[发明专利]一种弹药熔铸装药成型过程的数字孪生系统及方法有效

专利信息
申请号: 202110714495.4 申请日: 2021-06-25
公开(公告)号: CN113420448B 公开(公告)日: 2023-05-23
发明(设计)人: 李全俊;杨治林;史慧芳;钱俊松;郭进勇;石义官;黄求安;岳显;胥健;余瑶 申请(专利权)人: 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20
代理公司: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 梁田
地址: 621000 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 弹药 熔铸 成型 过程 数字 孪生 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种弹药熔铸装药成型过程的数字孪生方法,其特征在于,包括:

S1.获取弹药熔铸装药成型物理实体生产线生产数据;

S2.根据所述生产数据建立装药质量与装药成型工艺参数的耦合数学模型,使用所述耦合数学模型对弹药熔铸装药成型工艺过程进行仿真分析,获取仿真数据;

S3.利用大数据技术对所述生产数据和仿真数据进行深加工,以消除生产数据和仿真数据中存在的噪声成分和冗余信息,融合实测数据与仿真数据重新构造数据集;

S4.使用所述数据集以多尺度的建模架构对弹药熔铸装药成型物理实体进行数字孪生建模,建立数字孪生模型;所述S4包括:

S41.按照弹药熔铸装药成型车间、生产线、工位、制造要素四个尺度创建等比例的几何模型;

S42.将所述几何模型按照数据集设置物理属性;

S43.将所述几何模型按照数据集设置行为属性;

S44.将所述几何模型设置规则属性;

S5.使用生产数据和仿真数据与数字孪生模型,进行弹药熔铸装药成型生产线虚实数据互联,建立生产数据和仿真数据与数字孪生模型之间的一一对应互联关系;

S6.使用所述数字孪生模型分析预测弹药熔铸装药成型质量。

2.如权利要求1所述弹药熔铸装药成型过程的数字孪生方法,其特征在于,还包括:

S7.使用弹药装药成型质量预测参数更新生产数据的相应参数数据,返回S2。

3.如权利要求2所述弹药熔铸装药成型过程的数字孪生方法,其特征在于,还包括:

S8.使用弹药装药成型质量预测参数更新弹药熔铸装药成型工艺参数以改变弹药熔铸装药成型物理实体生产线的生产数据,返回S1;

S9.使用更新后的生产数据和仿真数据与数字孪生模型进行弹药熔铸装药成型生产线虚实数据互联,使得弹药熔铸装药成型生产线虚实状态映射同步。

4.如权利要求1所述弹药熔铸装药成型过程的数字孪生方法,其特征在于,还包括:

三维可视化实时展示弹药熔铸装药成型生产过程。

5.如权利要求4所述弹药熔铸装药成型过程的数字孪生方法,其特征在于,

所述物理属性包括炸药注药真空度、注药时间、注药速度、凝固护理温度、凝固压力、弹体温度、药浆温度、药浆粘度、导热系数、装药成型时间和生产环境温度;

所述行为属性包括炸药浇注、弹体抽真空、加压、降温等动作、行为和反应机制;

所述规则属性包括弹药熔铸装药成型质量特性参数与成型工艺参数耦合机理、熔铸装药凝固过程缺陷的产生和抑制机理。

6.一种弹药熔铸装药成型过程的数字孪生系统,其特征在于,包括:

弹药熔铸装药成型物理实体生产线子系统,用于实现弹药熔铸装药成型过程;

数据感知采集子系统,用于获取弹药熔铸装药成型物理实体生产线生产数据;

装药成型过程仿真子系统,用于根据所述生产数据建立装药质量与装药成型工艺参数的耦合数学模型,使用所述耦合数学模型对弹药熔铸装药成型工艺过程进行仿真分析,获取仿真数据;

数据融合处理子系统,用于利用大数据技术对所述生产数据和仿真数据进行深加工,以消除生产数据和仿真数据中存在的噪声成分和冗余信息,融合实测数据与仿真数据重新构造数据集;

数字孪生建模子系统,用于使用所述数据集以多尺度的建模架构对弹药熔铸装药成型物理实体进行数字孪生建模,建立数字孪生模型;所述建立数字孪生模型包括:按照弹药熔铸装药成型车间、生产线、工位、制造要素四个尺度创建等比例的几何模型;将所述几何模型按照数据集设置物理属性;将所述几何模型按照数据集设置行为属性;将所述几何模型设置规则属性;

决策执行子系统,用于使用生产数据和仿真数据与数字孪生模型,进行弹药熔铸装药成型生产线虚实数据互联,建立生产数据和仿真数据与数字孪生模型之间的一一对应互联关系;用于使用所述数字孪生模型分析预测弹药熔铸装药成型质量。

7.如权利要求6所述弹药熔铸装药成型过程的数字孪生系统,其特征在于,包括:

三维可视化子系统,用于三维可视化实时展示弹药熔铸装药成型生产过程。

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