基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型研究

来源：机械与电子杂志2021年第11期北京时间：

作者：姚培福;王建国;谭正洲

单位：云南铜业(集团)有限公司,云南 昆明 650051

摘要：着重改善物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的环境变量动态变化实时感知失效、多维因素约束下,设备互联与数字集成失衡和较长周期内自主预测机制缺失等若干缺陷,构建了基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型,并进行了典型环境下的仿真验证。首先,引入工业数字孪生仿真建模技术,构建了面向虚拟工厂业务协同模型的体系架构,给出了虚拟工厂数据流与控制流之间的耦合关系;然后,从数据感知及高效传输模型、融合事件驱动的虚实映射模型和基于深度学习的虚拟工厂业务协同模型等方面,详细给出了模型体系架构涉及的关键问题解决方案;最后,在 PyCharm 集成环境下构建虚拟工厂业务最优协同模型典型应用环境,并进行了多维仿真验证。以某有色金属冶炼行业重点企业为应用案例,对模型进行了工程应用实践验证,验证结果表明,模型较好改善了物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的若干不足,具有环境变量动态变化实时感知全面、多维因素约束下设备互联与数字集成和较长周期内自主决策趋向明显等优势。

关键词：工业数字孪生;虚拟工厂;深度学习算法;业务协同模型;工程应用验证

基金资助：中国铜业重点科技计划项目( 20170501 );云南省矿产资源预测评价工程实验室开放项目( 20180073 );云南省科技人才和平台计划项目( 2018HB089 )