［摘要］构建数字孪生的主要基础功能是采集数据,合理组织设计利用数据构建采集管理系统,为构建数字孪生能够提供完善、精确、实时的采集数据,是如何构建一个数字孪生的重要关键。本文将通过设计分析构建数字孪生的实际需求和设计数字孪生的整套数据构建采集管理系统的具体功能设计方案来对对其进行深入研究,所需要设计的整套数据孪生采集管理系统设计可以良好的有效维持构建数字孪生的数据构建。 ［关键词］物联网实验设备数字孪生；数据采集系统；设计方法
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核桃包装数字孪生在赛博空间领域可以构建一个动态化的虚拟实体模型,与固体物理学领域中的实体能够相互对应,用于自动仿真和模拟描述在物理领域当中各个实体的现实运动状态。发展数字孪生技术是我国智能集成制造的重要使命也是关键的智能集成技术,越来越多地受到国际学术界与制造企业的高度聚焦。目前数字孪生的主要基础技术是车间数据,为精确描绘现实工作环境和其中的一个车间,需要大量准确的车间数据采集作为技术支持。车间数据采集技术是将现实工作环境中对车间生产效率有直接影响的信息内容，直接通过电子传感器或其他电子测试采集设备直接转换成作为上位机可用的交流电信号,可以用于上位机加工进行车间数据采集分析、处理和数据储存,也就是将一个客观上的物理领域的所有信息进行数字化的一个过程。目前数字孪生技术用途宽泛,已在多个工业生产技术领域实践应用。本篇文章将通过分析数字化采集车间当中的复杂精密件和以电子产品为主要研究课题对象,进行有关数据采集技术方面的课题研究,并自主开发成熟的采集系统。
一、数字孪生的需求
1、物流过程跟踪与自动配给。为所有单位材料[1]、机器、工具全部黏贴自动条码条并实行自动标记,通过自动扫描条码技术负责其配送位置与运输状态,在三维化的虚拟配送场景中自动显示各单位材料、机器、工具等的实时配送位置,并对其实际配送运输过程状况实行自动的仿真。
2、自适应组织调度自适应及可动态组织调度。可在获取相关车间资源真实调度数据的必要情况下,依照车间资源配置真实状况,实时实行动态组织调度车间人员、机器、材料、工具、工位,使车间资源综合利用效果最合理化。
3、车间生产质量实时自动控制与跟踪分析。通过车间数据实时采集管理系统、mes、erp
等监控系统,实时精确把握每个车间产品生产品质状况,对车间质量存在问题可以提前实行预料、实时发现处理、事后跟踪分析。
4、车间内部设备健康运行状态实时管理。通过采集车间设备健康状态管理数据,实时分析监测车间设备健康运行状态情况,并以手机大数据等技术方法对车间设备健康运行状态情况进行实时预料。
5、车间实时关键运行指标监控与展示优化。实时自动显示监控车间关键运行指标状态,对监控车间所有关键运行指标情况进行信息可视化实时展示,实现综合实时监控车间驾驶舱运行功能。
二、数据采集系统的具体设计
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1、数据采集硬件架构的总体架构设计
多种仪器设备工作状态数据分析、仪器设备工作状态分火头[2]参数。对于具有专业数据信息输出输入接口的企业仪器设备，可采用专业数字化工位测试仪对工位进行采集,解析专用机器设备的信息传输数据协议实行获得。对于没有专业数据信息输出输入接口的企业仪器设备可
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以采用车间加装专业传感器接口方式进行获得。企业车间工作环境监管测试数据由车间加装专用传感器接口方式实行获得;视频质量监控管理数据由企业监控管理系统采用自带视频软件直接储存到监控服务器,而且以企业专用视频播放器或者插件进行提制;生产过程中的质量监控数据分别可以从专用自动测试工位设备、mes、质量监控系统等当中进行获得。材料、人员、机器、工位、工具等多种工作运转状态分析数据分别能够以数码指纹扫描传感器、扫描数码等多种方式从当中获得。
2、分布式传感器时钟同步设计
数据采集点可以分布在多个数字化设备车间的多个不一样的工位,属于新型分布式数据信息采集处理系统。而在分布式数据信息采集处理系统中,因为可以产生同步时钟的晶振元件具有振动频率高和漂移大的特点,为了可以保障定时同步数据采集,各个数据采集点主单元间的所有时钟同步需定时实行同步。每个时钟数据采集同步点是由一块控制板与一块对应多个传感器连接组成从到主的副单元。控制板系统设计一般可以运用单片机的设计作为整个系统设计主体来实行系统设计。一块对应多个传感器与控制板在整个系统中的物理上可以交互连接相邻,运用无线电缆直连互相连接的的方式,因此我们通常可以直接确认其作为控制板
的所有同步时钟数据就是对应每个传感器的同步数据采集点的同步时间。数据采集点的总线服务器接口可以直接当为主单元,和很多个副单元合成同时连接起来形成"一对多"主与副的数据分布模式。主到副的单元与副到主的单元通过以太网总线接口同时实行所有主的时钟同步数据采集,以主到副单元的所有同步时钟数据可以作为各个数据采集同步定时器的基础,每次同步时钟数据都是需要定时改善副单元的所有时钟。
综上所述，综上所述,数据采集管理系统是实现工业数字孪生的重要基础,针对具体电子产品,以整个数字化生产车间为研究对象,梳理实现数字孪生的工业数据应用需求,进行数据采集,供用于后续数据分析、处理。这篇文章重点梳理了复杂精密件以及电子产品能在数字化生产车间实现数字孪生的数据需求,设计研究一套数据信息采集管理系统,可以很好的体现实践化和运用,并在整个数字化生产车间中,取得良好的研究成果,支持和实现数字孪生的系统建造。
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