一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，包括数据采集与对接模块、数据处理中心模块、数字孪生平台模块，所述数字孪生平台模块包括生产管理模块、物料管理模块、人员管理模块、设备管理模块、质量管理模块与智能监控模块。本发明专利技术能够将所有生产数据信息，按照实际生产逻辑关系，统一集成汇总，从而形成一体化的调度管理体系，解决生产信息零散,难以统一系统化管理的问题，还能解决因数据复杂凌乱而导致的数据可读性差，理解困难的问题，大幅度提升管理效率，降低管理人员脑力劳动强度。劳动强度。劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统


[0001]本专利技术涉及制造业工厂管理
，尤其涉及一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统。

技术介绍

[0002]工厂管理是指为了更有效地提高工厂效率和产品质量，利用计划、组织、用人、指导、控制等活动，对生产过程和生产者进行管理的一种活动，
[0003]现有的制造业工厂在一定程度上已经实现了自动化、数字化和信息化管理，例如制造业工厂设有视频监控系统、门禁系统、周界安全系统、智能照明系统、消防报警系统、工厂生产及管理信息系统以及多媒体显示系统，其中，视频监控系统包括安装在各个设防地区的摄像设备，各个摄像设备采集设防地区的视频图像信息，然后传输到监控室，由工作人员对设防地区的情况进行监测，消防报警系统包括烟雾传感器或温度传感器等设备，用于检测火情，还包括报警器，用于在检测到火情时发出报警信号，还包括中控设备、会议设备、音响设备等，用于展示图像信息及音频信息，可见，目前制造业工厂的视频监控系统、门禁系统、周界安全系统、智能照明系统、消防报警系统、工厂生产及管理信息系统以及多媒体显示系统都“各行其是”，遇到一些非正常事件或事故的发生，各系统之间缺乏有效联动，往往依赖制定一系列应急预案依靠相关工作人员人工完成，以应对各种意外情况的发生，需要人工干预的地方较多，智慧化程度不高，同时也缺少对于制造业工厂内物料的管理，同时售前售后服务的管理也是智慧化程度不高。
[0004]所以，需要提出一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统来解决上述问题。

