CN109977435B - 工厂运行仿真方法、工厂运行仿真装置及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工厂运行仿真方法，包括：对工厂建模生成工厂模型；获取工厂无线通信系统仿真结果；设置工厂模型中与生产相关的参数值；根据该与生产相关的参数值及该工厂的无线通信系统仿真结果在该工厂模型中进行工厂运行情况仿真。本发明还提供一种仿真装置及计算机存储介质。本发明通过对工厂中无线通信系统进行仿真并将仿真结果输入到工厂运行仿真模型中，使得工厂运行仿真模型考虑到了无线通信系统的影响，进而得到更准确和真实的工厂仿真结果。工厂布局和机器对无线通信信道影响的数据库应用到无线通信仿真系统，使得无线通信仿真系统更真实的反映工厂实际无线通信质量。通过与无线通信系统实际运行比对，无线通信仿真系统得到进一步校正。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统仿真领域以及智能制造数字双胞胎领域，特别涉及一种用于对工厂中无线通信系统仿真并根据所述无线通信系统仿真结果对工厂运行仿真模型进行控制和调整的工厂运行仿真方法、工厂运行仿真装置及计算机存储介质。
背景技术
“数字化双胞胎”是指以数字化方式拷贝一个物理对象，模拟对象在现实环境中的行为，对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真，从而提高制造企业产品研发、制造的生产效率。“数字化双胞胎”已成为制造企业迈向工业4.0的解决方案。方案提出者可以支持企业进行涵盖其整个价值链的整合及数字化转型，为从产品设计、生产规划、生产工程、生产实施直至服务的各个环节打造一致的、无缝的数据平台，形成基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像。帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中也可同步优化整个企业流程，最终实现高效的柔性生产、实现快速创新上市，锻造企业持久竞争力。
传统的数字化双胞胎是将实际工厂中机器的运行进行建模，然后在软件中进行模拟仿真。即传统的数字化双胞胎主要是对工厂中机器运行的情况进行模拟和仿真。现代智能制造要求柔性制造，工厂的布局和生产的流程需要时常根据生产的需要而进行调整和改变，因此无线通信的方式在工厂中越来越多的被应用。
无线信道复杂，无线通信状况随时间和环境的变化多。所以工厂内无线通信的状况与工厂内的运行状况息息相关。工厂运行模型若不考虑无线通信系统模型和运行状况会直接影响工厂模型仿真的准确性和真实性。同时，无线通信网络布局也需要考虑到工厂实际运行的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种工厂运行仿真方法、仿真装置及计算机存储介质，以解决上述问题。
一种工厂运行仿真方法，包括：对工厂进行建模生成工厂模型；获取工厂中的无线通信系统仿真结果；对所述工厂模型中与生产相关的参数值进行设置；根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真。
优选地，所述工厂运行仿真方法还包括：输出仿真结果给实际工厂，使得实际工厂中的控制装置根据所述仿真结果对工厂中生产线及机器设备运行情况进行调整。
优选地，所述工厂运行仿真方法还包括：由设置于实际工厂中的多种传感器实时获取实际工厂运行情况；及根据所述实际工厂的运行情况对工厂运行情况进行仿真并对仿真结果进行实时调整。
优选地，“对工厂进行建模生成工厂模型”包括：响应用户的选择操作由机器设备模型库中选择工厂模型中需要布局的机器设备；响应用户的操作对所述机器设备进行布局并设置机器设备之间的连接情况；以及根据用户选择的机器设备及机器设备之间的连接情况生成工厂模型。
优选地，所述机器设备模型库中包括工厂中多种机器设备的模型，每个机器设备的模型包括机器设备的模型图以及所述机器设备模型对应的属性。
优选地，所述工厂运行仿真方法还包括对工厂中的无线通信系统进行仿真，包括：获取通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息；根据所述获取到的通信设备布网信息、工厂机器布局信息生成所述工厂中无线通信系统的模型；根据工厂生产需求信息、数据发送装置的数据流量模型库及机器设备对无线信道影响模型库在所述无线通信系统模型中对工厂的无线通信系统进行仿真；以及输出仿真结果。
