一种智能工厂物流动态仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及物流仿真，具体涉及一种智能工厂物流动态仿真系统及方法，包括主控模块、智能对象实例化模块、动态仿真模块、实时管控模块和上位系统；智能对象实例化模块，基于主控模块的初始化对智能对象构建模型，并启动动态仿真模块，同时与其他关联智能对象示例进行信息交互；动态仿真模块，启动后在上位系统的控制下进行物流仿真，推动智能对象实例执行物流任务，并在实时管控模块的控制下进行故障态仿真；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的不能对物流过程涉及到的各种智能对象进行有效建模，无法对上位系统的调度与控制进行正确性验证的缺陷。制进行正确性验证的缺陷。制进行正确性验证的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种智能工厂物流动态仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及物流仿真，具体涉及一种智能工厂物流动态仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]在生产仓储型企业，原材料、半成品、成品从产线到仓库、仓库到产线的流动非常频繁。为此要实现数字化工厂，必须利用WCS(仓库控制系统)、WMS(仓库管理系统)、MES(制造执行系统)、ITS(智能运输系统)等各种系统协同来管理自动化仓库、产线、机械手、轨道车(RGV)等各种硬件，完成产线到仓库(入库)、仓库到仓库(移库)、仓库到产线(出库)以及仓库出货等流程。
[0003]但是，各种系统在开发阶段的调试和测试、试运行阶段的联调联试、运行期间的问题追溯等都是艰巨、繁琐、冗长的任务，加上多家系统供应商之间沟通不畅，导致全系统频繁出现运行不畅、对接错误等问题，作为最终用户的企业方只能为了协调各种问题而疲于奔命，严重降低了数字化工厂的运行效率。
[0004]因此，为了加快系统在开发阶段的调试和测试、试运行阶段的联调联试，需要一种智能工厂物流动态仿真系统，具备以下特点：
[0005]1)基于工业以太网，能与多个上位系统建立通信链路，接收来自上位系统(即上述WCS、WMS、MES等)的连接和交互请求，能识别预定的协议，并作出正确的响应；
[0006]2)任何一个上位系统可调控仿真系统中任意一个或几个模型的动态仿真，多个上位系统能调控仿真系统中的所有模型，则完全能够在开发阶段尽可能地发现所有问题，避免所有实物部署到位后出现不必要的混乱；
[0007]3)使用统一的工作模式，对所有上位系统研发方，在技术层面作出可界定的项目规范约束，从源头上彻底杜绝多种上位系统因为功能划分不明确而出现联调责任不清的问题；
[0008]4)随时能改动、监视被仿真对象的某些属性和行为，检验相关上位系统调度与控制的正确性；另外，在前者得到保证后，能够检验出上位系统的性能，总体上实现对所有上位系统的自身运行效率和系统间协同效率的考查。

技术实现思路

[0009](一)解决的技术问题
[0010]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种智能工厂物流动态仿真系统及方法，能够有效克服现有技术所存在的不能对物流过程涉及到的各种智能对象进行有效建模，无法对上位系统的调度与控制进行正确性验证的缺陷。
[0011](二)技术方案
[0012]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0013]一种智能工厂物流动态仿真系统，包括主控模块、智能对象实例化模块、动态仿真模块、实时管控模块和上位系统；
[0014]智能对象实例化模块，基于主控模块的初始化对智能对象构建模型，并启动动态仿真模块，同时与其他关联智能对象示例进行信息交互；
[0015]动态仿真模块，启动后在上位系统的控制下进行物流仿真，推动智能对象实例执行物流任务，并在实时管控模块的控制下进行故障态仿真；
[0016]实时管控模块，按照预定方案控制故障态仿真，通过判断上位系统工作状态对上位系统的调度与控制进行正确性验证；
[0017]上位系统，向动态仿真模块下发控制指令进行物流仿真，并接收物流任务执行结果报文。
[0018]优选地，所述主控模块接收智能对象属性表和场地信息表，并对智能对象属性表进行初始化，生成智能对象初始化属性值表，所述智能对象实例化模块基于智能对象初始化属性值表对智能对象构建模型；
[0019]其中，场地信息表包含工业现场环境中智能对象物理布局的拓扑形式信息。
[0020]优选地，所述动态仿真模块启动后在上位系统的控制下进行物流仿真，推动智能对象实例执行物流任务的过程中，通过交互规则表对上位系统的调度与控制进行正确性验证。
[0021]优选地，所述实时管控模块通过向任意类智能对象的任意动态仿真模块强制输出/取消故障信号进行进行故障态仿真，所述智能对象出现正常态到故障态和/或故障态持续和/或故障态到正常态的状态变化；
