【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能制造、工业大数据，具体涉及一种数字孪生车间数据采集方法及设备。
技术介绍
1、数据采集是数字孪生车间运行的支撑技术，其主要作用是获取物理车间中的人、机、料、方法、环境、测试等数据，并将采集数据存储、预处理后按需发送给孪生车间，为孪生车间内模型的动态变化以及智能算法的运算提供数据基础。数据采集方法的优劣决定了数字孪生车间对时变生产状态的响应能力。如申请号为202010776095.1的中国专利申请公开了一种基于数字孪生的复杂产品装配车间管控方法，提出通过智能感知元件对车间多源异构信息进行采集和降噪处理，然后通过智能算法仿真计算获得孪生数据，最后通过sqlserver数据库进行存储与调用。
2、现有的数据采集方法虽然实现了数字孪生车间底层数据的提取与调用，但是当应用在复杂的总装车间时仍存在如下问题：
3、1)数据采集能力弱：总装车间内存在大量通讯协议不同、设备状态不一、采集方案各异的数据源，对数据采集能力要求较高。目前采集方案依赖底层数据源的二次改造及数据主动发送的能力，对于无法主动发送的数据源则需要通过外接传感器来间接获取，数据采集能力较弱，无法保证异源、异构数据的完整、同时获取与解析；
4、2)数据采集范围小：传统的数据采集方法属于车间数字孪生系统中的一部分，其数据采集需求、采集范围、采集频率受限于孪生系统的展示需求，采集到的数据不完全，无法脱离孪生系统实现人、机、料、方法、环境、测试等数据的全面、完整、实时采集；
5、3)数据展示能力差：传统数据采集方法中，采集
6、因此，根据数字孪生车间运行要求，需要开展数据采集能力强、采集范围广、具备前端处理与动态展示能力的数据采集方法研究。
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对现有数字孪生车间数据采集方法中的数据采集能力弱、数据采集范围小、数据展示能力差的问题，提供一种数字孪生车间数据采集方法及设备，集成了数据采集-数据解析-数据存储-数据处理-数据展示-数据发送于一体的数据采集方法，实现数字孪生车间数据的全面、快速获取与应用，提升数字孪生车间对物理车间时变状态的响应能力。
2、具体地说，一方面，本专利技术提供了一种数字孪生车间数据采集方法，包括：
3、构建独立于数字孪生系统的车间数据采集系统，所述车间数据采集系统包含车间内具备产生数据能力的各生产要素，在所述车间数据采集系统对车间内数据统一进行采集、存储、处理、展示和按需发送；所述车间数据采集系统由车间工业网络中的数据库、基于睿知平台搭建的数据采集展示平台构成，所述车间工业网络中的数据库将采集的底层数据分区存储并周期性上传至所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台进行数据展示；
4、在所述车间数据采集系统中创建设备数据源的基础信息；
5、将具备边缘计算能力的数据采集网关通过工业网协议分别连接数据源和工业网服务器，自动解析采集到的底层数据，并发送至车间工业网络中的数据库中进行存储；
6、在所述车间数据采集系统中构建数据源的加工履历，通过自动调取数据库规定区域的数据，实时填入每台设备的前端展示图表中；
7、将加工履历处理完成的数据自动发送给数字孪生系统。
8、进一步地，所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台包含设备档案管理模块、加工履历模块；
9、所述设备档案管理模块，预设数据源的协议连接方式、设备采集字段、运行状态调整、字段采集开关、数据展示样式；
10、所述加工履历模块，汇总采集到的设备编码、设备名称、设备采集字段、采集时间信息，并按需进行筛选和图表展示。
11、进一步地，所述车间工业网络中的数据库将采集的底层数据分区存储并周期性上传至所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台进行数据展示包括：
12、1-1)在基于睿知平台搭建的数据采集展示平台新建设备档案管理、加工履历两个模块；
13、所述设备档案管理模块增加‘连接配置’、‘属性配置’、‘运行状态配置’、‘功能配置’和‘图表配置’这5种基础数据维护功能，分别对应协议连接方式、设备采集字段、运行状态调整、字段采集开关和数据展示样式；
14、1-2)使用sql数据库为物理车间的每台设备建立相应的存储表单，表单的列字段与设备采集字段保持一致；通过sql语言周期性查询采集到的数据并传输至基于睿知平台搭建的数据采集展示平台；
