[发明专利]一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统

说明书

本发明公开了一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，该系统包括：总装数字孪生模型库，包含总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中的仿真、分析、优化、预测；总装信息网络系统，完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；工位管控子系统，各工位借助本工位的管控子系统实现对本工位的信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；总装管控总系统，实现对卫星总装整体的信息管理、质量监控与追溯、工艺与物流实时调度、生产计划排产与优化。本系统针对卫星脉动式总装特点，能一定程度上提升卫星脉动式总装车间管控质量与效率。

技术领域

本发明属于工业数字化和计算机科学领域，具体涉及一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统。

背景技术

借助卫星星座互联实现全球互联网接入的卫星互联网，近年来引起了各国政府、研究机构以及航天与互联网企业的高度关注，形成了全球性的发展热潮。在此背景下，对卫星生产提出了快速设计验证、小型批量化、低成本快速制造、精益化管理的新需求，而传统卫星固定式站位装配模式已难以应对，亟需向脉动式总装模式进行转型升级。脉动式总装模式是一种节拍间歇移动的装配方式，通过解构并重新设计装配工艺，赋予不同工位完成特定工艺的能力，进而实现卫星产品在各工位间流转以完成装配任务的总装模式。脉动式总装模式有效提升了装备利用率与装配效率，有利于实现柔性化、批量化、快速制造，便于总装过程的精益管理，同时便于数字化、自动化、网络化、智能化转型升级，是应对卫星产业新需求的有效模式。

在卫星脉动式总装管控方面，目前通常借助MES、ERP等软件实现车间的数字化管控，并借助PDM、PLM软件实现的卫星产品的管理，但仍存在以下问题：①现有管控系统主要针对传统固定式站位装配模式，信息数据、模型算法、管理控制都是集中式架构，并且现场管控的实时性要求相对较低，而脉动式总装模式下生产节拍加快、多星多工位并行装配、实时性预测与管控要求高，需要管控系统具有更好的实时性、并行性、分布性、安全性；②现有的管控模式下，车间的管控系统和产品的管理系统间缺乏有效的实时交互，而由于卫星产品作为复杂产品，测试、试装、调装、重装等较为频繁，由此导致难以实现基于卫星产品实时状态的质量管理、工艺调度、物流配给、实时排产；③现有的管控模式下，对现场装配人员的个人信息、工作分配、出勤情况等有较好的管理，而卫星装配仍以手工装配为主体，缺乏针对装配人员个体差异的工艺操作与质量预测、工艺熟练度与匹配度分析、疲劳度与健康状况监控，同时，现有系统仅为装配人员提供看板进行信息展示，缺乏现场装配人员与系统间的有效交互。因此，本发明针对上述问题，借助数字孪生技术对现有方法与系统进行改进与集成，在一定程度上提升卫星脉动式总装管控系统的效率与能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：①现有卫星装配管控系统主要针对传统固定式站位装配模式，采用集中式架构，实时性较差，无法应对脉动式装配模式对实时性、并行性、分布性、安全性的要求；②现有的管控模式下，车间的管控系统和产品的管理系统间缺乏有效的实时交互，由此导致难以实现基于卫星产品实时状态的质量管理、工艺调度、物流配给、实时排产；③现有的管控模式下，针对装配人员个体差异的工艺完成时间与质量预测、工艺熟练度与匹配度分析、疲劳度与健康状况监控相对不足，同时缺乏现场装配人员与系统间的有效交互。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，包括：总装数字孪生模型库、总装信息网络系统、工位管控子系统、总装管控总系统；

所述总装数字孪生模型库，包含总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中工位管控系统和总装管控系统的仿真、分析、优化、预测；

所述总装信息网络系统，用于完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；

所述工位管控子系统，用于各工位对本工位进行信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；