【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车流水线生产领域，特别是一种基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统和仿真方法。
技术介绍
1、目前汽车数字孪生常见的走停线仿真方法是通过企业的mes系统提供的车辆队来进行驱动。当车辆队列发生变化时，数字孪生展示画面的车辆向下一个岗位移动。在现有技术中，利用设置在每个岗位上的占位传感器来间接推断车辆位置，从而更新虚拟产线的队列。
2、例如，现实环境车辆离开前序岗位并进入后续岗位时，生产控制系统中车辆队列发生变化，后续岗位的占位传感器检测到车辆。此时，物联网系统按固定频率采集占位传感器信息，发现车辆队列的变化，于是将变化的数据推送给数字孪生系统。数字孪生系统接收到数据变化，因为发现前序岗位车辆的信号消失且后续岗位有车辆信号，那么就更新虚拟产线，将车辆向前移动一个工位。这类方法存在的缺陷是：
3、1、因为数字孪生系统主要是依赖到达占位队列数据，数字孪生系统中的车辆移动过程动画比起实际产线会有延迟。
4、2、当物联网系统定期采集信号的时候，如果车辆正好在两个岗位之间，那么会导致数字孪生系统中的队列数据里车辆会消失，需要车辆完全进入后续岗位才能正确同步到车辆信息，造成数字孪生与现场不一致。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统和仿真方法，通过增加采集岗位电机和限位器等控制信号，更新虚拟队列算法，从而解决上述现有技术存在的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是提供一种
3、所述生产控制系统连接到所述产线，驱动所述车辆沿着所述产线经过一个或者多个岗位，并控制安装在所述岗位的生产设备对所述车辆完成与所述岗位对应的生产工序；所述生产控制系统还发送传感信息到所述物联网系统；所述物联网系统基于所述传感信息生成产线状态信息，发送到所述数字孪生系统；所述产线状态信息包含产线上每个所述岗位的放行信息、车辆转移信息和占位信息；
4、所述数字孪生系统结合所述放行信息和所述车辆转移信息，计算得到虚拟队列信息，并进一步基于所述虚拟队列信息更新所述虚拟产线状态并显示，从而实现所述虚拟产线的孪生效果；所述数字孪生系统基于所述占位信息和所述虚拟队列信息，判定是否存在冲突，并在发生所述冲突时通过所述虚拟产线发出警报。
5、进一步地，所述生产控制系统包含控制模块和传感模块；
6、所述控制模块连接到所述产线和所述生产设备，向所述产线和所述生产设备发送控制信息，从而控制所述产线和所述生产设备的动作，同时基于所述控制信息生成所述传感信息，发送到所述物联网系统；所述传感模块连接到所述产线，采集传感器信号转换为所述传感信息，发送到所述物联网系统。
7、进一步地，所述传感模块连接到占位传感器；所述占位传感器和所述岗位一一对应，安装在所述岗位旁；所述传感模块根据所述占位传感器的信号，生成表征所述岗位上是否存在所述车辆的所述传感信息。
8、进一步地，所述控制模块包含限位器控制子模块和电机控制子模块；
9、所述限位器控制子模块连接到限位器；所述限位器和所述岗位一一对应，用于放行对应所述岗位的所述车辆；所述限位器控制子模块根据生产需要，控制所述限位器动作，并生成表征是否放行当前岗位上所述车辆的所述传感信息；
10、所述电机控制子模块连接到所述产线上的所述电机，根据生产需要控制所述电机动作，从而驱动所述车辆进入产线或者沿着所述产线前进，同时生成表征所述车辆转移的所述传感信息。
11、进一步地，所述电机控制子模块连接到升降机电机和岗位电机；所述升降机电机用于提升车辆进入产线；当所述升降机电机动作时，生成表征新的所述车辆上线的所述传感信息；所述岗位电机用于驱动车辆沿着所述产线前进到下一个所述岗位，或者离开所述产线；当所述岗位电机动作时，生成表征存量所述车辆移动的所述传感信息。
12、进一步地，所述物联网系统包含数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块和数据通信模块；
13、所述数据采集模块利用所述数据通信模块从所述生产控制系统获取所述传感信息，交付到所述数据计算模块；所述数据计算模块利用所述数据存储模块整合所述传感信息，生成所述产线状态信息，最后通过所述数据通信模块将所述产线状态信息传输到所述数字孪生系统。
14、进一步地，所述数字孪生系统包含数据预处理模块、数据计算模块、队列数据模块、驱动逻辑模块和动画模块；
15、所述数据预处理模块对接收到的所述产线状态信息做格式转换，发送到所述数据计算模块；所述数据计算模块基于所述产线状态信息，生成产线事件信息，发送到所述队列数据模块；
16、所述队列数据模块记录所述车辆上下线的变化，并利用所述产线事件信息，更新虚拟队列信息；当所述虚拟队列信息变化时，通知所述驱动逻辑模块并将发送所述虚拟队列信息到所述驱动逻辑模块；
17、所述驱动逻辑模块维护所述虚拟产线状态，当收到所述虚拟队列信息后，基于所述虚拟队列信息更新所述虚拟产线状态，发送到所述动画模块；所述动画模块根据所述虚拟产线状态更新动画，生成可视化的所述虚拟产线并显示。
18、本专利技术还公开了一种利用上述基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统的仿真方法，其特征在于，包含步骤：
19、步骤s10、初始化所述生产控制系统、所述物联网系统和所述数字孪生系统；在所述数字孪生系统中的队列数据模块里，建立虚拟队列并初始化所述虚拟队列中所有单元为空；
