CN109559039A - 一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，包括物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块，本发明科学合理，使用安全方便，设置有物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块，通过云平台将三者之间的信息进行实时的相互交流，利用数字孪生模块将所需要制造的产品、制造的方式、资源以及地点各个方面进行系统地规划，并将各方面关联起来，实现设计人员和制造人员的协同，通过物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块搭建规划和执行的闭合环路，利用数字孪生模块将虚拟生产世界和现实生产世界结合起来，利用数字孪生模块生成详细的作业指导书，与物理工厂模块设计和交易模块全过程进行关联，加快生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络通信技术领域，具体为一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统。
背景技术
在工厂业务的传统模式中，完成设计后必须先制造出实体零部件，才能对设计方案的质量和可制造性进行评估，这意味着成本和风险的增加，一般的工厂业务流程验证方法是获得配置好的生产设备之后再进行试用，判断设备是否运行正常，但是到这个时候再发现问题为时已晚，有可能导致生产延误，而且此时解决问题所需要的花费将远远高于流程早期，而且在工厂业务过程规划是设计人员和制造人员基于不同的系统独立工作，设计人员将产品创意提交给制造部门，由他们去思考如何制造，这样容易导致产品信息流失，使得制造人员很难看到实际状况，增加出错的几率，一旦设计发生变更，制造过程很难实现同步更新，所以急需一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，可以有效解决上述背景技术中提出一般的工厂业务流程验证方法是获得配置好的生产设备之后再进行试用，判断设备是否运行正常，但是到这个时候再发现问题为时已晚，有可能导致生产延误，而且此时解决问题所需要的花费将远远高于流程早期，而且在工厂业务过程规划是设计人员和制造人员基于不同的系统独立工作，设计人员将产品创意提交给制造部门，由他们去思考如何制造，这样容易导致产品信息流失，使得制造人员很难看到实际状况，增加出错的几率，一旦设计发生变更，制造过程很难实现同步更新的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，包括业务协同系统，所述业务协同系统包括下单平台、订单信息收集模块、订单处理模块、物理工厂模块、云平台、数字孪生模块、交易模块、销售信息分析模块，所述下单平台包括线上交易和线下交易，所述线上交易和线下交易均与下单平台连接，所述下单平台与订单信息收集模块连接，所述订单信息收集模块与订单处理模块，所述订单处理模块包括分类、排列和删除，所述订单处理模块通过云平台与物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块均连接，所述物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，所述数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，所述交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，所述物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块之间通过云平台相互连接，所述销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况。
根据上述技术方案，所述下单平台是指客户了解产品及与厂商沟通并协议订单，所述下单平台包括线上交易和线下交易，其中线上交易是指客户根据需求通过邮件、微信和网络下单平台与厂商签订订单，所述线下交易是指客户到厂商工厂或者其指定营销的实体店面进行面对面签订订单。
根据上述技术方案，所述订单处理模块是指对订单收集模块所收集的订单信息进行分析处理，并将订单信息传递给云平台，所述订单处理模块包括分类、排列和删除，所述分类是指对收集的订单按照订单签订的时间、订单完成的时间以及地点进行分类，所述排列是指按照订单分类的结果按需排列，所述删除是指将订单收集的信息进行分析，将取消或者终止的订单信息进行删除。
根据上述技术方案，所述物理工厂模块是指根据订单处理模块传递的信息进行制作，所述物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，所述设计是指根据客户的订单要求对产品进行设计，所述生产是指根据设计的产品零件进行批量生产，所述装配是指将生产的产品零件进行组装测试，所述库存是指对商品物料的存储和现有成品的存储。
