一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，包括：虚拟工厂搭建平台、数据信息获取模块、关联绑定模块和培训评估模块；所述虚拟工厂搭建平台用于获取智能化工厂的实时场景，根据所述实时场景搭建虚拟工厂；所述数据信息获取模块用于对各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集和预处理；所述关联绑定模块用于在虚拟工厂中，将各个虚拟工序流程与实际的各个工序流程进行绑定；所述培训评估模块用于收集与培训有关的事件发生信息，根据所述与培训有关的事件发生信息，在虚拟工厂中进行培训管理评估，分配企业培训内容。培训内容。培训内容。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统


[0001]本专利技术属于工厂生产与培训
，具体涉及一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统。

技术介绍

[0002]在工厂设备运行的过程中，经常会出现零部件损坏的情况出现，从而导致整个生产线停产的现象。车间维修人员对整个生产线进行检修，浪费大量的时间和精力。在进行产品更新换代的过程中，一个因素的改变可能会导致产品升级失败，使得企业亏损大量的人力资源和物力资源。
[0003]企业的生产过程会有一定的危险性，因为企业本身会囤积很多数量的易燃易爆原料，企业的生产过程也会有一些对于物质的处理和反应的过程，如果操作出现失误，或者设备没有及时修理检查，均容易出现生产事故。为了避免生产事故的发生，避免人员伤亡和财产损失，对管理层和操作者的各种安全生产培训就显得格外重要。现在也有一些培训系统，主要是基于已有的安全操作规范来培训的，但是每次事故的产生，可能涉及到的原因和问题均不相同，而已有的安全规范也不见得会包括所有的注意点，新产生的经验如何纳入培训范畴，也是一个需要面对的问题。
[0004]为了解决这些问题，引入了数字孪生的技术。数字孪生以数字化方式为物理对象创建虚拟模型，来模拟其在现实环境中的行为。通过搭建整合制造流程的数字李生生产系统，能实现从产品设计、生产计划到制造执行的全过程数字化，将产品创新、制造效率和有效性水平提升至一个新的高度。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，解决了目前工厂生产与培训时难以实现信息化、对工厂的管理不够统一的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，包括：虚拟工厂搭建平台、数据信息获取模块、关联绑定模块和培训评估模块；
[0008]所述虚拟工厂搭建平台用于获取智能化工厂的实时场景，根据所述实时场景搭建虚拟工厂；
[0009]所述数据信息获取模块用于对各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集和预处理；
[0010]所述关联绑定模块用于在虚拟工厂中，将各个虚拟工序流程与实际的各个工序流程进行绑定；
[0011]所述培训评估模块用于收集与培训有关的事件发生信息，根据所述与培训有关的事件发生信息，在虚拟工厂中进行培训管理评估，分配企业培训内容。
[0012]优选的，所述虚拟工厂搭建平台包括：静态三维模型构建模块、三维模型动态化模
块和数字孪生模型模块；
[0013]所述静态三维模型构建模块用于建立厂区内物理实体设备以及场景的静态三维模型；
[0014]所述三维模型动态化模块用于实现智慧工厂生产过程的动态建模以及动态展示，得到动态三维模型；
[0015]所述数字孪生模型模块用于基于所述静态三维模型和所述动态三维模型，构建数字孪生模型，基于所述数字孪生模型，完成工厂实时场景的虚拟搭建。
[0016]优选的，所述数据信息获取模块包括：数据采集单元和数据处理单元；
[0017]所述数据采集单元用于对工厂的各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集；
[0018]所述数据处理单元用于对生产数据和过程数据进行完整性校验，其中所述对生产数据和过程数据进行完整性校验包括去除所述生产数据和过程数据中的冗余数据，以及补全所述生产数据和过程数据中的缺失数据。
[0019]优选的，所述数据采集单元采集的数据还包括：生产管理信息、设备管理信息、人员管理信息、物料管理信息和质量管理信息。
[0020]优选的，所述关联绑定模块包括：网络通信单元、控制中心和绑定单元；
[0021]所述网络通信单元用于提供通信支持；
[0022]所述控制中心用于在虚拟工厂中，对所述数据信息获取模块获取的数据和管理信息进行唯一标识；
[0023]所述绑定单元用于根据标识的数据和管理信息，将各个虚拟工序流程与实际的各个工序流程进行绑定。
