[发明专利]构型动型控型优型联动响应的自适应组态方法及系统

说明书

构型动型控型优型联动响应的自适应组态方法及系统，本发明的目的在于提出对车间生产线快速调整和设计的联动响应的自适应组态方法及系统，通过对生产线联动设计框架进行多级迭代优化，实现车间生产线自适应地快速调整和设计。构型动型控型优型联动响应的自适应组态方法，包括以下步骤：步骤A:构型配置；步骤B:动型设计；步骤C:控型设计；步骤D：优型演化；其中所述步骤D包括一级迭代优化、二级迭代优化和三级迭代优化。通过一级迭代优化、二级迭代优化和三级迭代优化共同组成闭合的优化循环，对生产线联动设计框架进行多级迭代优化，实现车间生产线自适应地快速调整和设计。

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及构型动型控型优型联动响应的自适应组态方法及系统。

背景技术

随着社会经济的发展，车间生产线的个性化需求越来越精细，现有的车间生产线普遍为基于静态配置设计的车间设计方法，只侧重于设备、工艺等工程性要素的小闭环控制，而没有从车间设计全局的角度对整线设计进行优化。从而无法在整线的设备控制、设备集成、工艺优化和车间集成问题上进行优化，设计效果难以保证；且由于个性化需求导致的车间换产频繁，车间整体结构需要在短时间内进行调整，快速响应需求，而现阶段的车间设计方法缺乏有效的联动响应机制，无法自适应地快速调整生产线的配置参数、结构、控制方案和对车间集成问题求解。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出对车间生产线快速调整和设计的联动响应的自适应组态方法及系统，通过对生产线联动设计框架进行多级迭代优化，实现车间生产线自适应地快速调整和设计。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

构型动型控型优型联动响应的自适应组态方法，包括以下步骤：

步骤A:构型配置，在仿真系统构建各个实物设备的三维建模，形成多个实物设备数字模型，并根据生产线的设计要求在仿真系统将多个所述实物设备数字模型进行组装，形成生产线布局模型；

步骤B:动型设计，根据生产线的设计要求，在所述仿真系统编制所述生产线布局模型中所有所述实物设备数字模型的动作控制脚本，通过脚本语言控制所述实物设备数字模型的加工动作和在制品的物流运输；

步骤C:控型设计，在所述仿真系统具有用于控制生产线布局模型和所述实物设备运作的控制中心；

利用数字孪生技术，各个所述实物设备与所述生产线布局模型中对应的所述实物设备数字模型建立实时通讯和动作同步化；

设置上位机，所述上位机与所述控制中心建立指令下行和信息上行的二分通道，实现所述上位机向所述控制中心下发生产指令和所述上位机收集所述实物设备的实时状态数据；

构建用于驱动所述实物设备运作的工业控制网络，所述控制中心通过所述工业控制网络将所述生产指令下发至所述实物设备，并通过所述工业控制网络获取所述实物设备的实时状态数据；

步骤D：优型演化，所述优型是指对所述生产线布局模型进行迭代优化，所述迭代优化包括：

一级迭代优化，所述上位机包括管控中心，所述管控中心包括执行引擎和MES系统，所述MES系统分析车间产品的加工工艺和物流组织形态，辨析所述生产线布局模型的耦合结构和生产过程中存在耦合优化问题；

所述执行引擎为具备解耦机制的解耦算法，对所述生产线布局模型存在的所述耦合优化问题进行求解，生成所述生产线布局模型的生产方案；

二级迭代优化，根据所述设计要求，优化调整对所述实物设备数字模型的工艺动作和所述生产线布局模型中在制品的运输路径，根据所述工艺动作和所述运输路径的优化在所述仿真系统中优化调整所述动作控制脚本，所述工业控制网络根据所述动作控制脚本变化而同步地做出自适应调整；

三级迭代优化，在所述仿真系统中重新构建所述生产线布局模型；