一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法及系统，涉及智能制造技术领域，包括：将订单产品所需配件划分为不同的配件组，建立候选资源设备选择模型；根据每个配件组中的配件需求，利用产品生命周期管理系统生成配件组对应的复合工艺清单；根据每个配件组的复合工艺清单，通过与现有的制造系统资源进行匹配，在制造系统资源中为配件组选择最合适的资源设备；根据每个配件组所需使用的系统资源设备，获取对应的复合工艺路线。本发明专利技术通过生成准确的工艺清单和路线，提高生产过程的一致性和准确性；同时，通过与现有的制造系统资源进行匹配，避免资源浪费和瓶颈，并提高生产效率。生产效率。生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及智能制造
，尤其涉及一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，在制造业中，生产线的资源配置通常是在设计阶段或者初期规划阶段完成的。然而，由于市场需求和生产变化等因素的影响，制造系统需要重新配置其资源，以满足不断变化的需求。传统的资源重新配置方法通常需要手动进行，耗时且容易出错。因此，提高制造系统的灵活性和生产效率成为一个亟待解决的问题。
[0003]目前，制造业正处于不断变革和竞争加剧的环境中，企业需要提高生产效率、降低成本，并适应快速变化的市场需求。通过研究重构优化方法，可以帮助企业实现生产过程的优化和改进，提高资源利用率和生产能力，从而增强企业的竞争力。其次，随着数字化技术的发展，智能制造系统成为制造业的关键发展方向。研究重构优化方法可以促进制造系统的数字化转型，实现生产过程的智能化、灵活化和可持续发展，为企业创造更大的商业价值。因此，研究制造系统的重构优化方法对于推动制造业的发展和提升整体竞争力具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术提供了一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法及装置解决传统的资源重新配置方法通常需要手动进行，耗时且容易出错的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法，包括：
[0009]将订单产品所需配件划分为不同的配件组，建立候选资源设备选择模型；
[0010]根据每个配件组中的配件需求，利用产品生命周期管理系统生成配件组对应的复合工艺清单；
[0011]根据每个配件组的复合工艺清单，通过与现有的制造系统资源进行匹配，在制造系统资源中为配件组选择最合适的资源设备；
[0012]根据每个配件组所需使用的系统资源设备，获取对应的复合工艺路线。
[0013]作为本专利技术所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法的一种优选方案，其中：所述将配件划分为不同的配件组，具体为以下步骤：
[0014]建立配件与工艺流程的初始关联矩阵R,其中关联关系由产品生命周期管理系统提供；
[0015]对初始关联矩阵进行标准化处理，得到标准关联矩阵R
′
；
[0016]基于标准关联矩阵R
′
建立相关矩阵T，其中元素表示不同配件之间的相似系数；
[0017]将作为配件数据点和相关矩阵T作为输入，利用层次聚类算法进行聚类，得到不同层次的聚类，根据实际需要选择某一层次的聚类结果，实现配件组的划分。
[0018]作为本专利技术所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法的一种优选方案，其中：所述对初始关联矩阵进行标准化处理，得到标准关联矩阵R
′
，R
′
的行向量表示为：
[0019][0020]定义的二进制行向量来表示配件信息；
[0021]行向量的平均值E
j
的计算公式表示为：
[0022][0023]其中a
kj
是初始关联矩阵R的元素；n是行向量中元素的数量，即最大工艺流程数量；
[0024]将初始关联矩阵转化为标准关联矩阵σ
j
的计算公式表示为：
[0025][0026]所述基于标准关联矩阵R
′
建立相关矩阵T的计算公式表示为：
[0027][0028]T中元素表示不同配件的相似程度t
ij
表示为：
[0029][0030]其中，r
′
ik
，r
′
jk
是标准关联矩阵R
′
的元素，k是1到n之间的一个值。
[0031]作为本专利技术所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法的一种优选方案，其中：所述在制造系统资源中为配件组选择最合适的资源设备，具体步骤为：
[0032]定义该复合工艺清单中的工艺流程p1，p2，
…
，p
j
，对于工艺流程p
m
(m∈[1，j])，有数量为k
m
的候选资源设备D，定义c
m
为工艺流程p
m
的候选资源设备集合，某个工艺流程的候选资源设备集合C
m
表示为：
[0033][0034]其中，表示工艺流程p
m
的第k
m
个候选资源设备；
[0035]定义W