技术实现思路
<br/>[0005]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统。
[0006]本专利技术提出的一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，包括数据采集与对接模块、数据处理中心模块、数字孪生平台模块，所述数字孪生平台模块包括生产管理模块、物料管理模块、人员管理模块、设备管理模块、质量管理模块与智能监控模块；
[0007]数据采集与对接模块用于对接设备及相关传感器获取相关设备及其PLC控制系统运行数据；
[0008]数据处理中心模块用于处理数据采集与对接模块采集的生产数据、资料数据、文档数据与信息数据；
[0009]数字孪生平台模块用于对接各种实时生产数据,通过系统化的机理模型体系驱动虚拟车间实时同步运转，孪生虚拟车间通过数据分析监控,自动发出或通过管理人员干预给出车间工作指导建议、调度指令、设备控制指令等，驱动控制实体车间工作，同时监控执行进度。
[0010]优选地，所述数据采集与对接模块主要对接现有的以下信息化系统获取相关数
据：
[0011]a、MES系统：对接获取生产相关综合性数据；
[0012]b、SAP系统；对接获取计划排程数据；
[0013]c、SCADA系统：对接获取设备相关数据；
[0014]d、QMS系统：对接获取生产质量相关数据；
[0015]e、工艺管理系统：对接获取生产技术文件、解决方案以及生产工艺数据等相关信息资料；
[0016]f、电子标签拣选系统：对接获取物料管理数据。
[0017]优选地，所述生产管理模块包括：
[0018]a、生产计划管理，从APS、ERP、MES等系统获取生产排产计划、过程指标、资源匹配情况等数据信息，在执行过程中根据实时数据，监督计划执行情况；
[0019]b、生产过程管理与统计，主要包括：工厂整体生产效率、产能、产量等，依托详细的每工序SOP数据，结合产线工序实时计数传感器数据，进行生产过程管理统计，可从整线、工段、工位等多维度进行分析统计，数据可在三维仿真场景中以数据看板的形式进行呈现；
[0020]c、生产效率与节拍分析，精准统计计算生产所有环节效率与节拍，及时发现生产效率问题，实时统计分析每一生产环节的生产循环时间,根据数据分析计算实时动态生产效率，从宏观全生产流程视角对生产效率进行综合统计分析，精准定位生产瓶颈；
[0021]d、生产执行与协同，以装配生产为主线，监控生产过程中各生产要素的配合情况，包括：物料的配套、人员的状态、设备状态等，通过实时数据分析，及时检测问题所在，对生产工作进行协同调配，例如：根据实时生产效率，对比检测备料情况，提前预测补料时间与数量；
[0022]e、生产成本分析，利用数字孪生的机理模型体系，融合用料、人工、能耗等各成本要素数据，接入财务成本体系，实时统计实际有效生产成本；
[0023]f、生产追溯，将基于实时生产数据的数字孪生体系与编码管理体系打通对接，通过孪生数据追溯和产品编码、条码相结合的方式，多维度、全链路实现生产追溯，可追溯产品批次、用料、工艺参数、生产机台、生产时间、生产班组及相关负责人等信息，例如质检环节检测到不良品时，系统可直接显示不良品批次、用料、生产机台、生产责任人等信息。
[0024]优选地，所述物料管理模块通过对接设备IOT及相关系统中的物料、仓储、物料相关数据，结合数字孪生仿真机理逻辑运算，进行生产物料、物料、仓储的综合化管理，主要包括：
[0025]a、仓储管理：根据仓储相关管理系统数据，结合仓储及物流设备相关实时数据，对仓储体系进行机理逻辑建模,通过数据模型逻辑分析,对仓储相关各种信息进行管理，包括存储物料种类型号数量、库位使用情况、库存周转率、呆滞库存定位报警等，同时以三维可视化的形式，直观展示实时仓储状态情况；
[0026]b、生产物料管理：利用SOP的每个作业环节用料信息，结合生产计数，实时统计线上物料使用情况；
[0027]c、厂内物料配送管理：通过物流配送数据集成接入，读取并集成显示配送计划，通过设备IOT数据采集，动态可视化监控物流配送情况，包括物流路线、设备状态、物料配送状态等；
[0028]d、供应链管理：主要通过对接相关管理系统或采集相关管理数据，进行供应链数据信息的管理集成，主要包括：交验不良率、不良品处置、交货及时率、订单齐套性、原材料库存、异常管理等数据。
[0029]优选地，所述人员管理模块主要结合生产派工、实时生产状态及数据统计、人员相关资料档案，利用生产逻辑模型对人员相关所有数据进行关联对接并重新整合，形成基于数字孪生的人员管理体系，从而对生产人员进行立体综合式管理，主要包括：
[0030]a、人员出勤与配置，利用计划排程和人员派工以及考勤记录，统计人员出勤及配置情况，并以三维可视化的方式进行人员岗位布局及数据呈现；
[0031]b、人员工时、产出、工作效率等。利用每工段/工位生产数据及效率统计，根据人员派工，匹配相关岗位工作的班组及人员，经过数据运算比对，实时统计班组与人员。
[0032]优选地，所述设备管理模块主要利用设备IOT数据以及设备维护保养相关报工信息，结合全根据生产数据，对各项设备进行基于数字孪生的管理。
[0033]优选地，所述质量管理模块主要包括：
[0034]a、除车间生产过程以外的例如市场故障率等数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，其特征在于，包括数据采集与对接模块、数据处理中心模块、数字孪生平台模块，所述数字孪生平台模块包括生产管理模块、物料管理模块、人员管理模块、设备管理模块、质量管理模块与智能监控模块；数据采集与对接模块用于对接设备及相关传感器获取相关设备及其PLC控制系统运行数据；数据处理中心模块用于处理数据采集与对接模块采集的生产数据、资料数据、文档数据与信息数据；数字孪生平台模块用于对接各种实时生产数据,通过系统化的机理模型体系驱动虚拟车间实时同步运转，孪生虚拟车间通过数据分析监控,自动发出或通过管理人员干预给出车间工作指导建议、调度指令、设备控制指令等，驱动控制实体车间工作，同时监控执行进度。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，其特征在于，所述数据采集与对接模块主要对接现有的以下信息化系统获取相关数据：a、MES系统：对接获取生产相关综合性数据；b、SAP系统；对接获取计划排程数据；c、SCADA系统：对接获取设备相关数据；d、QMS系统：对接获取生产质量相关数据；e、工艺管理系统：对接获取生产技术文件、解决方案以及生产工艺数据等相关信息资料；f、电子标签拣选系统：对接获取物料管理数据。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，其特征在于，所述生产管理模块包括：a、生产计划管理，从APS、ERP、MES等系统获取生产排产计划、过程指标、资源匹配情况等数据信息，在执行过程中根据实时数据，监督计划执行情况；b、生产过程管理与统计，主要包括：工厂整体生产效率、产能、产量等，依托详细的每工序SOP数据，结合产线工序实时计数传感器数据，进行生产过程管理统计，可从整线、工段、工位等多维度进行分析统计，数据可在三维仿真场景中以数据看板的形式进行呈现；c、生产效率与节拍分析，精准统计计算生产所有环节效率与节拍，及时发现生产效率问题，实时统计分析每一生产环节的生产循环时间,根据数据分析计算实时动态生产效率，从宏观全生产流程视角对生产效率进行综合统计分析，精准定位生产瓶颈；d、生产执行与协同，以装配生产为主线，监控生产过程中各生产要素的配合情况，包括：物料的配套、人员的状态、设备状态等，通过实时数据分析，及时检测问题所在，对生产工作进行协同调配，例如：根据实时生产效率，对比检测备料情况，提前预测补料时间与数量；e、生产成本分析，利用数字孪生的机理模型体系，融合用料、人工、能耗等各成本要素数据，接入财务成本体系，实时统计实际有效生产成本；f、生产追溯，将基于实时生产数据的数字孪生体系与编码管理体系打通对接，通过孪生数据追溯和产品编码、条码相结合的方式，多维度、全链路实现生产追溯，可追溯产品批次、用料、工艺参数、生产机台、生产时间、生产班组及相关负责人等信息，例如质检环节检
测到不良品时，系统可直接显示不良品批次、用料、生产机台、生产责任人等信息。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生平台的制造业工厂管理系统，其特征在于，所述物料管理模块通过对接设备IOT及相关系统中的物料、仓储、物料相关数据，结合数字孪生仿真机理逻辑运算，进行生产物料、物料、仓储的综合化管理，主要包括：a、仓储管理：根据仓储相关管理系统数据，结合仓储及物流设备相关实时数据，对仓储体系进行机理逻辑建模,通过数据模型逻辑分析,对仓储相关各种信息进行管理，包括存储物料种类型号数量、库位使用情况、库存周转率、呆滞库存...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯岳云，
申请(专利权)人：上海奇梦网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：