一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统及其构建方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统及其构建方法，包括数据交换平台，所述数据交换平台一方面通过业务系统模块对底层设备进行管理和数据采集，将仓储物流过程的各设备状态信息发送给算法处理模块和三维虚拟车间模块；另一方面与多层次数据监控模块进行通信，获取仓储的出入库及配送计划，三维可视化交互模块通过与数据交换平台、三维虚拟车间模块、算法处理模块信号连接，利用孪生数据消息驱动三维虚拟车间模块，配置不同的展示效果。本发明专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统及其构建方法，适用所有仓储物流生产企业，并可扩展到整个生产装配车间的可视化监控，具备较强的扩展性和通用性。具备较强的扩展性和通用性。具备较强的扩展性和通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统及其构建方法


[0001]本专利技术属于仓储物流过程的管控和信息管理
，尤其是涉及一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统及其构建方法。

技术介绍

[0002]随着智能制造的不断升级，利用先进的自动化技术、数字孪生技术对仓储物流过程实施控制、管理和决策，实现仓储物流管理过程的透明化、数字化是所有制造业的大趋势。现有的仓储物流过程可视化系统对多源异构数据源不能进行实时映射且缺乏对关键设备数据的分析和挖掘，不能直观体现货物在仓储中的状态、对仓储物流中的零部件进行溯源且无法远程实时查看仓储状态。将数字化、智能化制造横向贯穿仓储物流过程全部业务流程，并与现场设备的多种异构数据源实现数据集成和信息传输，将执行操作过程建立一种多层次且实时数据驱动的三维可视化监控模式，为生产管理人员呈现一个真实的仓储物流过程显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，以解决上述问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，包括业务系统模块、多层级数据监控模块、数据交换平台、三维虚拟车间模块、三维可视化交互模块和算法处理模块，所述数据交换平台一方面通过业务系统模块对底层设备进行管理和数据采集，将仓储物流过程的各设备状态信息发送给算法处理模块和三维虚拟车间模块；另一方面与多层次数据监控模块进行通信，获取仓储的出入库及配送计划，三维可视化交互模块通过与数据交换平台、三维虚拟车间模块、算法处理模块信号连接，利用孪生数据消息驱动三维虚拟车间模块，配置不同的展示效果。
[0006]进一步的，所述业务系统模块包括采集硬件设备数据的SCADA系统、处理订单业务的WMS系统、LES系统和MES系统。
[0007]进一步的，所述多层级数据监控模块包括互相信号传输的产品状态级监控、设备级监控及仓储物流级监控，产品状态级监控包括对技术执行、产品状态和设备动作的监控；设备级监控包括对下发生产计划、配送下发生产计划、设备工作状态和作业进度的监控；仓储物流级监控包括对制定生产计划、配送制定生产计划、设备利用率和计划完成率的监控。
[0008]进一步的，所述数据交换平台包括消息中间件、实时数据、历史数据、异常数据和高速缓存等数据。
[0009]进一步的，所述三维虚拟车间模块包括模型管理器、场景管理器、资源管理器，三维虚拟车间模块根据数据交换平台接入的数据构建孪生数据管理器，孪生数据管理器对现场的数字化要素建立抽象资源模型，并由模型管理器进行管理对象实例的三维模型，利用
场景管理器和资源管理器的配置与孪生数据模型形成映射，将物理世界数据与虚拟空间进行有效关联。
[0010]进一步的，所述算法处理模块包括算法管理器、关联性分析、设备状态预测和远程故障诊断，对数据交换平台采集的数据进行分析处理，通过实时数据调用算法管理器的算法进行统计迭代，实现故障预测和报警。
[0011]进一步的，所述三维可视化监控模块包括综合可视化监控、仓储可视化监控、物流可视化监控、设备可视化监控、人员可视化监控、环境可视化监控、物料可视化监控、安全可视化监控，通过与数据交换平台、三维虚拟车间模块、算法处理模块连接，利用孪生数据消息驱动三维虚拟车间，配置不同的展示效果，对仓储物流的配送信息、物料出入库、库存状态、库位状态、使用率以及来料检验异常信息进行统计显示。
[0012]相对于现有技术，本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统具有以下优势：
[0013](1)本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统，通过采用数字孪生技术，将仓储物流现场的物理车间、虚拟车间以及数字化信息系统和实时数据进行集成融合与联立互通，物理车间和虚拟车间可通过孪生数据进行实时交互和双向映射，将仓储区、立体库、库位、货物的状态实时呈现，为操作人员和管理人员及时掌握仓储现场作业情况和发现生产中的异常提供保障。
