基于数字孪生的综采工作面工业虚拟服务系统

针对传统虚拟综采工作面数字化程度低、工艺规划周期长、装备运行状态监测困难等问题,设计了基于数字孪生的综采工作面生产系统。围绕综采工作面运行规律及特点,构建了物理综采工作面、虚拟综采工作面、综采虚拟软件服务系统和综采孪生数据系统,研究了系统间的数据交互流程和驱动优化方法。提出虚拟综采工作面元素模型的系统性构建方法,完成了多种类煤层及综采装备建模;基于综采虚拟软件服务系统对综采生产过程进行虚拟仿真,实现了采煤机截割路径规划和不同综采工艺的预演评价;利用相关传感器及软件技术实现了综采装备运行姿态在虚拟环境中的实时映射,在此基础上,建立了分布式局域网协同模型,借助一致性哈希算法实现了多装备监测任务的动态优化分配。经应用测试,该综采虚拟软件服务系统能有效为数字孪生和综采工作面的深度融合及终端装备的生产、规划、监测等问题提供服务。     

基于数字孪生的数控机床运行监测系统设计与开发

本文基于数字孪生五维模型,实现对机床的状态数据远程监测与加工运动仿真,设计了机床运行监测系统的总体框架,添加了OPC UA客户端节点数据订阅等功能,完成与机床数控系统运行数据的对接,利用SolidWorks等平台搭建机床的三维模型,借助Unity平台以运行数据为驱动,结合XChart插件开发了机床运行数据监测界面,以数控程序为驱动,结合刚体平移、旋转运动控制原理,实现了机床三维模型的加工运动仿真功能,最终实现了二维数据图表与三维运动仿真相结合的数控机床运行监测功能。     

基于数字孪生的生产车间运行状态在线预测

针对数字孪生车间的在线预测难题,提出一种实时数据驱动的数字孪生车间运行状态在线预测方法.分析了车间数字孪生体的内涵和运行机制,构建了基于车间数字孪生体的仿真预测框架,阐述了基于事件调度法的仿真运行逻辑,建立了数字孪生车间输入特性、样本生成、事件处理逻辑之间的关系,融合实时数据实现了基于持续瞬态仿真的车间在线预测.设计并...     

煤矿综采工作面供配电系统设计

根据矿井综采工作面供配电系统的原有设备,确定了负荷类型和供电电源,通过负荷计算.对回采系统供配电系统进行了设计,包括回采工作面变压器系统、高低压供配电系统、电气设备整定、接地保护系统、电缆敷设等。     

基于数字孪生的火箭起飞安全系统设计

为解决射前火箭起飞安全性分析与控制的及时性和准确性问题,提出一种基于数字孪生的火箭起飞安全系统设计方案。该系统采用数字化仿真、多源模型处理等技术完成虚拟仿真场景的构建。系统的数据采集模块对火箭、地面设备等产品的实时信息进行采集,完成火箭起飞场景数字孪生体的演化。采用数字化仿真技术,实现火箭起飞过程仿真、干涉检查和安全性分析。同时,系统根据仿真结果对火箭姿态进行优化和控制。为保证火箭起飞安全系统的正确性,采用火箭起飞过程中的真实数据,对系统模型进行不断评估和修正。该系统提高了火箭发射的可靠性,为火箭安全起飞提供了保障。     

工业数字孪生系统的概念、系统结构与运行模式

数字孪生的理念与技术最初在制造业形成,随着建模仿真与控制技术的进步,以及新一代信息技术的发展,数字孪生在城市、农业、建筑等10余领域、50多个方向快速推广,这一理念目前已成为这些领域的前沿与热点方向.在对比不同类别的数字孪生系统的关键问题、主要应用场景、关键技术和数据来源等基础上,提出了工业数字孪生系统(iDTS)的概念,总结了iDTS的典型特点,包括以人为中心、"人-机-环境"相互融合、系统高保真度和孪生模型复杂性;iD T S通过由物理层、感知层、孪生层、应用层和控制层组成的系统结构来支撑系统的运行;在此基础上,提出了一个四阶段的iDTS成熟度模型,并分别定义了以仿真为主和以控制为主的iDTS.最后,结合具体工业应用场景,分析了本地化配置的运行模式、基于"云-端"的运行模式、基于"云-边-端"的运行模式和基于分布式计算的运行模式4种iDTS的运行模式,并通过典型案例描述了不同iDTS的运行模式.     