优选地，“根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真”具体包括：根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况；获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态；根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令，以及根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况。
优选地，所述通信状态包括无线通信系统中每个无线通信中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度等。
另一方面，本发明还提供一种工厂运行仿真装置，所述仿真装置包括处理器；以及存储器。所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如下操作：对工厂进行建模生成工厂模型；获取工厂中的无线通信系统仿真结果；对所述工厂模型中与生产相关的参数值进行设置；根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真。
另一方面，本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述指令由所述处理器加载并执行如下操作：对工厂进行建模生成工厂模型；获取工厂中的无线通信系统仿真结果；对所述工厂模型中与生产相关的参数值进行设置；根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真。
本发明通过对工厂中的无线通信系统进行仿真，并将所述无线通信系统的仿真结果输入到工厂运行仿真模型中，从而使得工厂运行仿真模型考虑到了无线通信系统的影响，进而得到更加准确和真实的工厂仿真结果。另外，工厂的布局和机器对无线通信信道影响的数据库也被引入到了无线通信仿真系统中，使得无线通信仿真系统能更加真实的反映工厂实际无线通信质量。通过与无线通信系统实际运行结果的校验和比对，无线通信仿真系统也得到了进一部分校验和校正。
附图说明
图1为本发明一实施方式中工厂运行仿真装置的应用环境示意图。
图2为本发明一实施方式中工厂运行仿真装置的硬件架构示意图。
图3为物体对无线信道影响模型库中影响关系示意图。
图4为本发明一实施方式中无线通信系统仿真平台的功能模块示意图。
图5为本发明一实施方式中工厂运行仿真平台的功能模块示意图。
图6为本发明第一实施方式中工厂运行仿真方法流程图。
图7为本发明第二实施方式中工厂运行仿真方法流程图。
图8为本发明一实施方式中无线通信系统的仿真方法流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，为本发明一实施方式中工厂运行仿真装置的应用环境示意图。所述工厂运行仿真装置100(下称仿真装置100)中运行有无线通信系统仿真平台200以及工厂运行仿真平台300，所述无线通信系统仿真平台200用于对工厂中的无线通信系统进行仿真，所述工厂运行仿真平台300用于生成工厂模型，由所述无线通信系统仿真平台200获取所述无线通信系统的仿真结果，并根据用户设置的与生产相关的参数值和所述无线通信系统的仿真结果在所述工厂模型中对工厂运行情况进行仿真。进一步地，所述工厂运行仿真平台300也可以根据实际工厂400的运行情况对工厂运行情况的仿真进行实时调整，同时所述实际工厂400也可以根据所述工厂运行情况的仿真结果对实际工厂400中的机器设备和/或机器设备所在的整个生产线进行相应调整。其中，所述工厂运行仿真模型即数字化双胞胎，是指以数字化方式为实际工厂400创建虚拟模型，并模拟工厂在现实环境中的运行情况。本发明在数字化双胞胎的基础上集成了无线通信系统的仿真，从而构成一个集成了无线通信系统模型的数字化双胞胎系统。所述集成了无线通信系统模型的数字化双胞胎系统对工厂运行情况的模拟更加准确和真实，在此基础上可以更好的帮助企业在实际投入生产之前在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中可以进一步优化提高研发、制造效率。在本实施例中，被仿真的工厂中可以包括，但不限于，若干机器设备(例如物料架、机器手、传送带等)以及若干通信设备(例如通信终端、通信基站等)，所述若干生产设备之间可以通过所述若干通信设备建立无线通信连接，从而形成无线通信系统。