[0022]若上位系统既不能启动异常处理，也不能禁止相应步骤继续，则判定上位系统的调度与控制出错。
[0023]优选地，还包括上位系统通信模块，所述上位系统接收动态仿真模块反馈的物流任务执行结果报文，并通过上位系统通信模块向主控模块进行回传；
[0024]所述上位系统通信模块通过内置标准协议与上位系统进行通信，获取并解析上位系统下发的控制指令与报文信息。
[0025]优选地，所述上位系统包括叫料终端MCT、仓库控制系统WCS、仓库管理系统WMS、制造执行系统MES和企业资源计划系统ERP。
[0026]一种智能工厂物流动态仿真方法，包括以下步骤：
[0027]S1、主控模块接收智能对象属性表和场地信息表，并对智能对象属性表进行初始化，生成智能对象初始化属性值表；
[0028]S2、智能对象实例化模块基于智能对象初始化属性值表对智能对象构建模型，并启动动态仿真模块；
[0029]S3、上位系统向动态仿真模块下发控制指令进行物流仿真，动态仿真模块推动智能对象实例执行物流任务；
[0030]S4、上位系统接收动态仿真模块反馈的物流任务执行结果报文，并通过上位系统通信模块向主控模块进行回传。
[0031]优选地，还包括实时管控模块通过向任意类智能对象的任意动态仿真模块强制输出/取消故障信号进行进行故障态仿真，并通过判断上位系统工作状态对上位系统的调度与控制进行正确性验证。
[0032]优选地，所述通过判断上位系统工作状态对上位系统的调度与控制进行正确性验
证，包括：
[0033]若上位系统既不能启动异常处理，也不能禁止相应步骤继续，则判定上位系统的调度与控制出错。
[0034]优选地，所述上位系统向动态仿真模块下发控制指令进行物流仿真，动态仿真模块推动智能对象实例执行物流任务的过程中，通过交互规则表对上位系统的调度与控制进行正确性验证。
[0035](三)有益效果
[0036]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种智能工厂物流动态仿真系统及方法，具有以下有益效果：
[0037]1)提出一种可行的物流动态仿真系统框架
[0038]采用模块化思想，设计出集主控模块、智能对象实例化模块、动态仿真模块、实时管控模块和上位系统为一体的系统框架，在运行时，智能对象实例化模块依据智能对象的基准属性和被仿真对象的扩展属性进行实例化，其间由动态仿真模块在上位系统的控制下进行物流仿真，由实时管控模块按照预定方案控制动态仿真模块进行故障态仿真，向上通过上位系统通信模块对接各上位系统，再根据基准交互规则和扩展交互规则，考查各上位系统调度与控制的正确性，构建一套能够内外有机联动的流动态仿真系统框架；
[0039]2)采用“基准—扩展”思路实现一系列智能对象地有效建模
[0040]从现实的多种智能对象抽象出基准属性，然后具体到各种常用的实际智能对象，完全能够满足工业现场大部分实际智能对象的实例化需求，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能工厂物流动态仿真系统，其特征在于：包括主控模块、智能对象实例化模块、动态仿真模块、实时管控模块和上位系统；智能对象实例化模块，基于主控模块的初始化对智能对象构建模型，并启动动态仿真模块，同时与其他关联智能对象示例进行信息交互；动态仿真模块，启动后在上位系统的控制下进行物流仿真，推动智能对象实例执行物流任务，并在实时管控模块的控制下进行故障态仿真；实时管控模块，按照预定方案控制故障态仿真，通过判断上位系统工作状态对上位系统的调度与控制进行正确性验证；上位系统，向动态仿真模块下发控制指令进行物流仿真，并接收物流任务执行结果报文。2.根据权利要求1所述的智能工厂物流动态仿真系统，其特征在于：所述主控模块接收智能对象属性表和场地信息表，并对智能对象属性表进行初始化，生成智能对象初始化属性值表，所述智能对象实例化模块基于智能对象初始化属性值表对智能对象构建模型；其中，场地信息表包含工业现场环境中智能对象物理布局的拓扑形式信息。3.根据权利要求1所述的智能工厂物流动态仿真系统，其特征在于：所述动态仿真模块启动后在上位系统的控制下进行物流仿真，推动智能对象实例执行物流任务的过程中，通过交互规则表对上位系统的调度与控制进行正确性验证。4.根据权利要求1所述的智能工厂物流动态仿真系统，其特征在于：所述实时管控模块通过向任意类智能对象的任意动态仿真模块强制输出/取消故障信号进行进行故障态仿真，所述智能对象出现正常态到故障态和/或故障态持续和/或故障态到正常态的状态变化；若上位系统既不能启动异常处理，也不能禁止相应步骤继续，则判定上位系统的调度与控制出错。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的智能工厂物流动态仿真系统，其特征在于：还包括上位系统通信模块，所述上位系统接收动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜跃君，徐伟，
申请(专利权)人：安歌科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：