20、步骤s20，所述生产控制系统操纵车辆进入产线；
21、步骤s30，所述生产控制系统采集并上报所述传感信息到所述物联网系统；
22、步骤s40，由所述物联网系统转化为产线状态信息，发送到所述数字孪生系统；
23、步骤s50，所述数字孪生系统基于所述产线状态信息和当前的所述虚拟队列信息，判定是否存在冲突；如果发生冲突，所述数字孪生系统发出警报，提示产线冲突，反之进入步骤s60；
24、步骤s60，所述队列数据模块基于所述产线状态信息计算新的所述虚拟队列信息；
25、步骤s70，当所述虚拟队列信息发生变化时，所述数字孪生系统更新所述虚拟产线状态；
26、步骤s80，所述数字孪生系统根据所述虚拟产线状态更新动画并显示虚拟产线；
27、步骤s90，所述车辆在当前岗位完成所述生产工序，所述生产控制系统操纵所述车辆进入下一个所述岗位；如果当前无新车辆进入所述产线，跳转到步骤s30；否则跳转步骤s20。
28、进一步地，步骤s50中，判定产线冲突的步骤中，包含子步骤：
29、步骤s51，读取所述产线状态信息中的所述放行信息和所述车辆转移信息，如果是新车上线，则标记目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，形成与应用走停线工艺的真实产线孪生的虚拟产线，用于远程实时管理在产线上的车辆生产，其特征在于，包含生产控制系统、物联网系统和数字孪生系统；
2.根据权利要求1所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述生产控制系统包含控制模块和传感模块；
3.根据权利要求2所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述传感模块连接到占位传感器；所述占位传感器和所述岗位一一对应，安装在所述岗位旁；所述传感模块根据所述占位传感器的信号，生成表征所述岗位上是否存在所述车辆的所述传感信息。
4.根据权利要求2所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述控制模块包含限位器控制子模块和电机控制子模块；
5.根据权利要求4所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述电机控制子模块连接到升降机电机和岗位电机；所述升降机电机用于提升车辆进入产线；当所述升降机电机动作时，生成表征新的所述车辆上线的所述传感信息；所述岗位电机用于驱动车辆沿着所述产线前进到下一个所述
6.根据权利要求1所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述物联网系统包含数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块和数据通信模块；
7.根据权利要求1所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述数字孪生系统包含数据预处理模块、数据计算模块、队列数据模块、驱动逻辑模块和动画模块；
8.一种利用如权利要求1所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统的仿真方法，其特征在于，包含步骤：
9.根据权利要求8所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统的仿真方法，其特征在于，步骤S50中，判定产线冲突的步骤中，包含子步骤：
10.根据权利要求8所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统的仿真方法，其特征在于，步骤S60中计算新的所述虚拟队列信息的步骤中，包含子步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，形成与应用走停线工艺的真实产线孪生的虚拟产线，用于远程实时管理在产线上的车辆生产，其特征在于，包含生产控制系统、物联网系统和数字孪生系统；
2.根据权利要求1所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述生产控制系统包含控制模块和传感模块；
3.根据权利要求2所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述传感模块连接到占位传感器；所述占位传感器和所述岗位一一对应，安装在所述岗位旁；所述传感模块根据所述占位传感器的信号，生成表征所述岗位上是否存在所述车辆的所述传感信息。
4.根据权利要求2所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述控制模块包含限位器控制子模块和电机控制子模块；
5.根据权利要求4所述的基于汽车生产走停线的数字孪生仿真系统，其特征在于，所述电机控制子模块连接到升降机电机和岗位电机；所述升降机电机用于提升车辆进入产线；当所述升降机电机动作时，生成表征新的所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹可杰，陈赛，谢立，李浩，
申请(专利权)人：依柯力信息科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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