下面首先对所述仿真装置100进行工厂中无线通信系统仿真的功能做进一步的介绍。
请参阅图2，为本发明一实施方式中仿真装置100的硬件架构示意图。在本实施方式中，所述仿真装置100可以包括，但不限于，输入单元10、处理器20、存储器30、显示单元40以及通信单元50。
所述输入单元10用于供用户输入各种数据及控制指令。在本实施方式中，所述输入单元10可以包括，但并不限于，鼠标、键盘、触摸板、遥控器或语音输入装置等。
所述处理器20可以可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。
所述存储器30用于存储所述仿真装置100中的各种数据及程序代码，例如用于实现无线通信系统仿真及工厂运行情况仿真的各种模型库、工厂无线通信系统仿真平台以及工厂运行仿真平台等仿真平台的程序代码等，并在所述仿真装置100的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。在本实施方式中，所述存储器30可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(ElectricaUy-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质，例如SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)、移动硬盘等。
在本实施方式中，所述存储器30中存储有用于实现工厂无线通信系统仿真的多种模型库，所述模型库可以包括，但不限于，通信设备模型库，物体对无线信道的影响模型库、各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库以及通信模块模型库。
所述通信设备模型库中包括有多种类型的通信设备模型，其中，所述通信设备的模型可以包括，但并不限于，无线通信终端、通信基站、路由器、交换机、核心网网元、网络服务器等组网设备的模型。所述通信设备模型的结构由其使用的通信协议所决定。所述通信设备模型用于组成使用不同通信协议的通信网络，所述通信协议可以包括，但并不限于，蜂窝、WIFI、蓝牙、全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)，宽带码分多址(W-CDMA)、CDMA2000、高性能无线电局域网(HighPerformance Radio Local Area Network，HiperLAN)、高性能无线电广域网(HighPerformance Radio Wide Area Network，HiperWAN)、本地多点派发业务(LocalMultipoint Distribution Service，LMDS)、全微波存取全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)、紫蜂协议(ZigBee)、正交频分复用技术(F1ash Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，F1ash-OFDM)、大容量空分多路存取(High Capacity Spatial Division Multiple Access，HC-SDMA)、通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)、通用移动电信系统时分双工(UMTS Time-Division Duplexing，UMTS-TDD)、演进式高速分组接入(Evolved High SpeedPacket Access，HSPA+)、时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code DivisionMultiple Access，TD-SCDMA)、长期演进技术(Long-Term Evolution，LTE)、和5G NR(NewRadio)等。