基于数字孪生的数控机床自动上下料系统设计

为提高机油泵壳体加工的自动化程度,提升生产效率,需要对数控车床进行升级改造,增加C轴功能和动力刀架,并配套上下料机器人和自动料库.基于数字孪生技术,对自动上下料系统进行机电一体化设计.基于NX软件的MCD模块,建立了桁架式机器人的三维数字模型,并通过SIMIT软件实现该三维模型与控制程序的信号交换,并在此数字孪生模型的基础上,完成了上下料系统的机电一体化仿真和虚拟调试,缩短了新产品开发周期,降低了开发成本.     

基于Unity3D的数控机床数字孪生系统设计与实现

数控机床作为机械制造业中先进加工设备,由于设备复杂造价昂贵,其状态监测尤为重要。本文结合数字孪生技术,以LG Mazak数控机床为研究对象,建立了机床的三维模型,基于Uniyt3D软件构建了数控机床数字孪生系统。首先明确了数字孪生系统的五维架构;其次分析了搭建数字孪生系统的关键技术和功能设定,搭建了包括车间漫游、数据可视化、切削过程仿真、刀具碰撞预警、数据查询系统等功能在内的服务平台;最后完成了系统各功能模块进行集成。本系统为数控机床虚实交互操作和数据可视化提供新思路,同时对数控机床操作培训提供便利。     

基于数字孪生的生产单元可视化管控

在新型信息技术赋能生产系统更多分布式增强型智能特性的前提下,为了通过生产单元的精准化运行管控来提升生产过程的整体管控能力,基于数字孪生技术的虚实融合特性,围绕数字孪生驱动的生产单元(DT-PC)可视化管控方法展开研究.通过分析生产单元的可视化管控需求,研究DTPC可视化管控架构,在此基础上围绕DTPC可视化管控模型构建...     

基于数字孪生的前纺丝车间运行架构

数字孪生是近年来各个领域的热点技术.所有行业都希望通过数字孪生来提高自身的创新能力以及随之而来的竞争力.化纤行业是中国工业和经济的重要支柱的一部分,前纺丝车间又是化纤车间的源头,它的效率以及故障率等等都是影响着后面的每一步生产.将会探讨数字孪生在前纺丝车间落地的运行架构.     

煤矿综采工作面巡检机器人系统设计

煤炭资源的日渐枯竭进一步加剧了煤矿综采工作面的作业难度。为避免因作业面空间狭窄、井下复杂环境等因素的影响而导致的安全隐患,设计了一种体积更小、能适应各种复杂环境,且具备自动巡检、异常警报、数据传输、远程监控等多元功能的煤矿综采工作面巡检机器人系统。该系统包含巡检机器人本体、自动巡检控制系统和导航系统等多个模块,能够适应绝大部分煤矿综采工作面的巡检工作需求。最终实际测试结果表明,该系统在精度与灵活性、实用性方面具有一定的优势。     

煤矿综采工作面智能监控系统设计

为促进综采工作面实现智能化、无人化采煤,在综合考虑了综采工作面作业环境较恶劣,易发生各类安全事故的基础上,设计了一种综采工作面智能监控系统。介绍了该系统的构成,所用到的主要设备及工作原理,并设计了该系统的硬件部分与软件部分,借助冗余控制技术,可对综采工作面采煤情况进行在线监测。实际应用结果表明,通过应用该系统可显著提高综采工作面采煤工作的安全性,更好地促进煤矿开采的智能化。     

煤矿综采工作面集中监控系统设计与实现

介绍了一种煤矿综采工作面集中监控系统的整体网络结构,以及硬件平台搭建和数据采集方案,结合井下和地面各自的特点,提供针对性的软件平台,针对远程自动控制给出逻辑控制方案,并在设备监测、数据储存、权限管理等各方面提出全方位的解决方案.     

煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨

随着科技发展,为提高煤矿开采的效率,保证开采工作的安全性,对智能化开采系统的需求越来越多,煤矿开采业的自动化程度越来越高。基于现有的技术和开采数据,本文针对某矿区的发展现状,从智能化、大数据等技术在煤矿开采中的作用出发,力求探明智能化综采工作面系统的工作原理,设计并运用好智能化综采工作面系统,为矿区营造更安全、更高效的开采环境,培育发展新动能。     

基于数字孪生的再制造车间作业模式

再制造作为"中国制造2025"的重要发展方向之一,在资源再利用、降低能耗,促进制造业转型升级等方面发挥着巨大的作用。数字孪生作为一种能全面将物理世界与信息世界实时连接和交融的新技术,能有效促进车间生产作业信息化与工业化深度融合。针对再制造作业过程中的不确定性问题以及虚拟再制造信息空间和实际再制造过程无法实时交互融合的状况,将数字孪生应用到再制造作业流程,构建了基于数字孪生的再制造车间架构,对其架构组成及作业模式进行了描述,并对其中涉及的关键技术进行了应用分析,探究了基于数字孪生的未来汽车再制造作业模式。最后,探讨了基于数字孪生的再制造未来在相关领域的应用前景。     

基于数字孪生的机器人虚拟调试系统设计及开发

基于数字孪生技术,依托Unity引擎开发虚拟调试应用。通过机器人工作站实例进行虚拟调试仿真,基于socket通信,通过三菱PLC对虚拟机器人工作站进行虚拟调试,检测工作站结构设计的合理性、信号配置和逻辑设计的正确性以及工作站各动作之间的连贯性。     

基于数字孪生的桥式起重机自主运行系统研究

为了提高桥式起重机的智能化水平和数字化水平,借助数字孪生技术,对一桥式起重机的安全自主运行系统进行了仿真和实验研究。首先,采用数字孪生思想构建了起重机自主运行系统整体架构,根据桥式起重机的实际运行情况,采用四模型(即虚拟模型、物理动力学模型、行为控制模型和规则计算模型)的方法,构建了起重机的孪生模型;然后,在起重机孪生实验平台上进行了起重机路径规划和大小车轨迹跟踪仿真实验,采用了变论域模糊PID控制器,对起重机大小车轨迹跟踪进行了控制;最后,对该数字孪生系统进行了互联互通实物验证实验。研究结果表明：在起重机数字孪生系统中可以同步进行虚拟仿真和实物实验;在起重机大小车轨迹跟踪实验中,使用所提变论域模糊PID控制方法时,大车跟踪误差在±7 cm内,小车跟踪误差可达±6 cm,表明该控制方法的先进性;同时,该系统初步达成数字孪生技术虚实同步、虚实融合、虚实对照的目标,并且具有良好的三维可视化效果,可为推动机电装备的数字化进程提供一种思路。     

基于数字孪生的生产系统仿真软件关键技术与发展趋势

随着设计和制造过程智能化程度的提升,基于数字孪生技术开展生产系统仿真的研究对国产自主化工业软件具有重要意义。在解析基于数字孪生生产系统仿真软件的特征和应用需求的基础上,阐述了生产系统仿真软件的关键技术,包括生产系统孪生模型构建、生产系统仿真优化和离散事件基础仿真引擎;通过整合国内外生产系统仿真软件,总结了生产系统仿真软件的应用;基于数字孪生的生产系统仿真软件的特征,以及软件与数字孪生模型高保真表示、高效构建、高效仿真和人机交互等的紧密结合,探讨了基于数字孪生的生产系统仿真软件开发的技术挑战与发展趋势,以期为我国基于数字孪生的生产系统仿真软件的自主研发提供参考。     

基于VERICUT数字孪生的柔性生产单元研究

基于VERICUT数字孪生的柔性生产单元,能够快速响应市场需求变化,充分发挥设备潜能。采用免费、开源的LinuxCNC数控系统,提出数字孪生平台的系统架构,分析数字孪生平台的基本功能。通过构建柔性生产单元模型,完成系统输入、输出数据的虚实同步映射,重构车间设备柔性,提高设备的适应能力。