数字孪生生产线系统构建与应用研究案例

 

一直以来很多企业将自动化生产线建设视为智能制造的重要抓手，并且涌现出了一些“黑灯生产”、“无人工厂”的示范案例。但目前企业较为常见的自动化生产线，更多的体现为物流周转基础上的联动动作时序的协调。如何借助数字孪生技术对自动化生产线进行智能化改造，从而降低人工成本，提升产线生产效率成了重中之重。

数字孪生系统构建与应用

数字孪生系统构建与应用凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力各行业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、轨道交通、军工、雪亮工程（平安城市）、司法监管、应急指挥、机场、工厂、学校、医院、场馆等全行业场景。

生产线数字孪生是通过对生产过程的数字化重建，在虚拟的空间当中实时的呈现出生产的过程。利用数字孪生系统来实现转运过程监控，转运统计以及其他储存的功能板块，还可以通过历史数据提供报表。数字孪生系统的建立会根据生产线主要生产产品的类别以及生产规模等重要信息来作为初步的设计标准，比如汽车行业、医药制造行业、太阳能电池板生产等，可根据这套系统实现网络物理监视。创造虚拟世界的副本，融合人工智能以及云计算新技术来实现数据分析，从而实现以下关键应用。

数字孪生系统构建与应用

一、数字孪生生产线运行过程数字建模

可利用数字孪生搭建生产线的三维模型，无论是在架构和外观上都能够达到1：1真实还原。面对不同的物理实体类型和多样化功能，以及实体产生的数据，构建出数字空间中的孪生模型。

二、数字孪生多源异构孪生数据采集

生产线存在大量来自不同技术和生产厂家的产品和设备，各厂商多类型设备的接入、数据类型解析和格式均不统一。目前，工业互联网常用的多源数据获取技术包括基于OPC的统一架构、Modbus等。为了保证孪生模型与现场的实时交互，稳定、迅速、安全的数据采集方式尤为重要。因此，多源异构数据采集技术是数字孪生系统实现的基础。

三、数字孪生实时可视化呈现生产数据

可以在生产线当中添加不同厂家的设备，并且解决接口兼容性的问题，建立统一的标准化通信，可视化监控生产线的数据，并且将这些数据转换为数字孪生的模型数据支撑。通过服务端获取到实时数据后驱动模型实现实时的生产数据以及数据分析等。

四、数字孪生生产线生产运行实时映射

可以将生产线映射到系统当中通过大屏幕展示出来，其中可以包含产品质量信息，设备状态信息，人员位置，系统生产情况，生产状态以及环境信息等。通过实时数据传输将相关数据采集到数字孪生模型，利用服务器进行并行处理，实现虚拟空间映射，并且在这个基础上进行监测和数据分析，从而优化系统生产。

利用数字孪生技术，有效解决了传统生产过程中所存在的无法实时掌握生产情况的问题。从而助力管理者更为方便的根据可视化数据来改善运营，在生产当中不断的优化生产方案，提升生产效率。生产线