[0024]优选的，所述培训评估模块包括：需求分析单元、培训单元、反馈单元和数据库单元；
[0025]所述需求分析单元用于根据输入信息分析培训需求并将培训需求传输至培训单元；
[0026]所述培训单元用于根据培训需求分配培训内容，并从数据库单元读取培训内容，并输出培训结束信息至反馈单元；
[0027]所述反馈单元用于记录培训结束信息并存储于数据库单元。
[0028]优选的，所述需求分析单元包括：时间节点判定子单元、岗位分析子单元和人员信息分析子单元；
[0029]所述时间节点判定子单元用于判断培训需求产生的时间节点，并根据不同的时间节点选取不同的培训模式；
[0030]所述岗位分析子单元用于根据输入信息分析岗位信息，并根据不同的岗位信息选取不同的培训模式；
[0031]所述人员信息分析子单元用于根据输入信息分析人员信息，并根据不同的人员信息选取不同的培训模式。
[0032]优选的，所述系统还包括：故障报警模块，所述故障报警模块用于基于所述工厂实体设备的生产状态信息实现对所述工厂实体设备的故障警报。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术结合数字孪生技术，建立以安全生
产为核心的生产全过程的仿真体系，特别针对时间节点、岗位信息、人员信息等关键因素进行数字化管理，员工可以在线完成生产培训。通过建立三维数字工厂仿真交互平台，使整个系统操作更加简洁化和智能化，提高了人员管控效率，在提升质量检测水平的前提下，提升了生产的安全性。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例一一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统结构示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]实施例一
[0039]如图1所示，一种基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，包括：虚拟工厂搭建平台、数据信息获取模块、关联绑定模块和培训评估模块；
[0040]虚拟工厂搭建平台用于获取智能化工厂的实时场景，根据实时场景搭建虚拟工厂；
[0041]数据信息获取模块用于对各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集和预处理；
[00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化工厂生产与培训系统，其特征在于，包括：虚拟工厂搭建平台、数据信息获取模块、关联绑定模块和培训评估模块；所述虚拟工厂搭建平台用于获取智能化工厂的实时场景，根据所述实时场景搭建虚拟工厂；所述数据信息获取模块用于对各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集和预处理；所述关联绑定模块用于在虚拟工厂中，将各个虚拟工序流程与实际的各个工序流程进行绑定；所述培训评估模块用于收集与培训有关的事件发生信息，根据所述与培训有关的事件发生信息，在虚拟工厂中进行培训管理评估，分配企业培训内容。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，其特征在于，所述虚拟工厂搭建平台包括：静态三维模型构建模块、三维模型动态化模块和数字孪生模型模块；所述静态三维模型构建模块用于建立厂区内物理实体设备以及场景的静态三维模型；所述三维模型动态化模块用于实现智慧工厂生产过程的动态建模以及动态展示，得到动态三维模型；所述数字孪生模型模块用于基于所述静态三维模型和所述动态三维模型，构建数字孪生模型，基于所述数字孪生模型，完成工厂实时场景的虚拟搭建。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，其特征在于，所述数据信息获取模块包括：数据采集单元和数据处理单元；所述数据采集单元用于对工厂的各个生产工序流程的生产数据和过程数据进行数据采集；所述数据处理单元用于对生产数据和过程数据进行完整性校验，其中所述对生产数据和过程数据进行完整性校验包括去除所述生产数据和过程数据中的冗余数据，以及补全所述生产数据和过程数据中的缺失数据。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的智能化工厂生产与培训系统，其特征在于，所述数据采集单...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨邦会，
申请(专利权)人：中科海慧北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：