根据上述技术方案，所述数字孪生模块是指将物理工厂模块中的设计、生产和装配的过程以及库存状态反映到虚拟端，对物理工厂的生产过程进行数字模拟，所述数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，所述虚拟仿真是指在数字孪生模块中对不同的生产策略进行模拟仿真和评估，结合大数据分析和统计学技术，快速找出有空档时间的工序，所述虚拟制作是指将仿真的结构进行虚拟建模，所述虚拟装配是指将建模后的零件进行模拟装配，所述产品分析检测是指将装配后的成品进行模拟工作，并记录工作时出现的问题。
根据上述技术方案，所述交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，所述成品展示是指将工厂制作的实物展现给客户进行检查，所述客户交涉是指厂商与客户之间针对成品的质量进行交流，所述问题反馈是指针对成品客户所提出的问题和要求进行收集，并实时将问题信息传递给云平台。
根据上述技术方案，所述在物理工厂模块与数字孪生模块之间，所述物理工厂模块为数字孪生模块进行虚拟的实体化，所述数字孪生模块为物理工厂进行实体的虚拟化，具体是通过物理工厂模块中的设计将产品进行初步设计，并将设计信息传递给虚拟仿真进行同步构造，所述数字孪生模块预先进行虚拟制作和虚拟装配，并通过产品分析检测在虚拟制作阶段预见其性能，通过云平台进行分析加以改进，其中制作装配中发现问题后只需要在数字孪生模块中进行修正即可，所述物理工厂模块通过云平台接受数字孪生模块改进的信息进行生产和装配，并将生产和装配中出现的新问题通过云平台反馈给数字孪生模块。
根据上述技术方案，所述在物理工厂和交易模块之间，所述物理工厂为交易模块提供产品，所述交易模块为物理工厂进行产品问题反馈，具体包括交易模块将交易中所涉及的问题通过云平台传递给交易模块中的设计人员和制造人员，从而实时更新面向制造的物料清单，创建新的工序，为工序分配新的操作人员。
根据上述技术方案，所述在数字孪生模块和交易模块之间，所述数字孪生模块为交易模块提供模拟参照，所述交易模块为数字孪生模块进行问题反馈，具体是数字孪生模块根据交易模块中所涉及的问题，同步执行影响分析了解生产线设备供应商中，哪些会受到影响，以及对生产调度产生怎么样的影响，通过对数字孪生模块中的虚拟仿真、虚拟制作和虚拟装配进行修正，并将修正的虚拟成品信息传递给交易模块。
根据上述技术方案，所述销售信息分析模块是指将运行过程中所设计的相关数据进行记录并保存，所述销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况，所述销售量及方式是指产品的销售量以及销售渠道进行记录，分析出最佳销售渠道以及制作销售量的曲线表，所述生产问题是指对生产交易中所产生的问题进行统计，所述问题解决情况是指对问题解决所运用的方式途径以及解决问题的时间进行统计。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便：设置有物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块，通过云平台将三者之间的信息进行实时的相互交流，利用数字孪生模块将所需要制造的产品、制造的方式、资源以及地点各个方面进行系统地规划，并将各方面关联起来，实现设计人员和制造人员的协同，一旦发生设计变更，可以在数字孪生模型中方便地更新制造过程，在此基础上进一步将完成各项任务所需的时间以及所有不同的工序整合在一起，进行分析和规划，直到产生满意制造过程方案，通过物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块搭建规划和执行的闭合环路，利用数字孪生模块将虚拟生产世界和现实生产世界结合起来，利用数字孪生模块生成详细的作业指导书，与物理工厂模块设计和交易模块全过程进行关联，这样一来如果发生任何变更，整个过程都会进行相应的更新，甚至还能从生产环境中收集有关生产执行情况的信息，加快生产效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的系统的结构框图；
图2是本发明的数字孪生系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-2所示，本发明提供一种技术方案，一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，包括业务协同系统，业务协同系统包括下单平台、订单信息收集模块、订单处理模块、物理工厂模块、云平台、数字孪生模块、交易模块、销售信息分析模块，下单平台包括线上交易和线下交易，线上交易和线下交易均与下单平台连接，下单平台与订单信息收集模块连接，订单信息收集模块与订单处理模块，订单处理模块包括分类、排列和删除，订单处理模块通过云平台与物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块均连接，物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块之间通过云平台相互连接，销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况。
根据上述技术方案，下单平台是指客户了解产品及与厂商沟通并协议订单，下单平台包括线上交易和线下交易，其中线上交易是指客户根据需求通过邮件、微信和网络下单平台与厂商签订订单，线下交易是指客户到厂商工厂或者其指定营销的实体店面进行面对面签订订单。
