基于数字孪生的钢铁热轧管控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于数字孪生的钢铁热轧管控系统及方法，包括：感知模块：感知物理工厂的环境、设备运行状况和热轧板坯质量属性；数据模块：对感知的环境、设备和热轧板进行数据采集、数据存储、数据融合、数据传递和数据分析；表现模块：基于分析后的数据，通过三维图形渲染和增强现实技术，采用虚拟孪生影像表征现实物理工厂的生产情况；控制模块：根据控制目标和相应的控制规则，基于故障知识库形成决策控制建议，并发出控制指令。本发明专利技术基于多尺度卷积神经网络的故障诊断方法来对设备的运行状态进行监测，可以有效地判断出设备的异常情况并匹配相应的故障知识库给出修复建议。况并匹配相应的故障知识库给出修复建议。况并匹配相应的故障知识库给出修复建议。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的钢铁热轧管控系统及方法


[0001]本专利技术涉及仿真
，具体地，涉及一种基于数字孪生的钢铁热轧管控系统及方法。

技术介绍

[0002]数字孪生的概念最早是由美国的阿波罗项目提出，通过虚拟孪生体监测航天飞机的各项指标状况。数字孪生技术指将现实物理世界通过数字化的手段孪生一个近乎一样的虚拟仿真世界，通过生产层面不同控制层的集成与信息交互，综合应用人工智能、边缘计算、数据挖掘技术实现物理世界到虚拟世界的全方位同步映射的仿真过程，主要应用于产品的设计、研发、制造、服务和运维等过程，是一种面向产品全生命周期的管控技术，可降低企业成本提高制造效率。
[0003]21世纪以来，随着工业互联网相关技术的蓬勃发展，工业制造智慧化水平得到显著提升，以美国和德国为首的发达国家均提出了信息物理系统的概念，目的是为了实现现实物理世界和虚拟信息世界的完全融合，数字孪生技术作为信息物理系统的代表性支撑技术备受广泛关注。它将产品生产过程中的各项数据实时、准确地映射到虚拟世界中，在虚拟世界中进行综合分析与决策，利用决策结果反向控制物理世界的产品生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，包括：感知模块：感知物理工厂的环境、设备运行状况和热轧板坯质量属性；数据模块：对感知的环境、设备和热轧板进行数据采集、数据存储、数据融合、数据传递和数据分析；表现模块：基于分析后的数据，通过三维图形渲染和增强现实技术，采用虚拟孪生影像表征现实物理工厂的生产情况；控制模块：基于异构数据的传递和融合，通过数据在信息空间的综合计算分析，基于预设业务规则驱动虚拟场景设备运行和板坯运动与变形，形成全产线实时仿真动画，当设备出现异常状况时，根据控制目标和相应的控制规则，基于故障知识库形成决策控制建议，并发出控制指令。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，异构的生产设备和物料数据以OPCSERVER的方式提供各数据点的实时数据，并且通过TCP/UDP通讯技术实现通信。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，所述数据存储包括：将生产计划数据和设备状态数据传输到通用化数据库进行管理，支持任意时间段内数据的导出，进行设备健康状态趋势分析和历史生产计划模拟重现，采用云中心大数据分析平台服务进行构建，基于分布式架构的存储计算服务构建系统的数据存储层，将收集的生产实绩信息和质量数据信息存储至该服务所包含的分布式数据库中，对外提供数据访问服务。4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，所述数据传递基于不同层级间的系统集成，用于多源数据的融合和信息交互。5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，所述数据分析包括对计划指令驱动数据的解析和对设备状态趋势数据的分析，将分析的结果传递给表现模块。6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的钢铁热轧管控系统，其特征在于，所述表现模块包括：根据数据分析的结果，通过三维点云扫描技术和相应的CAD结构图构造厂区结构和设备模型，通过图形渲染技术及环境贴图纹理渲染出等比虚拟仿真场景，基于粒子效果表现技术表征环境雾、气和水元素；在不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琦，王森，周维，陈先闰，宋佳宝，史根攀，郝建飞，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：