生产线运营状态的监控方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种生产线运营状态的监控方法、系统、设备及介质，包括：利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；根据产品工艺以及物流传输方式对生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；基于实际生产线对应的实时运行数据驱动虚拟仿真生产线模型实时运行，形成产线虚拟生产系统；通过虚拟产线运行状态和关键运行参数对实际生产线进行运营监控，以确定实际生产线的运行状态是否正常。实现了运行数据与仿真模型同步呈现，降低了运营难度；生成产线运行监控APP，改变了传统运营监控的方式，为生产制造类工业APP开发提供了新路径。

【技术实现步骤摘要】
生产线运营状态的监控方法、系统、设备及介质
本专利技术涉及产线监控系统领域，尤其涉及一种生产线运营状态的监控方法、系统、设备及介质。
技术介绍
工业互联网作为智能制造的关键基础设施，自2015年以来，得到持续广泛关注，工业APP(应用程序，Application)作为工业互联网的价值出口，已经成为未来制造业发展的新形式。工业APP是基于互联网，承载工业知识和经验，满足特定需求的工业应用软件，是工业技术软件化的重要成果。它是特定工业知识的载体，具体定制化、专用化、可组合、可重用等特征。它涵盖生产制造的全流程和全环节，根据划分维度不同，如应用场景、适用范围和建模方法，划分为多种类型。从应用场景维度，包括研发设计类、生产制造类、运维服务类和经营管理四大类工业APP。生产线运营监控从应用场景维度属于生产制造环节，生产线运营监控系统主要实现对制造生产线生产过程的整体监控，清晰认知生产线整体运行状态以及生产环境，其基本构成包括监控中心、数据采集、数据输入、数据分析、数据输出、各类信号报警以及设备控制、测量、参数调节等功能，当前生产线运营监控主要是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。基于传统工业以太网的生产线运营监控系统采用电线方式进行传输，布线麻烦而且缺少报警措施；基于物联网技术的生产线运营监控系统通过GPRS(Generalpacketradioservice，通用分组无线业务)通讯器和监控终端设备的加入，有效的解决了布线和报警问题；基于FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程逻辑门阵列)控制器的生产线运营监控系统通过引入FPGA控制器，实现了快速的指令下发和信息传递。但是，现有技术中当前生产线运营监控系统无论依托传统工业以太网还是物联网，无论是采用云计算控制器还是现场FPGA控制器，其监控方式基本采用数据分析图表和视频画面结合形式，该方式以数据分析图表为主，视频监控反映生产线运营实时画面，生产线实时数据和监控画面分离，造成运营难度大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中以数据分析图表和视频画面结合形式为主，生产线实时数据和监控画面分离，造成运营难度大的缺陷，提供一种生产线运营状态的监控方法、系统、设备及介质。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：第一方面，本专利技术提供一种生产线运营状态的监控方法，所述监控方法包括：利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；基于所述实际生产线对应的实时运行数据驱动所述虚拟仿真生产线模型跟随所述实际生产线实时运行，生成产线虚拟生产系统；其中，所述产线虚拟生产系统中实时呈现虚拟产线运行状态和关键参数；通过所述虚拟产线运行状态和所述关键参数对所述实际生产线进行运营监控，以确定所述实际生产线中各设备的运行状态是否正常。较佳地，所述监控方法还包括：生成产线运营监控APP，所述产线运营监控APP用于显示产品、产线以及仿真环境对应的运行参数，所述运行参数的呈现方式包括饼图、柱状图、曲线图、表格中的至少一种。较佳地，所述根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型的步骤包括：依次根据产品工艺对关键工位主设备进行工艺路线仿真以及对所述实际生产线的物流传输状态进行生产线物流仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；所述工艺路线仿真包括机械设备定义、机器人设置以及产线布局规划。较佳地，所述监控方法还包括：对所述虚拟仿真生产线模型进行预设处理；其中，所述预设处理包括修订处理、轻量化处理和渲染处理中的至少一种。较佳地，所述关键参数包括产品运行参数、产线运行参数以及环境状态参数中的至少一种；其中，所述产品运行参数包括产量、在制品数量以及合格率中的至少一种，所述产线运行参数包括设备利用率、设备故障率、节拍、产能以及能耗中的至少一种，所述环境状态参数包括温度以及湿度中的至少一种；和/或；所述监控方法还包括：利用测试数据对所述虚拟仿真生产线模型进行检验，其中，所述测试数据为所述实际生产线对应的历史数据；和/或；所述监控方法还包括：从工业网关中的目标接口获取所述关键参数，所述目标接口包括模拟接口、串行接口、USB接口以及以太网接口；其中，所述模拟接口与工业传感器连接，所述串行接口与工业设备连接，所述USB接口与USB设备连接，所述以太网接口与工业现场总线控制器或无线通信网关连接；和/或；所述实际生产线包括锂电池叠片装配生产线。第二方面，本专利技术还提供一种生产线运营状态的监控系统，所述监控系统包括：建模模块，用于利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；仿真模块，用于根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；驱动模块，用于基于所述实际生产线对应的实时运行数据驱动所述虚拟仿真生产线模型跟随所述实际生产线实时运行，生成产线虚拟生产系统；其中，所述产线虚拟生产系统中实时呈现虚拟产线运行状态和关键参数；监控模块，用于通过所述虚拟产线运行状态和所述关键参数对所述实际生产线进行运营监控，以确定所述实际生产线中各设备的运行状态是否正常。较佳地，所述监控系统还包括：运营监控APP模块，用于生成产线运营监控APP，所述产线运营监控APP用于显示产品、产线以及仿真环境对应的运行参数，所述运行参数的呈现方式包括饼图、柱状图、曲线图、表格中的至少一种。较佳地，所述仿真模块具体用于：依次根据产品工艺对关键工位主设备进行工艺路线仿真以及对所述实际生产线的物流传输状态进行生产线物流仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；所述工艺路线仿真包括机械设备定义、机器人设置以及产线布局规划。较佳地，所述监控系统还包括：预处理模块，用于对所述虚拟仿真生产线模型进行预设处理；其中，所述预设处理包括修订处理、轻量化处理和渲染处理中的至少一种。较佳地，所述关键参数包括产品运行参数、产线运行参数以及环境状态参数中的至少一种；其中，所述产品运行参数包括产量、在制品数量以及合格率中的至少一种，所述产线运行参数包括设备利用率、设备故障率、节拍、产能以及能耗中的至少一种，所述环境状态参数包括温度以及湿度中的至少一种；和/或；所述监控系统还包括：检验模块，用于利用测试数据对所述虚拟仿真生产线模型进行检验，其中，所述测试数据为所述实际生产线对应的历史数据；和/或；所述监控系统还包括：关键参数获取模块，用于从工业网关中的目标接口获取所述关键参数，所述目标接口包括模拟接口、串行接口、USB接口以及以太网接口；其中，所述模拟接口与工业传感器连接，所述串行接口与工业设备连接，所述USB接口与USB设备连接，所述以太网接口与工业现场总线控制器或无线通信网关连接；和/或；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述监控方法包括：/n利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；/n根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；/n基于所述实际生产线对应的实时运行数据驱动所述虚拟仿真生产线模型跟随所述实际生产线实时运行，生成产线虚拟生产系统；其中，所述产线虚拟生产系统中实时呈现虚拟产线运行状态和关键参数；/n通过所述虚拟产线运行状态和所述关键参数对所述实际生产线进行运营监控，以确定所述实际生产线中各设备的运行状态是否正常。/n

