[发明专利]一种工业数字孪生的仿真运维系统及方法

说明书

本发明公开了一种工业数字孪生的仿真运维系统及方法，包括：仿真运维控制模块、工作数据采集模块、数据管理中心、工作数据分析模块和设备调试模块，通过仿真运维控制模块对机械手抓取物料的流程进行仿真运维控制，通过工作数据采集模块采集物料抓取工作数据，通过数据管理中心存储并管理采集到的全部数据，通过工作数据分析模块预测控制机械手开始转动的时间，并控制机械手转动，通过设备调试模块在机械手故障导致物料掉落时，对与故障机械手相邻的机械手进行调试，并控制抓取掉落物料，实现了企业的智能化和数字化转型，消除了仿真与实际的差异，减少了因物料掉落导致运输中断的现象，同时提高了掉落物料的抓取效率。

技术领域

本发明涉及仿真运维技术领域，具体为一种工业数字孪生的仿真运维系统及方法。

背景技术

数字孪生将现有或将有的物理实体对象的数字模型，通过实测、仿真和数据分析来实时感知、诊断、预测物理实体对象的状态，通过优化和指令来调控物理实体对象的行为，随着数字孪生、虚拟互联等各种针对智能制造概念的兴起，使用工业数字孪生技术进行机器人的在线运维满足了企业对于制造、物流仿真、虚拟调试等的需求，进一步实现了企业的智能化和数字化转型；

然而，现有的仿真运维方式仍然存在一些问题：首先，对于自动化系统的仿真，分析的重点往往是控制系统的性能，单独为仿真编写的控制程序很难保证与现实中的系统完全一致，并且难以量化评估逻辑方面的差异对仿真结果的影响，使得仿真的参考价值受限，并带来巨大的工作量；其次，软件开发环境下测试方式比较单一，不便于实现相关的生产设备，难以深入分析控制系统与生产线其它部分联动的效果；最后，现有技术中往往需要等到物料输送到机械手抓取位置时停止输送物料，才开始启动机械手，控制机械手进行水平转动和升降运动以抓取物料，无法提高机械手的工作效率。

所以，人们需要一种工业数字孪生的仿真运维系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业数字孪生的仿真运维系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种工业数字孪生的仿真运维系统，所述系统包括：仿真运维控制模块、工作数据采集模块、数据管理中心、工作数据分析模块和设备调试模块；

通过所述仿真运维控制模块对机械手抓取物料的流程进行仿真运维控制；

通过所述工作数据采集模块采集物料抓取工作数据；

通过所述数据管理中心存储并管理采集到的全部数据；

通过所述工作数据分析模块预测控制机械手开始转动的时间，并控制机械手转动；

通过所述设备调试模块在机械手故障导致物料掉落时，对与故障机械手相邻的机械手进行调试，并控制抓取掉落物料；

所述仿真运维控制模块的输出端与所述工作数据采集模块的输入端连接，所述工作数据采集模块的输出端与所述数据管理中心的输入端连接，所述数据管理中心的输出端与所述工作数据分析模块的输入端连接，所述工作数据分析模块的输出端与所述设备调试模块的输入端连接。

进一步的，所述仿真运维控制模块包括仿真模型建立单元、PLC实时通讯单元和设备控制单元，所述仿真模型建立单元的输出端与所述PLC实时通讯单元的输入端连接，所述PLC实时通讯单元的输出端与所述设备动作控制单元的输入端连接，所述仿真模型建立单元用于对机械手抓取物料过程进行仿真：建立数字孪生模型，模拟机械手抓取物料的流程；所述PLC实时通讯单元用于通过PLC实时采集机械手参数，并发送反馈信号至仿真软件；所述设备控制单元用于通过仿真软件采集PLC反馈信号，控制虚拟机械手进行抓取物料操作，通过真实的控制系统直接驱动仿真模型，实现了信息交互联动，消除了仿真与实际的差异，使得仿真结果更加准确可信，同时避免了在仿真过程中无意义地建模控制系统，减少了仿真的成本，解决了现有技术中单独为仿真编写的控制程度难以保证与现实中的系统完全一致的问题。