基于模块化开发的云端数字孪生车间仿真系统技术方案

基于模块化开发的云端数字孪生车间仿真系统，包括设备层、边缘层、系统层和应用层，设备层包括实际车间的各种生产设备，边缘层包括数据采集模块和设备控制模块，主要功能为采集设备数据和收发控制指令。系统层包括数据处理模块、数据存储模块、数据分析模块、数据通讯模块、逻辑功能模块和事件处理模块。应用层包括信息展示模块、数字孪生仿真模块和3D可视化交互模块，能够接收设备数据信息实现数据大屏展示，也可进行3D仿真，下达控制指令。其中3D可视化交互模块对主要功能进行了封装设计，方便开发人员使用与维护。系统具有良好的跨平台性和扩展性，能够满足快速搭建数字孪生车间的需求，降低开发成本，有效验证生产车间布局的合理性和工艺流程的可行性。理性和工艺流程的可行性。理性和工艺流程的可行性。

【技术实现步骤摘要】
基于模块化开发的云端数字孪生车间仿真系统


[0001]本专利技术涉及工业互联网及数字孪生相关技术，具体涉及一种基于模块化开发的云端数字孪生车间仿真系统。

技术介绍

[0002]制造业是推进国家工业化和现代化的基础产业，在我国社会经济发展中起主导作用，然而在当前制造产业国际竞争日渐激烈，消费市场个性化需求不断增长的背景下，离散制造企业往往在快速响应客户新需求、柔性化定制生产等方面存在困难。企业生产线普遍存在管理设计缺陷导致的工艺布局不合理、产品质量不稳定、设备资源重复投入和生产监管水平低等问题，亟需向信息化方向转型。
[0003]在制造业向信息化转型过程中，对制造企业生产资源进行数字化建模管理是一种有效的手段。通过数字化途径，增强生产线的柔性，优化生产车间的设备布局，利用生产数据优化生产设计方案，其中关键在于虚拟仿真技术的应用。借助3D开发技术，搭建生产线的数字化模型和可视化仿真环境，在虚拟的信息空间中完成生产线的设计与优化，从而提高工业仿真效率、降低仿真场景搭建成本、提高制造业的数字化仿真监管水平。
[0004]工业领域的生产仿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模块化开发的云端数字孪生车间仿真系统，其特征在于：包括设备层、边缘层、系统层和应用层；所述设备层包括实际生产车间的各种生产设备，通过与边缘层连接可以上传设备数据，接收系统的控制指令；所述边缘层包括数据采集模块和设备控制模块，通过OPC UA协议与设备层进行数据传输，可以实时采集生产设备的信息和运行状态数据，并将设备数据传输至系统层数据处理模块，也可接收系统层事件处理模块下发的控制指令，通过PLC对生产设备发出控制信号进行控制；所述系统层包括数据处理模块、数据存储模块、数据分析模块、数据通讯模块、逻辑功能模块和事件处理模块；数据处理模块，接收到数据采集模块采集到的设备数据后，对设备数据进行分类清洗处理，统一格式后传输至数据存储模块；数据存储模块，接收到数据处理模块处理完成的设备数据，分类进行存储。对于关系型数据如设备的基础信息，存储至关系型数据库；对于非关系型数据如设备的运行状态，存储至非关系型数据库；对于设备模型文件，存储至文件存储系统；数据分析模块，读取数据存储模块中的数据，采用大数据算法进行数据分析，提取有用价值，将分析结果发送至数据通讯模块；数据通讯模块，接收来自数据分析模块的分析结果和来自数据存储模块的设备数据，将设备运行状态的实时数据通过MQTT消息服务器进行传输，将设备信息、分析结果通过Axios协议发送给应用层数字孪生仿真模块；也可接收来自数字孪生仿真模块传输的控制指令，转发给逻辑功能模块；逻辑功能模块，接收数据通讯模块传输的控制指令，通过逻辑功能处理转化成具体的控制指令，传输至事件处理模块；事件处理模块，接收逻辑功能模块传输的控制指令，与边缘层设备控制模块通讯，下发控制指令；所述应用层包括数字孪生仿真模块、信息展示模块和3D可视化交互模块；数字孪生仿真模块接收系统层数据通讯模块的数据，经处理后，将设备数据信息传输至信息展示模块进行展示，也可驱动3D可视化交互模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧林林，孟令存，郑坤，禹鑫燚，魏岩，周利波，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：