【技术特征摘要】
1.一种生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述监控方法包括：
利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；
根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；
基于所述实际生产线对应的实时运行数据驱动所述虚拟仿真生产线模型跟随所述实际生产线实时运行，生成产线虚拟生产系统；其中，所述产线虚拟生产系统中实时呈现虚拟产线运行状态和关键参数；
通过所述虚拟产线运行状态和所述关键参数对所述实际生产线进行运营监控，以确定所述实际生产线中各设备的运行状态是否正常。


2.如权利要求1所述的生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：
生成产线运营监控APP，所述产线运营监控APP用于显示产品、产线以及仿真环境对应的运行参数，所述运行参数的呈现方式包括饼图、柱状图、曲线图、表格中的至少一种。


3.如权利要求1所述的生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真生产线模型的步骤包括：
依次根据产品工艺对关键工位主设备进行工艺路线仿真以及对所述实际生产线的物流传输状态进行生产线物流仿真，以获取虚拟仿真生产线模型；所述工艺路线仿真包括机械设备定义、机器人设置以及产线布局规划。


4.如权利要求3所述的生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：
对所述虚拟仿真生产线模型进行预设处理；其中，所述预设处理包括修订处理、轻量化处理和渲染处理中的至少一种。


5.如权利要求1所述的生产线运营状态的监控方法，其特征在于，所述关键参数包括产品运行参数、产线运行参数以及环境状态参数中的至少一种；其中，所述产品运行参数包括产量、在制品数量以及合格率中的至少一种，所述产线运行参数包括设备利用率、设备故障率、节拍、产能以及能耗中的至少一种，所述环境状态参数包括温度以及湿度中的至少一种；
和/或；
所述监控方法还包括：利用测试数据对所述虚拟仿真生产线模型进行检验，其中，所述测试数据为所述实际生产线对应的历史数据；
和/或；
所述监控方法还包括：从工业网关中的目标接口获取所述关键参数，所述目标接口包括模拟接口、串行接口、USB接口以及以太网接口；其中，所述模拟接口与工业传感器连接，所述串行接口与工业设备连接，所述USB接口与USB设备连接，所述以太网接口与工业现场总线控制器或无线通信网关连接；
和/或；
所述实际生产线包括锂电池叠片装配生产线。


6.一种生产线运营状态的监控系统，其特在于，所述监控系统包括：
建模模块，用于利用仿真软件对实际生产线进行建模，以获取生产线三维模型；
仿真模块，用于根据产品工艺以及物流传输方式对所述生产线三维模型进行仿真，以获取虚拟仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玉敏，徐欣，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31