所述物体对无线信道的影响模型库中定义了物体对无线通信信道中信号传输的影响关系。在本实施方式中，所述物体可以包括，但不限于，工厂中的机器设备、货架、物料、人员等。所述物体对无线通信信道中信号传输的影响关系中包括对信号传输产生影响的物体的相关参数、物体对信号传输的影响方式、以及物体的相关参数及物体对信号传输的影响方式对信号传输的影响结果的对应关系。其中，所述物体的相关参数可以包括，但不限于，物体的结构、物体在工厂模型中布局的位置坐标、物体的材质等。所述物体对信号的影响方式可以包括，但并不限于，反射、散射、透射(例如机器设备位于信号发射机和信号接收机之间时，发射机发射的无线信号被所述机器设备阻挡，所述无线信号需要穿透所述机器设备继续传输)等。所述物体的相关参数及物体对信号传输的影响方式对信号传输的影响结果可以包括，但并不限于，信号强度的衰减程度、无线信号被物体反射和散射时入射无线信号和反射无线信号的对应关系等，其中，所述入射无线信号的性质可以由，入射角、入射频率、入射强度描述，所述反射信号的性质可以由反射角、反射频率、反射强度描述，但并不以此为限。所述入射无线信号和反射无线信号的对应关系可以由确定的函数表示，也可以由联合统计概率描述。
为了方便理解，下面对所述影响关系进行举例说明。例如，假设工厂车间中设置有一物体O，在实际通信过程中，当无线信号以入射角度a传输至物体O的位置并被所述物体O上的一个点P反射后，所述无线信号以反射角度a1传出，所述无线信号强度b在经过所述物体O的P点反射后以强度b1传出，所述入射无线信号频率f在反射后以频率f1传出。那么，例如图3所示，在对应的物体对无线信道影响模型库中物体的相关参数可以为所述虚拟点的坐标P(x1，y1，z1)。所述影响关系中的物体对信号的影响方式为对无线信号进行反射，所述影响关系中对信号传输影响结果可以是入射角a、入射强度b、入射频率f与反射角a1、反射强度b1、反射频率f1的对应关系。
在本实施方式中，所述物体对无线信道的影响模型库可以由用户根据实际通信过程中物体对无线信道的影响情况输入而成。
在本实施方式中，所述影响关系中物体对无线信号传输的影响与实际通信系统中实际物体对无线信号传输的影响相对应。
所述各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库中定义了多种机器设备中的数据发送装置在不同生产需求下发送的数据流量模型，其中，所述数据流量模型包括，但并不限于，各种数据发送装置在不同情境下所传输的无线信号数据包的包长、数据包之间的延时、周期性信号的重复周期、随机信号的数据包包长以及数据包延时的随机分布等。
在本实施方式中，所述各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库可以由用户输入而得。
所述通信模块模型库中定义了通信系统中无线通信单元的模型，其中，所述无线通信单元模型具体包括数据发送机的模型和数据接收机的模型，其中，所述数据发送机和数据的模型根据机器设备中具体使用的通信标准来决定，例如，所述无线通信单元的模型可以包括，但并不限于，蓝牙通信单元中数据发送机和数据接收机的模型、WIFI通信单元中数据发送机和数据接收机的模型等。
所述显示单元40用于显示由用户输入的信息、提供给用户观看的信息，这些信息以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。所述显示单元40可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示屏幕(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板。
所述通信单元50用于实现通信连接。在本实施方式中，所述通信单元50可以通过有线网络和/或无线网络与工厂中的各种控制设备、生产设备、传感器、通信设备等建立通信连接并获取工厂运行状态相关的各种数据。其中，该有线网络可以为传统有线通讯的任何类型，例如因特网、局域网。该无线网络可以为传统无线通讯的任何类型，例如无线电、无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)、蜂窝、卫星、广播等。
图4为本发明一实施方式中无线通信系统仿真平台200的功能模块示意图。在本实施方式中，无线通信系统仿真平台200可以包括一个或多个程序形式的计算机指令，该一个或多个程序形式的计算机指令储存于所述存储器30中，并由所述处理器20执行，以实现本发明中无线通信系统仿真功能。如图4所示，在本实施方式中，所述无线通信系统仿真平台200包括显示控制模块201、获取模块202、模型生成模块203、仿真模块204、修正模块205以及输出模块206。
所述获取模块202用于获取用于仿真的输入数据，其中，所述用于仿真的输入数据包括但不限于通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息等。下面对获取所述通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息以及工厂机器生产需求信息的方法进行具体介绍。
