工厂产线三维仿真验证系统及方法与流程

专利2025-04-25  16


本发明涉及工业生产,尤其涉及工厂产线三维仿真验证系统及方法。


背景技术:

1、工厂生产线的设计和验证是制造业中至关重要的一环,它直接影响到生产效率、产品质量和成本控制。传统的生产线设计和验证方法通常依赖于实际的物理样机或试验,这种方法不仅耗时耗力,而且成本高昂。同时,难以全面考虑各种复杂的生产情况和变化,往往需要反复调整和试验。

2、目前,虚拟仿真技术已经在工厂生产线设计和验证中得到了广泛应用。然而,传统的虚拟仿真技术往往局限于二维平面模拟,难以真实地反映出工厂内部设备、物料、人员等的三维空间布局和运动情况,因此无法完全满足工厂生产线设计和验证的需求。

3、同时,现有的一些工厂仿真软件虽然能够进行三维仿真,但其操作复杂,学习成本高,且往往需要高昂的许可费用,限制了中小型企业的应用范围。

4、现有技术的局限性:

5、传统的生产线设计和验证方法需要大量的时间和成本投入,效率低下;传统的虚拟仿真技术往往局限于二维平面模拟,无法真实反映出工厂内部的三维空间布局和运动情况;且现有的工厂仿真软件操作复杂,学习成本高,且需要高昂的许可费用。

6、为此,本申请提出工厂产线三维仿真验证系统及方法。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术问题,而提出的工厂产线三维仿真验证系统及方法。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、工厂产线三维仿真验证方法,包括以下步骤:

4、s1,建立三维模型:利用三维建模工具,将数据转换为可视化的三维模型;

5、s2,功能标签分类:根据工厂内不同物体的功能,将其进行归类并为每个功能类别定义详细的功能属性;

6、s3,赋予功能属性:在三维模型中为每个物体添加相应的功能标签;

7、s4,建立关系链接:采用目标关系连接,将库存与设备之间的运输路径明确标记,以确保物料能够顺利流动;

8、通过过程关系连接,将具体的物料流转过程细化标注,包括流转路径、工序顺序信息;

9、利用执行关系连接,将执行任务的设备与其所操作的物体之间建立连接,以实现任务执行的准确性和有效性;

10、s5,进行仿真模拟:通过仿真软件对整个工厂产线进行仿真模拟,收集仿真数据并进行分析评估,以验证产线设计的合理性和优化方案的有效性。

11、优选地,所述s2中将工厂内不同物体的功能进行归类为七大类,所述七大类包括筛选、加工、拆解、合成、分配、搬运和存储。

12、优选地,所述s2中为每个功能类别定义详细的功能属性为加工所需的工艺流程、扫描所需的信息采集方式。

13、优选地,所述s5中仿真模拟通过仿真控制器实现。

14、优选地,所述仿真控制器包括控制运行、停止、加速、暂停功能,以及模拟时间轴的调控。

15、优选地,所述s5中仿真模拟包括物体的移动、加工、装配过程。

16、本发明还公开了工厂产线三维仿真验证系统,包括三维建模模块、功能分类模块、赋能模块、链接模块、仿真控制器,所述三维建模模块与功能分类模块通信连接,所述功能分类模块、赋能模块通信连接,所述赋能模块、链接模块通信连接,所述链接模块、仿真控制器通信连接;

17、所述三维建模模块用于将数据转换为可视化的三维模型;

18、所述功能分类模块根据工厂内不同物体的功能进行分类;

19、所述赋能模块在三维模型中为每个物体添加相应的功能标签;

20、所述链接模块将执行任务的设备与其所操作的物体之间建立连接;

21、所述仿真控制器用于对对整个工厂产线进行仿真模拟。

22、优选地,所述三维建模模块还具有连接功能。

23、优选地,所述链接模块建立连接时,利用三维建模模块中的连接功能,实现简便快捷的连接操作。

24、本发明与现有技术相比,其有益效果为:

25、本发明引入了功能性标签分类,将工厂内的设备、库存、物料、人员等根据其功能特点进行分类,如加工、筛选、拆解等。这种分类方式使得三维模型不仅具备了外观形态的描述,还具备了其在生产线中扮演的角色和功能,从而更加准确地反映了生产线的实际运行情况。



技术特征:

1.工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,所述s2中将工厂内不同物体的功能进行归类为七大类,所述七大类包括筛选、加工、拆解、合成、分配、搬运和存储。

3.根据权利要求1所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,所述s2中为每个功能类别定义详细的功能属性为加工所需的工艺流程、扫描所需的信息采集方式。

4.根据权利要求1所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,所述s5中仿真模拟通过仿真控制器实现。

5.根据权利要求4所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,所述仿真控制器包括控制运行、停止、加速、暂停功能,以及模拟时间轴的调控。

6.根据权利要求1所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,所述s5中仿真模拟包括物体的移动、加工、装配过程。

7.工厂产线三维仿真验证系统,可执行权利要求1-6任一项所述的工厂产线三维仿真验证方法,其特征在于,包括三维建模模块、功能分类模块、赋能模块、链接模块、仿真控制器,所述三维建模模块与功能分类模块通信连接,所述功能分类模块、赋能模块通信连接,所述赋能模块、链接模块通信连接,所述链接模块、仿真控制器通信连接;

8.根据权利要求7所述的工厂产线三维仿真验证系统,其特征在于,所述三维建模模块建立三维模型时,采用激光扫描技术获取实际环境数据,然后利用三维建模工具进行建模。

9.根据权利要求8所述的工厂产线三维仿真验证系统,其特征在于,所述三维建模模块还具有连接功能。

10.根据权利要求9所述的工厂产线三维仿真验证系统,其特征在于,所述链接模块建立连接时,利用三维建模模块中的连接功能,实现简便快捷的连接操作。


技术总结
本发明公开了工厂产线三维仿真验证方法,包括以下步骤:S1建立三维模型,S2功能标签分类,S3赋予功能属性,S4建立关系链接,S5进行仿真模拟;该系统包括三维建模模块、功能分类模块、赋能模块、链接模块、仿真控制器。本发明通过建立工厂内设备、库存、物料和人员等的三维模型,并为其赋予功能标签,实现了对工厂内各个元素的可视化和功能化描述,通过建立关系链接,明确了各个物体之间的关联关系,包括目标关系、过程关系和执行关系,以确保产线的运行顺畅,利用仿真控制器进行整个产线的仿真模拟,包括运行、停止、加速、暂停等功能,以及对仿真结果进行分析评估,验证产线设计的合理性和优化方案的有效性。

技术研发人员:胡鹏,刘文垒,魏易知
受保护的技术使用者:青岛矢量数字科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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