[发明专利]一种产品装配过程管控方法和装置

说明书

本发明提供了一种产品装配过程管控方法和装置，所述产品装配过程管控方法通过基于数字孪生模型，采集产品装配过程中的产品装配过程数据，实现对产品装配过程数据的有效采集；通过对产品装配过程数据进行融合与分析，得到融合数据，根据融合数据，对数字孪生模型与物理装配过程进行映射，得到映射结果，实现对产品装配过程监控的实时性；通过根据融合数据，通过数字孪生模型对产品质量进行预测，得到预测结果，在预测结果指示产品质量异常的情况下，根据数字孪生模型，分析影响产品质量的因素，得到分析结果，根据映射结果、预测结果和分析结果，进行质量反馈控制，实现对产品装配过程的运行状态的预测和分析以及对产品装配过程的有效管控。

技术领域

本发明涉及智能装配技术领域，特别涉及一种产品装配过程管控方法和装置。

背景技术

复杂产品是指客户在需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复杂的一类产品，如航天器、飞机、复杂机电产品、武器系统等。复杂产品的装配属于产品研发生产工作的后端，是保证复杂产品质量的可靠性和交付任务的重要环节之一。因此，如何实现复杂产品装配过程精细化实时控制，从而提高装配生产效率和装配质量，具有重要的工程意义。

复杂产品装配是典型的离散型装配，具有以手工装配方式为主、面向订单生产、零部件种类和数量繁多、涉及专业领域广、注重可追溯性等特点。需要指出的是，复杂产品的装配过程是一个反复试验、不断尝试的过程，随机性大、生产节拍不明显，并具有装调周期长(有些甚至长达10个月)、装配工艺不稳定、返工返修多等特点。复杂产品装配过程管控，是为了采集装配过程数据、提高装配质量和效率而展开的针对装配过程的管理与控制。

为实现复杂产品装配过程的管控，人们针对装配过程数据采集与管理、装配过程可视化监控、装配质量管理等方面进行了研究，研究成果虽然推动了复杂产品装配过程管控的实现，然而在装配过程监控的实时性和全面性、装配过程运行状态预测与分析等方面仍然存在一些问题，尤其是实时性问题以及基于虚实融合的运行状态预测没有得到有效的解决。近年来。数字孪生技术作为智能制造的使能技术之一，其为实现信息物理系统(Cyber-Physical Systems，CPS)的虚实融合提供了新的思路、方法及实施路径，已得到大家的广泛关注。

数字孪生车间是数字孪生技术在产品制造阶段的具体应用，旨在通过物理车间与虚拟车间的双向真实映射与实时交互，达到车间生产与管控的最优。为解决复杂产品装配过程管控的实时性、全面性和前瞻性等问题，在孪生数字车间方面进行了研究，并在数字孪生车间的体系架构、可视化监控以及质量控制等方面得到许多成果，但是针对复杂产品装配过程管控，仍存在以下问题亟待解决：一方面，装配过程数据通常有数量巨大、种类繁多、中间状态数据多等特点，难以进行有效的采集和管理，因此在利用数字孪生技术实现复杂产品装配过程监控的实时性和全面性方面仍然不足；另一方面，目前针对装配过程建模与数据分析已有不少的研究成果，但是面向数字孪生车间的复杂产品装配过程运行状态的预测与分析仍缺少有效的解决方法。

发明内容

本发明实施例提供一种产品装配过程管控方法和装置，用以解决现有技术中，产品装配过程的实时性和全面性不足以及无法对产品装配过程的运行状态进行预测与分析的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种产品装配过程管控方法，包括：

基于数字孪生模型，采集产品装配过程中的产品装配过程数据；

对所述产品装配过程数据进行融合与分析，得到融合数据；

根据所述融合数据，对所述数字孪生模型与物理装配过程进行映射，得到映射结果；

根据所述融合数据，通过所述数字孪生模型对产品质量进行预测，得到预测结果；

在所述预测结果指示产品质量异常的情况下，根据所述数字孪生模型，分析影响所述产品质量的因素，得到分析结果；