数字孪生车间系统构建及应用

生产车间是一个多设备、多技术的复杂组织体。

物理实体层是制造车间的主体，主要包括人、机、料、法、环五个大类。人指制造产品的人员，包括操作工人、维修工人等；机指制造产品所用的设备、工装等辅助生产用具；料指制造产品所使用的物料，包括半成品、原料等用料；法指制造产品所使用的方法，包括工艺指导书、标准工序指引、生产计划表、检验标准、各种操作规程等；环指产品制造过程中所处的环境，包括各种设备的布局，温度、湿度、噪音等要求。

孪生模型层主要由仿真模型与孪生数据组合构成，其中仿真模型是对车间物理实体关键

物理特征的真实写照，孪生数据由车间物理实体产生，将仿真模型与孪生数据在逻辑规则下进行结合与匹配，从而形成了孪生模型。

服务层主要面向用户，主要负责在孪生数据驱动下为车间服务系统的运行提供相应的支持与服务。

根据上述车间生产过程数字孪生系统的体系结构，为了实现服务层的功能，整个系统的关键是实时获取孪生数据、构建孪生模型和车间物理实体实时映射。

孪生模型的建立需要构建不同领域实体的统一逻辑结构，针对不同类型的物理实体和功能，以及实体产生的数据，构建相应虚拟空间孪生模型。

车间存在众多来自不同厂商的各类产品与设备，不同设备的接入方式、数据类型与格式均不相同。为保证孪生模型与物理实体的实时映射，须有安全且稳定的数据采集及传输方式。

孪生模型对物理实体的实时关键动作、关键行为和状态的映射是数字孪生技术的基础应用。