[发明专利]一种基于数字孪生的生产线控制系统、方法及生产系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，该生产线控制系统包括虚拟孪生控制子系统、数据分析子系统、边缘计算网关和数据采集子系统；

所述数据采集子系统，用于实时采集生产线当前运行状态数据；

所述虚拟孪生控制子系统，根据生产线历史运行状态数据、生产线当前运行状态数据生成表示生产线各个工位物理设备的数字孪生模型；

所述数据分析子系统，用于根据推荐算法、生产线历史运行状态数据、当前运行状态数据与生产线目标运行状态数据生成新的运行状态数据；

所述数字孪生模型根据所述新的运行状态数据对生产线的运行状态进行仿真；

所述数据分析子系统还用于根据数字孪生模型的仿真结果最终生成最佳运行状态数据；

所述边缘计算网关，用于实现所述虚拟孪生控制子系统与所述数据采集子系统之间的数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，所述数据分析子系统包括深度学习模块、参数优化模块和实时分析模块，

所述深度学习模块，用于对生产线运行状态数据进行预处理、后处理；

所述参数优化模块，接收参数优化请求，根据推荐算法、当生产线历史运行状态数据、当前运行状态数据与生产线目标运行状态数据新的运行状态数据；

所述实时分析模块，用于响应参数优化请求并将新的运行状态数据输入至所述数字孪生模型中对生产线的运行状态进行仿真；

所述实时分析模块还用于根据数字孪生模型的仿真结果最终生成最佳运行状态数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，所述深度学习模块包括数据接入子模块、数据拼接子模块、数据存储子模块、历史运行数据子模块、数据聚合子模块和；

所述数据接入子模块，用于提供本地及分布式设备的数据源接入、实时数据源的接入以及Data Store数据的接入；

所述数据拼接子模块，用于对所述数据接入单元提供的数据进行处理，包括数据清洗、数据自更新、数据时序拼接和数据聚合拼接功能；

所述数据存储子模块，用于存储所述数据拼接单元处理后的数据；

所述数据聚合子模块，用于对所述数据拼接单元处理后的数据进行聚类分析；

所述，用于根据聚类分析后得到的数据进行训练，训练得到的结果推送至数字孪生模型进行实时模拟。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，所述深度学习模块包括异常处理子模块，用于对生产线控制系统运行中的民常行为进行捕获、处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，所述深度学习模块还包括历史运行数据子模块，用于存储生产线历史运行状态数据。

6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的生产线控制系统，其特征在于，所述深度学习模块还包括参数模拟接口子模块，用于将深度学习子模块输出的数据输入至参数优化模块。

7.一种基于数字孪生的生产线控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

实时采集生产线当前运行状态数据；

根据生产线历史运行状态数据、生产线当前运行状态数据生成表示生产线各个工位物理设备的数字孪生模型；

根据推荐算法、生产线历史运行状态数据、当前运行状态数据与生产线目标运行状态数据生成新的运行状态数据；

数字孪生模型根据所述新的运行状态数据对生产线的运行状态进行仿真；

根据数字孪生模型的仿真结果最终生成最佳运行状态数据。

8.一种基于数字孪生的生产系统，其特征在于，包括如权利要求1～6任意一项所述的生产线控制系统、生产线、整线控制系统和交互子系统，所述控制系统生成的最佳运行状态数据被发送至所述整线控制系统，所述整线控制系统根据最佳运行状态数据向所述生产线发送控制指令；所述生产线根据所述控制指令执行生产任务；所述交互子系统用于接收输数据以及对最佳运行状态数据进行显示。