[发明专利]一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统

说明书

本发明公开了一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统，属于数字孪生技术领域，包括数据存储系统、数据采集系统、数据孪生系统和交互监测管理系统；本发明采用数据孪生技术对工业工厂中的各级各类工业设备进行虚拟仿真，并基于现有的SCADA系统、MES系统和视频监控系统对工业设备数据监控系统进行技术升级，构建出工业设备孪生模型，其相较于与现有的工业设备数据监测系统而言，通过数据孪生技术构建出的工业设备孪生模型能够对工业设备各类数据进行3D显示，有利于直观反映出工业设备的实际运行数据和运行状态，同时通过数据孪生对各级各类工业设备进行三维动态化模拟实验，有利于直观反映出设备的磨损状况，便于管理人员进行工业设备的高效统筹管理。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统。

背景技术

随着工业生产现代化进程的不断加快，工业设备也向大型化、连续化、高速化和自动化方向快速发展，其性能越来越高，功能也越来越多，这使得对工业设备运行状况实时监控就显得尤为重要；目前，工业工厂大多采用SCADA系统、MES系统和视频监控系统等实现对工业设备实时数据监测；例如：中国专利号CN110262423A公开了一种基于工业物联网的MES监控系统，该类发明虽然能够实现对工业设备实时数据监测，但存在一定局限性：如工业设备监测数据反映不够直观，其多以数字形式或二维图纸进行信息展示；各设备之间的数据存在异构；数字孪生技术是一种集成多物理量、多尺度、多概率属性的仿真过程，能够在虚拟空间中生成物理实体的镜像，实现两者之间的实时交互映射，通过多重手段获取并分析物理模型的实时信息，能够呈现物理模型中的多种要素及整个生命周期中的实时动态运行情况，从而实现对物理实体的实时监测和管控；因此，如何结合数字孪生技术实现对各类工业设备实时数据监测，以提高管理员的管理效率已成为当下研究重点；为此，我们提出一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于工业设备实时数据监测的孪生系统，包括数据存储系统、数据采集系统、数据孪生系统和交互监测管理系统；

所述数据孪生系统分别与数据存储系统、数据采集系统和交互监测管理系统通信连接；所述数据存储系统和数据采集系统通信连接；所述数据存储系统和交互监测管理系统通信连接；

所述数据存储系统用于存储各类工业设备的相关信息；所述相关信息包括设备物理信息、设备基础信息、设备磨损量信息和设备实时运行信息；

所述数据采集系统用于实时采集各级各类工业设备的设备实时运行信息，并传输至数据孪生系统中；

所述数据孪生系统用于根据所述数据存储系统中的各类工业设备的相关信息对各级各类工业设备进行虚拟仿真，构建虚拟工厂孪生体，同时根据所述数据采集系统采集到的信息对虚拟工厂孪生体进行动态更新；

所述交互监测管理系统用于根据所述虚拟工厂孪生体对各级各类工业设备进行可视化数据监测和动态管理。

进一步地，所述数据存储系统包括设备物理数据库和设备信息数据库；所述设备物理数据库用于存储各级各类工业设备的设备物理信息；所述设备物理信息包括设备几何结构、设备材料属性、外观颜色、体积重量和结构尺寸；所述设备信息数据库用于存储各级各类工业设备的设备基础信息；所述设备基础信息包括设备用途、设备品牌、设备型号、设备编号和设备使用厂间。

进一步地，所述数据孪生系统包括仿真构建模块和虚拟孪生体模块；所述仿真构建模块用于根据所述设备物理信息和设备基础信息，并基于三维仿真技术对所述各级各类工业设备进行虚拟仿真，形成虚拟工厂孪生体；所述虚拟孪生体模块用于演示所述虚拟工厂孪生体。