15、1-3)在基于睿知平台搭建的数据采集展示平台的加工履历功能中新建设备编码、设备名称、设备采集字段、采集时间等信息，分别与sql数据库的设备采集字段信息一一对应，等待周期上传的sql数据完成补充；
16、1-4)按设备档案管理模块中预设的图表配置方式进行相应字段的筛选与展示。
17、进一步地，按照所述设备档案管理模块中设置设备数据源的基础信息，包括在基于睿知平台搭建的数据采集展示平台网页端设置‘连接配置’、‘属性配置’、‘运行状态配置’、‘功能配置’、‘图表配置’。
18、进一步地，在所述睿智车间数据采集系统中构建数据源的加工履历，自动调取数据库规定区域的数据，实时填入每台设备的前端展示图表中还包括：
19、根据展示偏好筛选数据字段，更改展示的图表类型，截取规定时间段内的数据。
20、另一方面，本专利技术还提供一种数字孪生车间数据采集设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现数字孪生车间数据采集方法的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。
21、本专利技术的数字孪生车间数据采集方法及设备的有益效果如下：
22、针对传统数据采集方法采用设备与系统直连解析，导致采集方式单一、计算耗时、覆盖范围窄的问题，本专利技术的数字孪生车间数据采集方法采用边缘计算的方式，在设备与系统之间增加边缘计算网关，网关内嵌多种工业网协议和自拟协议，直接将底层数据解析为高级数据并传输至服务器，数据采集、计算、传输能力提升。
23、针对传统数据采集方法采集需求受限于孪生算法，导致采集数据不独立、可扩展性差的问题，本专利技术的数字孪生车间数据采集方法突破数据服务对象的束缚，将采集范围扩充至包含车间所有具备数据外发能力的数据源，可服务于多种数据对象，保证后台数据完整且一致，后续数据可扩展性强。
24、针对传统数据采集方法的数据停留到后台数据库，数据变化感知、操作能力弱的问题，本专利技术的数字孪生车间数据采集方法将后台数据前端展示，按需筛选数据字段并进行动态展示，直观感受数据的变化情况，并可进行生产状态分析预警。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台包含设备档案管理模块、加工履历模块；
3.根据权利要求2所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，所述车间工业网络中的数据库将采集的底层数据分区存储并周期性上传至所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台进行数据展示包括：
4.根据权利要求2所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，按照所述设备档案管理模块中设置设备数据源的基础信息，包括在基于睿知平台搭建的数据采集展示平台网页端设置‘连接配置’、‘属性配置’、‘运行状态配置’、‘功能配置’、‘图表配置’。
5.根据权利要求1所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，在所述睿智车间数据采集系统中构建数据源的加工履历，自动调取数据库规定区域的数据，实时填入每台设备的前端展示图表中还包括：
6.一种数字孪生车间数据采集设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现数字孪生车间数据采集方法的计算机程序，所
...【技术特征摘要】
1.一种数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台包含设备档案管理模块、加工履历模块；
3.根据权利要求2所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，所述车间工业网络中的数据库将采集的底层数据分区存储并周期性上传至所述基于睿知平台搭建的数据采集展示平台进行数据展示包括：
4.根据权利要求2所述的数字孪生车间数据采集方法，其特征在于，按照所述设备档案管理模块中设置设备数据源的基础信息，包括在基...
【专利技术属性】
技术研发人员：张柳，孔天相，吴一豪，周豪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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