chǎn)人員共同目檢葉片，確認(rèn)各項(xiàng)參數(shù)；

28、s4、結(jié)束：貼上對(duì)應(yīng)產(chǎn)品序號(hào)標(biāo)簽，再掃描確認(rèn)檢查完成，推送至待裝配區(qū)或裝配工位；

29、s5、返工：將可整修的葉片進(jìn)行維修。

30、進(jìn)一步地，智慧引導(dǎo)模塊的管理?xiàng)l例如下：

31、1)轉(zhuǎn)崗：將生產(chǎn)人員調(diào)離難度較高的工序崗位，轉(zhuǎn)入相同工序難度較低的崗位；

32、2)恢復(fù)生產(chǎn)：將該工序熟練度高的生產(chǎn)人員調(diào)入該崗位，及時(shí)維持生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低質(zhì)量問(wèn)題給生產(chǎn)計(jì)劃帶來(lái)的不利影響；

33、3)提高質(zhì)量：規(guī)劃生活目標(biāo)完成的時(shí)間段，對(duì)熟練度較低的生產(chǎn)人員分工序集中培訓(xùn)和考核，有助于提高葉片生產(chǎn)線的整體生產(chǎn)水平。

34、經(jīng)過(guò)質(zhì)量管理模塊和智慧引導(dǎo)模塊在葉片數(shù)字化車間內(nèi)指導(dǎo)葉片的質(zhì)量管理，縮短工業(yè)生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)時(shí)間，及時(shí)給生產(chǎn)人員給出規(guī)避故障的引導(dǎo)，為生產(chǎn)質(zhì)量管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌帶來(lái)了極大的便利。

35、本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：

36、現(xiàn)有數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)用于葉片生產(chǎn)時(shí)，往往錄入故障葉片的圖像信息和故障原因，而故障發(fā)生的工序和工位需要獨(dú)立統(tǒng)計(jì)，引起故障的生產(chǎn)人員又需要在線記錄，協(xié)調(diào)時(shí)間較長(zhǎng)，不能及時(shí)給生產(chǎn)人員給出規(guī)避故障的引導(dǎo)，給生產(chǎn)質(zhì)量管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌帶來(lái)了極大的不便，為此，本技術(shù)提出一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)；相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的噪聲頻率和分析頻率變化率，能夠及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的故障，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備的維修時(shí)刻，避免因設(shè)備突然故障而造成的停機(jī)和生產(chǎn)損失，提高設(shè)備的可靠性和可用性。

37、本技術(shù)利用樣本數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生模型進(jìn)行分析，提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持，幫助管理人員優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃；數(shù)字孿生模型結(jié)合質(zhì)檢數(shù)據(jù)，能夠全面評(píng)估設(shè)備和產(chǎn)品質(zhì)量，提供更精準(zhǔn)的質(zhì)量管理建議。

38、本技術(shù)通過(guò)優(yōu)化設(shè)備的維護(hù)時(shí)刻和減少非計(jì)劃停機(jī)，提高生產(chǎn)線的整體效率；合理調(diào)度資源，例如人員和備件，減少維護(hù)過(guò)程中的資源浪費(fèi)；智慧引導(dǎo)模塊能夠及時(shí)通知和引導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行檢查和維修，確保維護(hù)工作及時(shí)且高效地進(jìn)行。

39、自動(dòng)化調(diào)度模塊(agv)進(jìn)一步提高生產(chǎn)產(chǎn)線管理的自動(dòng)化水平，減少人為干預(yù)和錯(cuò)誤；企業(yè)知識(shí)門戶模塊(ekp)使得維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)可以在企業(yè)內(nèi)部高效共享，提升整體知識(shí)水平和技術(shù)能力；身份和訪問(wèn)管理模塊(iam)確保數(shù)據(jù)和信息的安全管理。

40、通過(guò)本發(fā)明能夠顯著提升設(shè)備管理和維護(hù)的智能化水平，降低維護(hù)成本，提高設(shè)備和生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，并確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。