[发明专利]基于数字孪生技术的智能制造系统孪生智能体构建系统及方法

说明书

本发明的目的是提供一种基于数字孪生技术的智能制造系统孪生智能体构建系统及方法，相比传统物理层智能体构建方法，该方法直接应用于虚拟车间智能体构建，该智能体可以与上层数字孪生平台进行交互，更好的展示物理车间的制造细节，预测加工过程中会发生的问题，引导物理车间选择更为合理的生产方案。

技术领域

本发明涉及智能制造领域， 尤其是基于物联制造模式下的离散车间自组织生产中智能模块构建方法，具体的说是一种基于数字孪生技术的智能制造系统孪生智能体构建方法。

背景技术

智能制造是将制造技术与智能技术、数字孪生技术、物联网技术集成应用于产品设计、生产、管理和服务的全生命周期,在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制,实现产品需求的动态响应、产品的迅速开发与优化的制造活动，是具有信息的深度自知、智慧化自决策、 精准的自我控制的先进制造过程。传统物理车间是工厂从事产品生产活动的物理实体， 本就受到如设备故 障、订单不稳定、加工时间波动等多种不确定扰动因素带来的影响。 当前火热的装备智能体构建技术可以使得物理车间智能化，不同装备智能体之间协助完成生产任务，提高生产效率。但这些智能体仅限于在物理车间层面对生产进行影响，不能实现物联制造车间更为高远的智能性、便捷性。因此迫切需要一套合理的孪生智能模块，应用在基于数字孪生技术的虚拟车间，使得物联制造车间能够更方便的展示制造细节，预测加工过程中会发生的问题，给出更为合理的解决方案。

专利申请号CN201810761999.X，名为一种制造系统的智能模块构建方法、制造系统以及制造方法。能够根据物理车间生产设备的智能化需求构建智能体。这种设计的不足之处是：不能适应虚拟层智能体的开发需求。

发明内容

为了解决上述本领域中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于数字孪生技术的智能制造系统孪生智能体构建方法，该智能体可以与上层数字孪生平台进行交互，更好的展示物理车间的制造细节，预测加工过程中会发生的问题，引导物理车间选择更为合理的生产方案。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于数字孪生技术的智能制造系统孪生智能体构建系统，所述孪生智能体构建方法的整体结构包括描述模块、预测模块和引导模块。同时，与该智能体适配的虚拟车间层包括数字孪生平台与虚拟车间数据库。同时，对应虚拟车间层的物理车间层包括物理车间中存在的智能体、生产设备与物理车间数据库。

所述描述模块，其功能是负责从物理车间数据库实时搜集信息，抓取数据，转换数据格式面向数字孪生平台层，向数字孪生平台层的虚拟车间数据库发送可被数字孪生平台识别的数据并对数字孪生平台中的组织和个体行为进行建模。进一步的，所述描述模块同时收集虚拟车间数据库的信息，比对、评估，校验真实性。进一步的，所述描述模块将转换数据格式面向孪生智能体内部的预测模块，供其进行预测分析。

所述预测模块，其功能是负责从描述模块接收从物理车间数据库和虚拟车间数据库收集的信息、数据。利用大数据解析，预测不同时间下组织和个体的反应趋势。

所述引导模块，其功能是根据前孪生智能体内部描述模块和预测模块的计算结果，对组织行为进行主动干预和引导，从而使得组织不断朝着希望的目标收敛。

所述数字孪生平台，其功能是实时显示物理车间中生产过程，映射物理车间组织和个体的行为、规则。进一步的，可以显示预测模块分析的结果。

所述虚拟车间数据库，其功能是为数字孪生平台提供数据支持。

所述物理车间中存在的智能体，其功能是与物理车间生产设备结合，主动感知、分析、推理、决策与控制，帮助物理车间进行智能化的自组织生产活动。

所述物理车间数据库，功能是为物理车间的智能体提供数据支持。