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    多維數字孿生模型構建

    更新時間:2022-08-18 03:08:09

      構建機器數字孿生,不僅僅是信息組織和表現形式的圖形化,更在于構建過程中,是將企業的知識體系貫穿其中,信息上下游之間的背景鏈路清晰明了。而在構建數字孿生的過程中,可以采用“雙模數字孿生”的方式,就是將幾何模型和和機理模型相互嵌套。結合不同的設計、制造和運維的階段,知識體系嵌入其中,最終在使用的時候,就可以實現知識自動化。
      01建立物理幾何模型,對應物理實體
      構建物理幾何模型,首先是從零配件開始。例如,一臺煙草包裝機,有1.5萬個零件,需要一一建模,并且建立設備零部件庫。這些零部件庫的最小單位為零件級別,如螺絲、螺母。主要數據獲取方式,包括從CAD軟件、數據表以及現場測繪開始,構建實體等比的數字化模型。
      02建立機理模型,對應運行軌跡
      機理模型,就是要將幾何空間的零部件,跟控制系統的機器動作進行匹配。機器的真實運動軌跡,在幾何模型都有對應描述作。這其中,都是通過數據標簽,來標識零部件的狀態,并且跟控制邏輯相對應。例如,薄膜紙會剔除那些無法包裝的煙支和煙包。而煙支無法包裝的原因會有幾十種:薄膜褶皺、煙支重量不夠、圓周不夠圓、空投、漏氣、重量等。需要深入了解這些機理,然后將其做成模型和算法,并與幾何模型相對應。
      03三類知識模型的構建
      第一種是設計類。要設備的設計資料出發,運用數字孿生技術,全面刻畫設備的物理屬性,實現虛擬設備對物理設備的真實映射,最終完成對物理設備的完全鏡像。
      第二類是制造知識模型的構建。運用數字孿生技術全面的刻畫設備與產品之間的屬性,實現虛擬設備與物理設備的數字模型真實映射。制造階段所涉及的知識按其特性可分為三類:
     ?。?)基礎知識:為裝備制造企業核心數據,企業組織結構、崗位、工種、人員、存貨檔案、固資編碼、供應商等信息。
     ?。?)生產管理知識:如生產計劃、產品指標、原材料清單、績效考核指標等。
     ?。?)設備知識:如供應商、規格型號、操作說明、操作規程等。
      第三類是運維知識模型的構建?;谠O備服務知識模型,在采集的實時數據、歷史數據及領域知識等,共同實現設備的多維數字孿生模型構建。建立各種故障代碼、維修對策庫,并且提前通過虛擬模型,進行仿真驗證,從而實現對機器狀態檢測、故障預測以及維修策略建議等功能。
      以上三種知識模型的建立,都離不開一套表達各種物品之間關系的知識圖譜,這是構建在行業規則之上的編碼體系,具有很強的支撐作用,能夠快速建立知識模型,并且用可視化的方式,將背后的知識體系表達出來。
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