根据上述技术方案，订单处理模块是指对订单收集模块所收集的订单信息进行分析处理，并将订单信息传递给云平台，订单处理模块包括分类、排列和删除，分类是指对收集的订单按照订单签订的时间、订单完成的时间以及地点进行分类，排列是指按照订单分类的结果按需排列，删除是指将订单收集的信息进行分析，将取消或者终止的订单信息进行删除。
根据上述技术方案，物理工厂模块是指根据订单处理模块传递的信息进行制作，物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，设计是指根据客户的订单要求对产品进行设计，生产是指根据设计的产品零件进行批量生产，装配是指将生产的产品零件进行组装测试，库存是指对商品物料的存储和现有成品的存储。
根据上述技术方案，数字孪生模块是指将物理工厂模块中的设计、生产和装配的过程以及库存状态反映到虚拟端，对物理工厂的生产过程进行数字模拟，数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，虚拟仿真是指在数字孪生模块中对不同的生产策略进行模拟仿真和评估，结合大数据分析和统计学技术，快速找出有空档时间的工序，虚拟制作是指将仿真的结构进行虚拟建模，虚拟装配是指将建模后的零件进行模拟装配，产品分析检测是指将装配后的成品进行模拟工作，并记录工作时出现的问题。
根据上述技术方案，交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，成品展示是指将工厂制作的实物展现给客户进行检查，客户交涉是指厂商与客户之间针对成品的质量进行交流，问题反馈是指针对成品客户所提出的问题和要求进行收集，并实时将问题信息传递给云平台。
根据上述技术方案，在物理工厂模块与数字孪生模块之间，物理工厂模块为数字孪生模块进行虚拟的实体化，数字孪生模块为物理工厂进行实体的虚拟化，具体是通过物理工厂模块中的设计将产品进行初步设计，并将设计信息传递给虚拟仿真进行同步构造，数字孪生模块预先进行虚拟制作和虚拟装配，并通过产品分析检测在虚拟制作阶段预见其性能，通过云平台进行分析加以改进，其中制作装配中发现问题后只需要在数字孪生模块中进行修正即可，物理工厂模块通过云平台接受数字孪生模块改进的信息进行生产和装配，并将生产和装配中出现的新问题通过云平台反馈给数字孪生模块。
根据上述技术方案，在物理工厂和交易模块之间，物理工厂为交易模块提供产品，交易模块为物理工厂进行产品问题反馈，具体包括交易模块将交易中所涉及的问题通过云平台传递给交易模块中的设计人员和制造人员，从而实时更新面向制造的物料清单，创建新的工序，为工序分配新的操作人员。
根据上述技术方案，在数字孪生模块和交易模块之间，数字孪生模块为交易模块提供模拟参照，交易模块为数字孪生模块进行问题反馈，具体是数字孪生模块根据交易模块中所涉及的问题，同步执行影响分析了解生产线设备供应商中，哪些会受到影响，以及对生产调度产生怎么样的影响，通过对数字孪生模块中的虚拟仿真、虚拟制作和虚拟装配进行修正，并将修正的虚拟成品信息传递给交易模块。
根据上述技术方案，销售信息分析模块是指将运行过程中所设计的相关数据进行记录并保存，销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况，销售量及方式是指产品的销售量以及销售渠道进行记录，分析出最佳销售渠道以及制作销售量的曲线表，生产问题是指对生产交易中所产生的问题进行统计，问题解决情况是指对问题解决所运用的方式途径以及解决问题的时间进行统计。
基于上述，本发明的优点在于：通过物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块之间协同作用，通过云平台将三者之间的信息进行实时的相互交流，利用数字孪生模块将所需要制造的产品、制造的方式、资源以及地点各个方面进行系统地规划，并将各方面关联起来，实现设计人员和制造人员的协同，一旦发生设计变更，可以在数字孪生模型中方便地更新制造过程，在此基础上进一步将完成各项任务所需的时间以及所有不同的工序整合在一起，进行分析和规划，直到产生满意制造过程方案，通过物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块搭建规划和执行的闭合环路，利用数字孪生模块将虚拟生产世界和现实生产世界结合起来，利用数字孪生模块生成详细的作业指导书，与物理工厂模块设计和交易模块全过程进行关联，这样一来如果发生任何变更，整个过程都会进行相应的更新，甚至还能从生产环境中收集有关生产执行情况的信息，加快生产效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，包括业务协同系统，其特征在于：所述业务协同系统包括下单平台、订单信息收集模块、订单处理模块、物理工厂模块、云平台、数字孪生模块、交易模块、销售信息分析模块，所述下单平台包括线上交易和线下交易，所述线上交易和线下交易均与下单平台连接，所述下单平台与订单信息收集模块连接，所述订单信息收集模块与订单处理模块，所述订单处理模块包括分类、排列和删除，所述订单处理模块通过云平台与物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