一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法，属于智能制造技术领域，包括：针对复杂装备产品装配生产现场技术物理车间动态数据要素，利用数据采集系统对物理车间进行装配工艺动态数据实时采集，进行预处理与标准化后存入数据库；以数字孪生车间模型作为系统客户端，通过与数据库的交互，将统一的数据服务驱动装配零部件三维虚拟模型以及产品三维模型，使数字孪生车间与装配生产物理车间实现双向动态映射；基于三维可视化系统集成，完成智能车间数字孪生系统的构建，从而实现数字飞机组装过程实时状态显示、状态演变、数据输入、数据保存等功能，解决了现有数字车间数据呈现单调、交互感与沉浸感差的问题。交互感与沉浸感差的问题。交互感与沉浸感差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法


[0001]本专利技术属于智能制造
，涉及一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术与制造业的融合对制造业变革的促进，世界各国纷纷提出先进制造发展战略，“美国工业互联网”、“德国工业4.0”等，以促进本国制造业的转型升级，如这些举措的目的都是借助信息技术，实现制造的物理世界和信息世界的互联互通与智能化操作，进而实现智能制造。作为实现物理信息系统融合的关键技术之一，数字孪生技术近年来得到深入研究。
[0003]数字孪生技术是指用数字技术描述和建模一个与物理实体的特性、行为和性能一致的过程或方法，它是实现物理空间与信息空间交互与融合的有效途径，主要由3部分组成：现实空间中的物理实体、信息空间的虚拟产品以及将虚拟产品和物理产品连接在一起的数据和信息。作为由物理空间到数字孪生模型的映射，数字孪生车间模型的构建、虚实数据的融合与交互是实现数字孪生车间的重要基础。相对于传统的装配，数字孪生驱动的产品装配呈现出新的转变，即工艺过程由虚拟信息装配工艺过程向虚实结合的装配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法，其特征在于，包括：1)针对物理装配生产车间生产要素，构建物理车间全要素多层次的孪生模型，进行实体空间的装配工艺动态数据实时采集，对飞机机翼的多部件多层次的三维建模，实现车间生产要素数字孪生体物理空间与虚拟空间的准确映射，得到数字孪生车间模型；2)以数字孪生车间模型作为系统客户端，构建数据采集系统采集物理车间的多源异构数据，针对多源异构数据进行预处理与标准化后存入数据库，针对所得多源异构数据进行预处理与标准化后存入数据库，以数字孪生车间模型作为系统客户端，通过与数据库的交互，将统一的数据服务驱动装配零部件三维虚拟模型以及产品三维模型，使数字孪生车间与物理车间实现双向动态映射；3)基于三维可视化系统集成，实现数字孪生体的状态监控和过程优化反馈控制，对现场的人员和作业实现全面、实时的有效监管，使现实中的飞机机翼装配与虚拟环境中的飞机机翼装配仿真快速建模无缝融合，完成智能车间数字孪生系统的构建。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法，其特征在于，步骤1)中，车间的生产要素包括人员、设备、物料和环境，其中，人员包含车间操作人员简化模型、人员位置信息及关键操作信息，设备包含车间参与生产加工过程的全部设备，如数控机床、工业机器人、自动导引运输车，物料包含生产物料与加工工件，其孪生模型包含生产物料及加工工件模型、RFID标签信息、标签块内的加工数据，环境包含车间内的其他静止物体、车间墙壁等，通过几何模型的渲染实现物理车间环境的高度还原。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法，其特征在于，步骤1)中，根据生产要素的定位需求，本发明将物料附着RFID定位标签进行标识，通过RFID固定式读写器对其进行区域定位，并获取物料的生产状态信息，采用UWB设备对运载工具、人员、零部件等进行精确定位并追踪移动轨迹，装配生产车间生产要素众多、环境复杂，通过UWB设备对人员精确定位能有效获取人员的实时位置、分布情况、运动轨迹、区域滞留时间等信息。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能装配系统的构建方法，其特征在于，步骤1)中，飞机机翼的多部件多层次的孪生模型构建，通过三维软件人工构建、飞机制造厂提供标准格式的模型文件、三维点云重建模型等方式组合构建几何模型文件；从飞机制造厂进行实地调研，通过三维软件人工构建获得的复杂几何模型文件，可进行轻量化处理，利用CATIA专业软件实现几何模型初步构建；几何模型初步构建完成后，对模型进行优...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝博，王婵娟，王明阳，郭嵩，闫俊伟，王杰，尹兴超，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：