在本实施方式中，所述获取模块202获取所述通信设备布网信息的方法为：所述显示控制模块201用于响应用户的输入操作控制所述显示单元40显示一仿真界面，所述仿真界面中可以包括，但并不限于，仿真系统工具栏、供用户选择及输入各种数据及通信设备模型的数据设置栏、仿真窗口以及仿真地图，所述仿真地图可以是包括三维坐标系的待仿真工厂的地图，所述仿真界面的数据设置栏中可以包括多个供用户选择的通信设备模型图标，所述通信设备模型图标与所述存储器30中存储的通信设备的模型一一对应；接收用户通过输入单元10在所述仿真界面中选择的通信设备模型；接收用户对所选通信模型在所述仿真地图中进行的布局和连接，从而完成通信设备的布网信息的获取。
所述通信设备布网信息可以包括，但不限于，需要在所述工厂模型中布置的通信设备的类型、位置、数量。其中，所述通信设备布网信息取决于所需布置网络的通信类型以及网络拓扑结构。其中，所述通信类型可以包括，但不限于，蓝牙、WIFI等，所述网络拓扑结构可以包括，但并不限于，星型、环形、总线型、树型、网状、蜂窝型、混合型等。
在本实施方式中，所述获取模块202可以由工厂运行仿真平台300生成的工厂模型(后面将具体描述所述工厂模型)中获取所述工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息，其中，所述无线通信系统仿真平台200与工厂运行仿真平台300通过数据传输接口进行数据交换，其中，所述数据传输接口可以是现有的或今后可能出现的任何能够实现软件平台之间数据交换的接口，例如API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)等。所述获取模块202通过所述数据传输接口由所述工厂运行仿真平台300获得所述工厂仿真模型中机器设备布局信息以及工厂机器生产需求信息。在本发明另一实施方式中，所述获取模块202获取的工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息也可以是由实际工厂中获取，例如由安置于实际工厂中各种机器设备上的各种传感器来获取工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息。在本发明其他实施方式中，所述获取模块202获取的工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息也可以是由用户通过输入单元10输入的。
所述模型生成模块203用于根据所述获取模块202获取到的通信设备布网信息、工厂机器布局信息对工厂中无线通信系统建模并生成所述工厂中无线通信系统的模型，所述无线通信系统模型中包括但不限于各种通信设备模型及通信设备之间的信道模型。
所述仿真模块204根据工厂生产需求信息、数据发送装置的数据流量模型库及机器设备对无线信道影响模型库在所述工厂中无线通信系统模型中对工厂的无线通信系统进行仿真。具体地，所述仿真模块根据所述工厂生产需求信息及机器设备中数据发送装置发送数据的流量模型模拟机器设备模型中的数据发送装置发送无线信号，并模拟机器设备模型中的数据接收装置每个时刻接收到的无线信号，从而根据所述发送的无线信号和接收到的无线信号仿真无线通信连接的通信状态，其中，所述通信状态可以包括但不限于无线通信系统中每个无线通信连接的通断情况、每个无线通信中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度等信息。
在本发明一实施方式中，所述无线通信系统仿真平台200对工厂无线通信系统的仿真可以在工厂建立之前，用于对即将建设的工厂中的无线通信系统进行仿真。在本发明另一实施方式中，所述无线通信系统仿真平台200在实际工厂400建立之后与实际工厂400同步运行，用于对实际工厂400中的无线通信系统进行仿真。
当所述无线通信系统仿真平台200在工厂建立之后对实际工厂400中的无线通信系统进行仿真时，所述修正模块205还用于通过所述通信单元50实时获取实际工厂400中各个无线通信连接的通信状态，将所述实际工厂400中各无线通信连接的通信状态与所述无线通信系统仿真平台200输出的无线通信系统仿真模型中的通信状态进行比对，并根据所述比对结果对所述仿真装置100中存储的模型库以及所述无线通信系统仿真模型进行调整修正，使得所述无线通信系统仿真平台200仿真出的无线通信系统的通信状态与实际工厂400中的通信状态一致。例如，当所述仿真模块204输出的一无线通信连接模型中无线信号的信噪比与所述修正模块205获取的实际工厂400中与所述无线通信连接模型对应的实际无线通信连接中无线信号的信噪比之间存在一误差值时，所述修正模块205通过修正所述物体对无线信道的影响模型库中的物体对无线信号传输的影响关系等内容，直至消除所述信噪比的误差，使得所述无线通信系统模型中的通信状态与实际工厂400中的通信状态一致。又例如，当所述通信状态监测模块监测到实际工厂400中有一个无线通信连接中断时，所述修正模块205由所述通信监测模块中获取到所述无线通信连接中断的信号，并根据所述通信连接中断的信号控制所述工厂无线通信系统仿真模型中对应的通信连接模型断开，从而修正所述无线通信系统仿真模型。
