[发明专利]基于数字孪生的船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析方法

说明书

一种基于数字孪生的船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析方法，适用于面向机械加工的智能化设计领域，该系统包括五个步骤：解析三维设计模型，建立船用柴油机复杂零部件加工过程数字孪生工艺模型；针对机加过程中的加工制造资源装备、工件、加工车间的实时场景，获取机加过程中的实时动态数据与虚拟仿真数据，完善数字孪生模型；建立基于信息物理融合的数据映射，生成面向船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析的孪生数据；依据生成的孪生数据，完成加工特征识别，判断船用柴油机复杂零部件的工艺可行性；生成工艺可行性分析报告。利用该方法可便捷快速的获取加工过程中的实时数据以及对加工结果的预测数据，有效地发现设计中的不足与缺陷，缩短了产品生产周期。

技术领域

本发明属于机械设计领域，特别涉及一种基于数字孪生的船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析方法。

背景技术

数字孪生技术作为助力智能制造的一大关键使能技术，逐渐被应用在机械、医疗等各个领域。数字孪生技术的支撑下，产品的全生命周期的管理、物理空间和虚拟空间的信息交互融合、数据共享成为可能，通过融合多源数据生成孪生数据更可以实现对物理空间进行预测、指导。数字孪生的价值就是能够减少产品设计、制造过程、系统规划和生产设施设计所需的时间，通过快速迭代持续优化产品技术性能，提升设计效率，缩短周期，节约成本。

传统的工艺可行性分析大多基于三维设计模型和相应的加工工艺规则，主要通过特征识别技术和三维可视化软件的二次开发完成零部件的工艺可行性分析，对于加工现场出现的动态问题并不曾考虑，工艺可行性分析还停留在宏观评判的层次，考虑加工现场的加工条件，给出符合实际情况的实时阶段性工艺可行性分析成为提升工艺可行性分析水平的全新挑战。

工艺规划过程中，在工艺可行性分析环节下，对于加工现场实时数据与对加工过程的虚拟仿真数据的应用，缺乏理论的指导以及实际的应用策略，零部件工艺可行性分析结果存在提升空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数字孪生的船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析方法，从而实现数字孪生技术推进工艺可行性分析及其对于工艺规划的辅助作用。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于数字孪生的船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析方法，包括以下步骤：

(1)解析零件三维设计模型，确定面向工艺可行性分析的加工过程数字孪生模型包含内容，建立船用柴油机复杂零部件加工过程数字孪生模型；

(2)针对机加过程中的加工制造资源装备、工件、加工车间的实时场景，获取机加过程中的实时动态数据与虚拟仿真数据，完善数字孪生模型；

(3)建立基于信息物理融合的数据映射，生成面向船用柴油机复杂零部件工艺可行性分析的孪生数据；

(4)依据生成的孪生数据，完成零部件的加工特征识别和工艺可行性分析，判断船用柴油机复杂零部件的工艺可行性；

(5)依据工艺需求和企业规划，整合基于数字孪生的工艺可行性分析结果，生成工艺可行性分析报告。

所述步骤(1)中构建数字孪生模型的具体步骤如下：

1)确定数字孪生模型所包含的多维模型组成；

2)构建面向工艺可行性分析的孪生数据的组成内容与分类；

3)依据方程式和数据采集系统、仿真系统、工艺知识库等确定具体数据；

4)数据的层次化梳理以及映射完成孪生数据的生成；

5)确定个数据层、模型层之间的数据驱动与传输协议；

6)生成融合孪生数据的数字孪生工艺模型；

7)实现模型的可视化与更新。