一种智能车间快速定制设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及一种智能车间快速定制设计方法及系统，包括如下步骤：步骤A获取并根据生产线的设计要求信息在仿真系统进行建模；步骤B完成实物单机设备的动作规划，完成在制品物流与运动规划，编制运动与动作控制脚本；步骤C利用数字孪生技术，建立所述车间数字化模型的PLC系统和车间实物设备PLC系统及上位机之间的通讯通道；步骤D输出三维数字孪生模型为作为后续进行单机设备、控制系统和执行系统的设计研发的蓝本；所述智能车间快速定制设计方法及系统采用数字孪生技术，分段集成实物设备，完成总装以前的分布式集成，局部规避控制逻辑、物流设计错误，缩短联调联试时间，减少场地占用与资金占用成本。

A rapid customization design method and system for intelligent workshop

The invention relates to the field of industrial automation technology, especially relates to a system and intelligent workshop rapid customization design method, which comprises the following steps: step A and according to the design requirements of the production line of information modeling in the simulation system; step B completed the physical single equipment action plan, complete the WIP Logistics and motion planning, preparation and movement action control script; step C using digital twin technology, the communication channel between the PLC system and workshop physical equipment PLC system and PC to establish the digital model of the workshop; based on the 3D digital output step D twin model for the design and research as a follow-up system and execution system of stand-alone equipment, control of the intelligent workshop; rapid customization design method and system using digital twin technology, integrated sectional physical equipment, complete distributed assembly before Integration, partial avoidance of control logic, logistics design errors, shorten the commissioning time, reduce site occupancy and capital cost.

【技术实现步骤摘要】
一种智能车间快速定制设计方法及系统
本专利技术涉及工业自动化
，尤其是涉及一种智能车间快速定制设计方法及系统。
技术介绍
随着智能制造装备和通信技术的快速发展，我国制造业对自动化生产整线快速设计和合理实施的需求日益迫切。定制设计以满足客户的差异化需求为目标，在设计对象的基型上采用选择、配置、变型等技术与方法形成新的设计方案。车间的快速定制设计方法已成为智能制造迫切的需求。车间的定制设计需要按照客户生产场地、预期产能、工艺路径、遗留设备等方面的差异化需求，快速形成静态的车间布局，完成车间设备的动作设计与在制品的运动设计，实现上层管控系统与车间的集成设计与优化。车间的定制设计将延伸至装备、控制系统、管控软件的一体化集成，将涉及到其执行系统与引擎的自适应修正与其执行效率的整定。车间所需设备大多异构异型，控制器与通讯接口不尽相同，然而，专机设备之间、中间设备与专机设备需要协同作业，存在频繁通讯，这对车间整线的集成提出了极高的难度。现有技术聚焦在车间建模与配置设计方面，侧重于以模块化为基础，形成配置空间，结合推理与优化等技术，形成满足个性化需求的设计方案，再配合离线仿真与分析，这些技术更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能车间快速定制设计方法，其应用于智能车间设计系统，所述智能车间快速定制设计方法包括如下步骤：步骤A，获取并根据生产线的设计要求信息在仿真系统进行建模，建立各个实物单机设备的三维图形模型和车间的数字化模型；步骤B，完成个单机设备的动作规划，完成在制品物流与运动规划，编制运动与动作控制脚本，进行离线模拟运行，直至离线运行正常；步骤C，利用数字孪生技术，建立所述车间数字化模型的PLC系统和车间实物设备PLC系统及上位机之间的通讯通道，实现数据和信息的互联互通，通过下行指令与上行信息的二分同步技术，实现实物设备的实时数据、上位机的监控数据和三维虚拟仿真数据的实时同步，得到智能车间的三维数字孪生模...

【技术特征摘要】
1.一种智能车间快速定制设计方法，其应用于智能车间设计系统，所述智能车间快速定制设计方法包括如下步骤：步骤A，获取并根据生产线的设计要求信息在仿真系统进行建模，建立各个实物单机设备的三维图形模型和车间的数字化模型；步骤B，完成个单机设备的动作规划，完成在制品物流与运动规划，编制运动与动作控制脚本，进行离线模拟运行，直至离线运行正常；步骤C，利用数字孪生技术，建立所述车间数字化模型的PLC系统和车间实物设备PLC系统及上位机之间的通讯通道，实现数据和信息的互联互通，通过下行指令与上行信息的二分同步技术，实现实物设备的实时数据、上位机的监控数据和三维虚拟仿真数据的实时同步，得到智能车间的三维数字孪生模型；步骤D，输出该车间的三维数字孪生模型为作为后续进行单机设备、控制系统和执行系统的设计研发的蓝本，并通过虚拟控制网络与三维数字孪生模型进行集成与同步，同步进行联机调试。2.根据权利要求1所述的一种智能车间快速定制设计方法，其特征在于，所述步骤A中建立车间数字化模型的方法包括：依据车间建筑物结构，综合考虑车间物流形式、制造工艺过程、生产组织形式和设备几何形态等因素进行生产线的整体布局；如果车间空间占地形状呈狭长状区域且车间的物料出入口位置在车间的不同侧，车间生产线设计成直线型或L型布局；如果车间空间占地形状呈方形状区域，当车间的物料出入口位置在车间的同一侧时，车间生产线设计成U型，当车间的物料出入口位置在不同侧时，设计成S型布局。3.根据权利要求2所述的一种智能车间快速定制设计方法，其特征在于，所述步骤A中建立车间数字化模型的方法包括：依据个单机设备的选择型号，初步考虑车间的产能平衡，完成单机设备中专用设备的三维图形建模，完成单机设备中属于中间设备中包括的传输环节设和缓存环节设备的三维图形建模，在三维虚拟设计平台上按照生产线布局完成车间虚拟装配。4.根据权利要求3所述的一种智能车间快速定制设计方法，其特征在于，所述步骤A中完成单机设备中专用设备的三维图形建模时，将移动的设备和不移动的设备分类建模。5.根据权利要求1所述的一种智能车间快速定制设计方法，其特征在于，所述步骤C中还包括：搭建虚拟控制网络，运用数字孪生技术，构建虚实同步的实物仿真平台，使得单机设备可以与数字化车间上对应的单机数字化模型实现动...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，赵阁阁，陈新，冷杰武，张定，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44