在本实施方式中，所述实际工厂400的通信设备中设置有通信状态监测模块，所述通信状态监测模块通过监测通信设备中的射频单元、天线单元、基带处理单元等装置中的数据来监测实际工厂400中各个无线通信连接的通信状态。所述修正模块205通过所述仿真装置100中的通信单元50获取所述实际工厂400中的通信状态监测模块监测到的通信状态，进而根据实际工厂400中各个通信连接的通信状态修正所述无线通信系统仿真模型。其中，所述每个通信设备均对应一个唯一标识符，所述无线通信系统仿真模型中与每个通讯设备对应的通信设备模型具有与所述通信设备相同的唯一标识符，所述通信状态监测模块监测的结果中包含通信设备对应的唯一标识符，因此，所述修正模块205可以根据所述连接中断信号修正对应的无线通信连接。
所述输出模块206用于将所述仿真模块204生成的仿真结果输出给用户，用户可以根据该仿真结果对实际工厂400中无线通信系统进行预估及测评，并根据所述无线通信系统仿真结果对实际工厂400的设计进行优化和改进，从而优化实际工厂400无线通信系统布局，提高通信质量。
所述输出模块206还用于将所述仿真模块204生成的仿真结果输出至工厂运行仿真平台300，使得所述工厂运行仿真平台300根据所述无线通信系统的仿真结果对工厂运行情况进行仿真。
下面对工厂运行仿真平台300做进一步的介绍。
如图5所示，为本发明一实施方式中工厂运行仿真平台300的功能模块示意图。在本实施方式中，所述工厂运行仿真平台300可以包括一个或多个程序形式的计算机指令，该一个或多个程序形式的计算机指令储存于所述存储器30中，并由所述处理器20执行，以实现本发明中对工厂运行情况进行仿真的功能。如图5所示，在本实施方式中，所述工厂运行仿真平台300可以包括工厂模型生成模块301、数据获取模块302、仿真模块303以及仿真结果输出模块304。
所述工厂模型生成模块301用于对工厂进行建模生成工厂模型。
下面具体介绍生成工厂模型的方法。在本实施方式中，所述存储器30中还存储有机器设备模型库，所述机器设备模型库中包括工厂中各种机器设备的模型，每个机器设备的模型可以包括但不限于所述机器设备的模型图以及所述机器设备模型对应的属性等，其中所述属性可以包括但不限于机器设备的结构、生产功能、使用的电压值和电流值、最大运行速度、最大产能、以及影响因素对生产性能的影响关系等，其中所述影响关系中的影响因素可以包括但不限于供电电压、机器内部的温度、压力及故障指示、机器外部环境的温度和湿度、机器损耗程度等。所述生产性能可以包括但不限于供料速度、单位时间内的产值、单位耗电量等。应该了解，以上所列举的内容仅为了让本领域人员更好的理解本发明，对本发明专利申请范围并不构成限制。所述工厂模型生成模块301响应用户通过输入单元10进行的选择操作来选择工厂模型中需要布局的机器设备及用户对机器设备之间的连接的设置，并根据用户选择的机器设备及机器设备之间的连接情况生成所述工厂模型。例如，所述工厂模型生成模块301可以提供一用户界面，所述用户界面中显示有一二维或三维的工厂地图，用户可以通过所述输入单元10由所述机器设备模型库中选择布局生产线需要的机器设备，并将选择的机器设备放置于所述工厂地图中相应位置，并根据需要将所述机器设备进行连接形成所需的生产线。其中，所述工厂模型生成模块301生成的工厂模型与所述无线通信系统仿真平台200生成的工厂的无线通信系统模型相匹配，即所述工厂模型与所述无线通信系统模型均对应相同的实际工厂400，其工厂模型中机器设备的布局和无线通信系统模型中通信设备的布局一一对应。
所述数据获取模块302用于获取用户通过所述输入单元10设置的所述工厂模型中与生产相关的参数值。在本实施方式中，所述与生产相关的参数值可以包括但不限于环境参数值及生产需求等，所述环境参数值可以包括但不限于工厂环境中的温度值、湿度值、供电电压值等，所述生产需求可以包括但不限于供料速度、供料量等。应该了解，以上所列举的内容仅为了让本领域人员更好的理解本发明，对本发明专利申请范围并不构成限制。