[0014](2)本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统，将孪生数据和三维虚拟仓储配送模型融合，提高了仓储物流过程的可视化和生产过程的数据透明化程度。
[0015](3)本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统，通过孪生数据定义仓储物流过程的实时监控数据，实现数据采集点、虚拟仓储配送模型、实际设备的映射和呈现。
[0016](4)本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统，适用所有仓储物流生产企业，并可扩展到整个生产装配车间的可视化监控，具备较强的扩展性和通用性。
[0017]本专利技术的另一目的在于提出一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统的构建方法，以解决现有仓储物流不能直观体现货物在仓储中的状态、对仓储物流中的零部件进行溯源且无法远程实时查看仓储状态的问题。
[0018]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0019]一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统的构建方法，包括如下步骤：
[0020]步骤1：用户需求分析；
[0021]步骤2：对仓储物流车间建模，把生产要素设计成与实际产品纹理、颜色和材质一致的三维仿真模型；
[0022]步骤3：通过在生产线关键点上配置数据采集装置获取监控数据，监控数据与三维模型进行实时映射和驱动；
[0023]步骤4：从MES系统、ERP系统中获取业务流程计划，根据生产线产能、工位资源需求情况对计划分解形成虚拟的出入库及配送清单，产品种类数量与实际需求一致；
[0024]步骤5：通过对出入库配送清单的监控和识别，以及步骤3获取的数据对仓储物流车间建立分层监控体系；
[0025]步骤6：根据各控制点采集数据的分析处理，并将仿真过程的信息建立孪生数据库。
[0026]相对于现有技术，本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统的构建方法具有以下优势：
[0027](1)本专利技术所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统的构建方法，适用所有仓储物流生产企业，并可扩展到整个生产装配车间的可视化监控，具备较强的扩展性和通用性。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0029]图1为本专利技术实施例所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统的结构框图；
[0030]图2为本专利技术实施例所述的基于孪生数据的仓储物流可视化系统的构建方法的流程图。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，其特征在于：包括业务系统模块、多层级数据监控模块、数据交换平台、三维虚拟车间模块、三维可视化交互模块和算法处理模块，所述数据交换平台一方面通过业务系统模块对底层设备进行管理和数据采集，将仓储物流过程的各设备状态信息发送给算法处理模块和三维虚拟车间模块；另一方面与多层次数据监控模块进行通信，获取仓储的出入库及配送计划，三维可视化交互模块通过与数据交换平台、三维虚拟车间模块、算法处理模块信号连接，利用孪生数据消息驱动三维虚拟车间模块，配置不同的展示效果。2.根据权利要求1所述的一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，其特征在于：所述业务系统模块包括采集硬件设备数据的SCADA系统、处理订单业务的WMS系统、LES系统和MES系统。3.根据权利要求1所述的一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，其特征在于：所述多层级数据监控模块包括互相信号传输的产品状态级监控、设备级监控及仓储物流级监控，产品状态级监控包括对技术执行、产品状态和设备动作的监控；设备级监控包括对下发生产计划、配送下发生产计划、设备工作状态和作业进度的监控；仓储物流级监控包括对制定生产计划、配送制定生产计划、设备利用率和计划完成率的监控。4.根据权利要求1所述的一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，其特征在于：数据交换平台包括消息中间件、实时数据、历史数据、异常数据和高速缓存等数据。5.根据权利要求1所述的一种基于孪生数据的仓储物流可视化系统，其特征在于：所述三维虚拟车间模块包括模型管理器、场景管理器、资源管理器，三维虚拟车间模块根据数据交换平台接入的数据构建孪生数据管理器，孪生数据管理器对现场的数字化要素建立抽象资源模型，并由模型管理器进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋洋，王东，刘伟静，王小涛，
申请(专利权)人：天津航天机电设备研究所，
类型：发明
国别省市：