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数据驱动的生产线数字孪生系统构建与应用

黄涵钰 毛柯夫 苑明海 郑良 裴凤雀

黄涵钰, 毛柯夫, 苑明海, 郑良, 裴凤雀. 数据驱动的生产线数字孪生系统构建与应用[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 67-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.009
引用本文: 黄涵钰, 毛柯夫, 苑明海, 郑良, 裴凤雀. 数据驱动的生产线数字孪生系统构建与应用[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 67-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.009
HUANG Hanyu, MAO Kefu, YUAN Minghai, ZHENG Liang, PEI Fengque. Construction and application of a digital twin system for data-driven intelligent manufacturing line[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 67-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.009
Citation: HUANG Hanyu, MAO Kefu, YUAN Minghai, ZHENG Liang, PEI Fengque. Construction and application of a digital twin system for data-driven intelligent manufacturing line[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 67-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.009

数据驱动的生产线数字孪生系统构建与应用

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.009
基金项目: 江苏省自然科学基金面上项目(BK20201162);教育部人文社科规划基金项目(21YJA630111);常州市科技项目(CJ20220207);常州市科技计划项目(CM20223014,CE20235052);河海大学优秀研究生学位论文培育项目(422003489);江苏省研究生科研创新计划项目(422003179)
详细信息
    作者简介:

    黄涵钰,女,1999年生,硕士研究生,研究方向为智能制造。E-mail:221319010039@hhu.edu.cn

    通讯作者:

    黄涵钰,女,1999年生,硕士研究生,研究方向为智能制造。E-mail:221319010039@hhu.edu.cn

  • 中图分类号: TH165

Construction and application of a digital twin system for data-driven intelligent manufacturing line

  • 摘要: 为满足生产线智能化的发展需求,针对传统生产线现场调试周期长,生产线三维可视化能力差,生产数据不同步,现场状态监控成本高等问题,结合数字孪生技术,以数据驱动为基础,构建了生产线数字孪生系统。首先运用Process Simulate构建生产线上的各类设备的数字孪生模型,根据数据通信网络和数据采集架构图,利用OPC UA和Modbus通信,读取生产线设备实时数据,并存入相应的数据库中作为驱动生产线数字孪生模型的数据源,从而实现数字孪生模型对物理实体的实时映射。最后,通过搭建虚拟仿真环境,对数字孪生系统进行虚拟调试,并通过构建实例验证平台,验证生产线数字孪生系统的有效性和可行性。

     

  • 图  1  数字孪生生产线系统成部分

    图  2  生产线数字孪生系统架构

    图  3  Process Simulate与PLC信号关系图

    图  4  数据通信网络架构图

    图  5  数据采集框架图

    图  6  数字孪生模型重构

    图  7  tray1_1出入库路径规划

    图  8  硬件设备组态图

    图  9  HMI界面图

    图  10  设备连接图

    图  11  自动模式下某一动作调试图

    图  12  数字孪生模型同步图

    表  1  数字孪生系统设备在线表

    设备名称 设备类型 IP地址 子网掩码 MAC地址
    plc_1 S7-1500 192.168.3.200 255.255.255.0 ac:64:17:d0:bd:df
    hmi_1 SIMATIC-HMI 192.168.3.52 255.255.255.0 8c:f3:19:4e:33:71
    switch_1 TP_LINK 192.168.3.100 255.255.255.0
    下载: 导出CSV
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  • 修回日期:  2023-11-02

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