所述数据获取模块302还用于获取所述无线通信系统仿真平台200输出的所述工厂的无线通信系统的仿真结果。在本实施方式中，所述数据获取模块302通过无线通信系统仿真平台200与工厂运行仿真平台300之间的数据传输接口与所述无线通信系统仿真平台200进行数据交换，其中，所述数据传输接口可以是现有的或今后可能出现的任何能够实现软件平台之间数据交换的接口，例如API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)等。在本发明实施方式中，所述通信数据获取模块302获取的无线通信系统仿真结果可以包括但不限于各个机器设备之间的无线通信连接中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度等。
在本发明第一实施方式中，所述工厂运行仿真平台300对工厂运行情况的仿真可以在实际工厂400建立之前，用于对实际工厂400的运行情况进行预测。
在所述第一实施方式中，所述仿真模块303用于根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂中无线通信系统的仿真结果在所述工厂模型中对工厂的运行情况进行仿真。
具体而言，所述仿真模块303的对工厂的运行情况进行仿真的方法包括：仿真模块303根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况；由所述无线通信系统仿真平台200获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态；根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令，以及根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况。其中，所述预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系可以是用户定义的无线通信状态与控制指令的对应关系表，所述对应关系表由用户输入并存储于所述存储器30中，所述仿真模块303通过查找所述对应关系表来确定通信状态对应的控制指令，并根据所述控制指令对所述工厂模型的运行情况进行仿真。例如，所述对应关系表中一网络断开通信状态对应控制指令为停止运行所述工厂模型中的机器设备及与生产线中所述机器设备相关的其他机器设备、一数据传输速率低于预设传输速率值通信状态对应的控制指令为将工厂模型中机器设备及对应生产线运行速度降低一预设值等。在本发明其他实施方式中，所述对应关系表也可以是所述仿真模块303根据所述工厂仿真模型中的历史操作记录通过学习的方式而生成，但本发明并不以此为限。其中，所述仿真模块303可以利用现有技术中的机器学习方法来根据历史操作记录通过学习的方式生成控制指令与通信状态的对应关系表，例如可以利用现有机器学习方法中的经验归纳学习法、决策树等学习方法，但并不以此为限。
例如，当用户在所述工厂模型中设置一个检测设备的生产需求为按照最大运行速率运行，例如每秒钟检测2个产品时，所述检测设备每秒钟需要发送的数据为5M，而无线通信系统中所述检测设备对应的无线通信连接的最大传输速率仅为3M/秒时，所述无线通信系统仿真平台200获取到所述检测设备的生产需求，并由数据流量模型库中选择与所述生产需求对应的数据流量模型，例如5M/秒，并按照此数据流量模型对无线通信系统进行仿真。那么由于用户设置的生产需求超出所述无线通信系统的负荷，所述无线通信系统仿真平台200仿真出的通信状态会出现例如误码率大幅上升从而超出预设范围的情况，所述无线通信系统仿真平台200将仿真结果中误码率超出预设范围这一通信状态发送至所述工厂运行仿真平台300，此时，所述仿真模块303根据误码率超出预设范围这一通信状态确定一控制指令为降低所述检测设备的运行速度，从而完成对工厂仿真模型的调整。
又例如，在一个实施例中，当所述仿真模块303根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂运行后，当无线通信系统仿真平台200输出的仿真结果中有一个无线通信连接的数据传输速率低于预设数据传输速率时，说明所述无线通信连接的通信状态不佳，此时所述仿真模块303确定所述无线通信连接在工厂模型中对应的机器设备，并通过查表的方式确定所述数据传输速率低于预设数据传输速率这一通信状态对应的控制指令为将机器设备及对应生产线运行速度降低一预设值，则所述仿真模块303根据所述控制指令将所述机器设备的运行速度降低一预设值，并将所述机器设备所在产线的运行速度进行相应调整。应该了解，以上举例说明仅是为了本领域人员更好的理解本发明，并不构成对本发明权利范围的限制。