imd
描述工艺流程p
m
的候选设备D
md
(d∈[1，k
m
])在评估人员U
i
评估下的权重；
在不同评估人员评估下，评估人员的数量为h，工艺流程p
m
的候选设备D
md
的权重集合W
md
表示为：
[0036]w
md
＝[w
1md
，
…
，w
hmd
][0037]工艺流程p
m
的候选设备D
md
，在评估人员U
i
的评估下建立数量为h，维度为k
m
×
k
m
的单个评估员评估的模糊优先关系矩阵B
i
表示为：
[0038][0039]将模糊优先关系矩阵Bi转换为一致模糊优先关系矩阵R
i
，用来表示在评估人员U
i
评估下候选设备之间的一致性关系，一致模糊优先关系矩阵R
i
表示为：
[0040][0041]根据得到的一致模糊优先关系矩阵R
i
，计算工艺流程p
m
的候选设备D
md
在单个评估人员U
i
评估下的得分
[0042]根据得到的得分计算表示工艺流程p
m
的候选设备D
md
在所有评估人员评估下的总得分s
d
；候选设备的排名按照s
d
(d＝1，2，
…
，km)的从大到小的顺序进行排列，选择得分最高的候选设备作为某工艺流程的最适配设备；
[0043]对复合工艺清单中的所有工艺流程p1，p2，
…
，p
j
，分别进行上述计算，在候选设备中选择最合适的设备，确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法，其特征在于，包括：将订单产品所需配件划分为不同的配件组，建立候选资源设备选择模型；根据每个配件组中的配件需求，利用产品生命周期管理系统生成配件组对应的复合工艺清单；根据每个配件组的复合工艺清单，通过与现有的制造系统资源进行匹配，在制造系统资源中为配件组选择最合适的资源设备；根据每个配件组所需使用的系统资源设备，获取对应的复合工艺路线。2.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法，其特征在于：所述配件划分为不同的配件组，具体为以下步骤：建立配件与工艺流程的初始关联矩阵R,其中关联关系由产品生命周期管理系统提供；对初始关联矩阵进行标准化处理，得到标准关联矩阵R
′
；基于标准关联矩阵R
′
建立相关矩阵T，其中元素表示不同配件之间的相似系数；将矩阵r的行向量元素作为配件数据点和相关矩阵T作为输入，利用层次聚类算法进行聚类，得到不同层次的聚类，根据实际需要选择某一层次的聚类结果，实现配件组的划分。3.如权利要求1或2所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法，其特征在于：所述对初始关联矩阵进行标准化处理，得到标准关联矩阵R
′
，R
′
的行向量表示为：定义的二进制行向量来表示配件信息；行向量的平均值E
j
的计算公式表示为：其中a
kj
是初始关联矩阵R的元素；n是行向量中元素的数量，即最大工艺流程数量；将初始关联矩阵转化为标准关联矩阵σ
j
的计算公式表示为：所述基于标准关联矩阵R
′
建立相关矩阵T的计算公式表示为：T中元素表示不同配件的相似程度t
ij
表示为：
其中，r
′
ik
，r
′
jk
是标准关联矩阵R
′
的元素，k是1到n之间的一个值。4.如权利要求3所述的基于数字孪生技术的制造系统重构优化方法，其特征在于：所述通过与现有的制造系统资源进行匹配，在制造系统资源中为配件组选择最合适的资源设备，具体步骤为：定义该复合工艺清单中的工艺流程p1，p2，
…
，p
j
,对于工艺流程p
m
(m∈[1，j])，有数量为k
m
的候选资源设备D，定义C
m
为工艺流程p
m
的候选资源设备集合，某个工艺流程的候选资源设备集合C
m
表示为：其中，表示工艺流程p
m
的第k
m
个候选资源设备；定义W
imd
描述工艺流程p
m
的候选设备D
md
(d∈[1，k
m
])在评估人员U
i
评估下的权重；在不同评估人员评估下，评估人员的数量为h，工艺流程p
m
的候选设备D
md
的权重集合w
md
表示为：w
md
＝[w
1md
，...，w
hmd
]工艺流程p
m
的候选设备D
md
，在评估人员U
i
的评估下建立数量为h，维度为k
m
×
k
m
的单个评估员评估的模糊优先关系矩阵B
i
表示为：将模糊优先关系矩阵Bi转换为一致模糊优先关系矩阵R
i
，用来表示在评估人员U
i
评估下候选设备之间的一致性关系,一致模糊优先关系矩阵R
i
表示为：根据得到的一致模糊优先关系矩阵R
i
，计算工艺流程p
m
的候选设备D
md
在单个评估人员U
i
评估下的得分根据得到的得分计算表示工艺流程p
m
的候选设备D
md
在所有评估人员评估下的总得分s
d
；候选设备的排名按照s
d
(d＝1，2，
…
，km)的从大到小的顺序进行排列，选择得分最高的候选设备作为某工...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊海，贾伟，胡亮，赵永杰，赵学健，李豪，
申请(专利权)人：南京先维信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：