块均连接，所述物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，所述数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，所述交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，所述物理工厂模块、数字孪生模块和交易模块之间通过云平台相互连接，所述销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述下单平台是指客户了解产品及与厂商沟通并协议订单，所述下单平台包括线上交易和线下交易，其中线上交易是指客户根据需求通过邮件、微信和网络下单平台与厂商签订订单，所述线下交易是指客户到厂商工厂或者其指定营销的实体店面进行面对面签订订单。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述订单处理模块是指对订单收集模块所收集的订单信息进行分析处理，并将订单信息传递给云平台，所述订单处理模块包括分类、排列和删除，所述分类是指对收集的订单按照订单签订的时间、订单完成的时间以及地点进行分类，所述排列是指按照订单分类的结果按需排列，所述删除是指将订单收集的信息进行分析，将取消或者终止的订单信息进行删除。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述物理工厂模块是指根据订单处理模块传递的信息进行制作，所述物理工厂模块包括设计、生产、装配和库存，所述设计是指根据客户的订单要求对产品进行设计，所述生产是指根据设计的产品零件进行批量生产，所述装配是指将生产的产品零件进行组装测试，所述库存是指对商品物料的存储和现有成品的存储。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述数字孪生模块是指将物理工厂模块中的设计、生产和装配的过程以及库存状态反映到虚拟端，对物理工厂的生产过程进行数字模拟，所述数字孪生模块包括虚拟仿真、虚拟制作、虚拟装配和产品分析检测，所述虚拟仿真是指在数字孪生模块中对不同的生产策略进行模拟仿真和评估，结合大数据分析和统计学技术，快速找出有空档时间的工序，所述虚拟制作是指将仿真的结构进行虚拟建模，所述虚拟装配是指将建模后的零件进行模拟装配，所述产品分析检测是指将装配后的成品进行模拟工作，并记录工作时出现的问题。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述交易模块包括成品展示、客户交涉和问题反馈，所述成品展示是指将工厂制作的实物展现给客户进行检查，所述客户交涉是指厂商与客户之间针对成品的质量进行交流，所述问题反馈是指针对成品客户所提出的问题和要求进行收集，并实时将问题信息传递给云平台。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述在物理工厂模块与数字孪生模块之间，所述物理工厂模块为数字孪生模块进行虚拟的实体化，所述数字孪生模块为物理工厂进行实体的虚拟化，具体是通过物理工厂模块中的设计将产品进行初步设计，并将设计信息传递给虚拟仿真进行同步构造，所述数字孪生模块预先进行虚拟制作和虚拟装配，并通过产品分析检测在虚拟制作阶段预见其性能，通过云平台进行分析加以改进，其中制作装配中发现问题后只需要在数字孪生模块中进行修正即可，所述物理工厂模块通过云平台接受数字孪生模块改进的信息进行生产和装配，并将生产和装配中出现的新问题通过云平台反馈给数字孪生模块。
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述在物理工厂和交易模块之间，所述物理工厂为交易模块提供产品，所述交易模块为物理工厂进行产品问题反馈，具体包括交易模块将交易中所涉及的问题通过云平台传递给交易模块中的设计人员和制造人员，从而实时更新面向制造的物料清单，创建新的工序，为工序分配新的操作人员。
9.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述在数字孪生模块和交易模块之间，所述数字孪生模块为交易模块提供模拟参照，所述交易模块为数字孪生模块进行问题反馈，具体是数字孪生模块根据交易模块中所涉及的问题，同步执行影响分析了解生产线设备供应商中，哪些会受到影响，以及对生产调度产生怎么样的影响，通过对数字孪生模块中的虚拟仿真、虚拟制作和虚拟装配进行修正，并将修正的虚拟成品信息传递给交易模块。
10.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟工厂业务协同系统，其特征在于：所述销售信息分析模块是指将运行过程中所设计的相关数据进行记录并保存，所述销售信息分析模块包括销售量及方式、生产问题和问题解决情况，所述销售量及方式是指产品的销售量以及销售渠道进行记录，分析出最佳销售渠道以及制作销售量的曲线表，所述生产问题是指对生产交易中所产生的问题进行统计，所述问题解决情况是指对问题解决所运用的方式途径以及解决问题的时间进行统计。
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