Research and application of intelligent maintenance system for press line based on digital twin technology
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摘要: 汽车覆盖件的冲压生产正在向高速、高效、数字化和智能化的方向转变，同时大型高速冲压线的维护面临结构复杂、故障点多以及专业人员短缺等突出难题，冲压设备维护管理正经历着由事后维修、预防性维护到预测性维护的转变。文章提出了一种基于数字孪生技术的大型高速冲压线设备状态监控及智能维护系统J_IMS(JIER-intelligent maintenance systems)，首先在三维研发软件中构建真实冲压线的数字化孪生模型，通过OPC UA通用构架实时读取高速冲压线的运行数据，打通物理冲压线与孪生冲压线的数据链路，借助Unity数据驱动去驱动冲压线数字孪生模型，从而实现物理冲压线与孪生冲压线的同步运动，通过在大量项目实际应用验证J-IMS的有效性和准确性，为大型高速冲压线的设备状态监控及智能维护提供借鉴。Abstract: Stamping process of automobile body parts production is being steered towards high speed, high efficiency, digitalization and intelligent control. At the same time, the maintenance of large high speed press line encounters several difficulties such as complicated structure, multiple fault points and shortage of human resources. Press maintenance begin turning to predictable maintenance from traditional repair after troubleshooting and preventive maintenance. This thesis proposes JIER-intelligent maintenance systems (J_IMS) for status monitoring and intelligent maintenance of large high speed press line. Firstly, digital twin model for real press line is created via 3D software. Users can access in real-time the running data of high speed press line via common structure OPC UA. Physical press line and twin press line are connected by data link. Digital twin model of press line is driven with assistance of unity data drive. Thus synchronous motion between physical press line and its twin press line is achieved. Numerous projects applications have verified validity and accuracy of J-IMS, offering good reference for intelligent maintenance and status monitoring of large speedy press lines.
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Key words:
- digital twins /
- high speed press line /
- intelligent maintenance
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表 1 冲压线主要故障类型图
序号 故障类型 故障名称 1 机械故障 轴承损坏 2 轴瓦发热 3 导套发热 4 齿轮失效 5 … 6 气液故障 气阀失效 7 管路泄露 8 泵阀失效 9 … 10 电气故障 电路故障 11 元器件损坏 12 电源故障 … … 
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表 2 主要传感器设置部位表
序号 主要部件 部位 监控点 监控周期 1 横梁 主电机 温度 实时 2 电流 实时 3 振动 实时 4 湿式离合器制动器 油压 实时 5 流量 实时 6 高速轴轴承 温度 实时 7 低速轴铜套 温度 实时 8 滑块 滑块调节 断轴检测 实时 9 滑块 导轨 温度 实时 10 液压系统 液压保护 预压力油压 实时 11 气动泵进气压力 实时 12 润滑泵站 次数 实时 … … … …
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[1] 中国锻压协会. 汽车冲压件制造技术[M]. 北京: 机械工业出版社, 2013. [2] Coelho D, Costa D, Rocha E M, et al. Predictive maintenance on sensorized stamping presses by time series segmentation, anomaly detection, and classification algorithms[J]. Procedia Computer Science, 2022, 200: 1184-1193. doi: 10.1016/j.procs.2022.01.318 [3] 刘龙传, 方安勇, 王飞宇. 浅谈自动化冲压线预测性维修[J]. 锻造与冲压, 2020(2): 27-30. [4] 孙业彭. LS-2500型冲压机电机轴承的故障诊断与寿命预测[D]. 沈阳: 沈阳工业大学, 2021. [5] 王建新, 房金良, 赵旭, 等. 智能制造设备监测及预测性维修开发及应用[J]. 设备管理与维修, 2021(21): 16-20. doi: 10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.11.06 [6] 范宏平, 张云峰, 陈垒, 等. 冲压设备智慧维护的探索与实践[J]. 上海汽车, 2020(12): 24-26,32. doi: 10.3969/j.issn.1007-4554.2020.12.04 [7] 柳林燕, 杜宏祥, 汪惠芬, 等. 车间生产过程数字孪生系统构建及应用[J]. 计算机集成制造系统, 2019, 25(6): 1536-1545. doi: 10.13196/j.cims.2019.06.021 [8] Grieves M, Vickers J. Transdisciplinary perspectives on complex systems [M]. Cham: Springer,,2017: 85-113. [9] Lee J , Bagheri B , Kao H A . A cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing systems[J]. Manufacturing Letters, 2015, 3: 18-23. doi: 10.1016/j.mfglet.2014.12.001 [10] Alam K M, El Saddik A. C2PS: A digital twin architecture reference model for the cloud-based cyber-physical systems[J]. IEEE Access, 2017, 5: 2050-2062. doi: 10.1109/ACCESS.2017.2657006 [11] 陶飞, 张贺, 戚庆林, 等. 数字孪生模型构建理论及应用[J]. 计算机集成制造系统, 2021, 27(1): 1-15. doi: 10.13196/j.cims.2021.01.001 [12] 庞建军. 基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现[J]. 制造技术与机床, 2022(4): 165-171. [13] 李俊, 方喜峰, 冯麟皓, 等. 面向数字孪生的船用柴油机装配车间生产调度[J]. 制造技术与机床, 2022(12): 159-166. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.025 [14] 林博宇, 张浩, 孙勇, 等. 锻造车间数据采集与分析系统的设计与应用[J]. 锻压技术, 2020, 45(5): 198-202. [15] 陶飞, 刘蔚然, 张萌, 等. 数字孪生五维模型及十大领域应用[J]. 计算机集成制造系统, 2019, 25(1): 1-18. -
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图(8) / 表(2)
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