所述仿真结果输出模块304用于输出仿真结果。其中，所述输出的仿真结果可以包括但不限于每条生产线的产量、生产效率以及整个工厂的总产量、生产效率、总耗电量等。用户可以根据所述仿真结果对实际工厂400的运行情况进行预测，并根据预测结果对工厂模型和/或所述无线通信系统模型进行进一步的调整和优化，以使工厂的布局以及生产效率等得到更好的提升。
在本第二实施方式中，所述工厂运行仿真平台300对工厂运行情况的仿真与实际工厂400同步运行。
在所述第二实施方式中，所述数据获取模块302除了获取用户设置的与生产相关的参数值以及获取所述工厂无线通信系统的仿真结果之外，还用于实时获取所述实际工厂400中的运行情况。
在所述第二实施方式中，所述实际工厂400中设置有多种用于感测所述实际工厂400的运行情况的传感器，所述数据获取模块302通过所述通信单元50与所述各个传感器之间建立通信连接并通过所述通信单元50由所述各个传感器获取所述实际工厂的运行情况。其中，所述实际工厂400的运行情况可以包括但不限于工厂中无线通信连接的通断情况、每个机器设备的运行状态、生产节拍、物料存量、机器内部环境参数(例如机器内部温度值和压力值等)、工厂车间环境参数(例如工厂车间的温度值、压力值、湿度值)等，所述多种传感器可以包括但不限于温度传感器、压力传感器、湿度传感器、红外线传感器、摄像单元等。可以理解的是，用于侦测所述工厂运行情况的手段并不仅限于利用传感器，本领域人员还可以利用其他任何现有的或今后可能出现的适用于侦测工厂运行状态的手段，均在本发明保护范围之内。
在所述第二实施方式中，所述仿真模块303用于根据所述用户设置的与生产相关的参数值、所述工厂的无线通信系统仿真结果以及所述工厂的实际运行情况在所述工厂模型中对工厂的运行情况进行仿真，并根据所述工厂无线通信系统的仿真结果和所述实际工厂400的运行情况对工厂运行情况的仿真进行调整。
具体而言，所述仿真模块303对工厂运行情况进行仿真的方法包括：根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况；获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态；根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令；根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况；获取所述实际工厂中的运行情况；根据预先定义的实际工厂中运行情况与调整指令的对应关系确定实际工厂的运行情况对应的调整指令；及根据所述工厂实际运行情况对应的调整指令调整所述工厂模型中生产线和机器设备模型的运行情况。
在所述第二实施方式中，所述仿真结果输出模块304用于将仿真结果通过显示单元40输出给用户，还用于将所述仿真结果输出至实际工厂400中的控制装置，使得所述实际工厂400中的控制装置根据所述仿真结果对机器设备进行调整，例如调整机器设备的生产和运行速度等。
例如，在一个应用场景中，所述数据获取模块302由设置于实际工厂400中机器设备上的温度传感器获取机器设备的温度值，所述仿真模块303根据所述实际工厂400中机器设备的温度值来设置所述工厂模型中相应机器设备模型的温度值，并判断所述温度值是否超出预设范围，若确定所述温度值超出预设范围，则所述仿真模块303降低所述机器设备模型的运行速度，所述仿真结果输出模块304将所述仿真结果输出给用户的同时，还将所述仿真结果输出值实际工厂400中的总控制装置，所述总控制装置根据所述仿真结果相应调整实际机器设备的运行速度，从而防止机器设备因温度过高而出现自动关机。
通过以上介绍的仿真装置100可以构建一个集成了无线通信系统仿真模型的数字化双胞胎系统，所述集成了无线通信系统仿真模型的数字化双胞胎系统对工厂运行情况的模拟更加准确和真实，在此基础上可以更好的帮助企业在实际投入生产之前在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中可以进一步优化提高研发、制造效率。
本发明还提供一种仿真方法，应用于仿真装置中。如图6所示，为本发明第一实施方式中仿真方法流程图。在所述第一实施方式中，所述仿真方法用于在实际工厂建立之前对工厂的运行情况进行仿真，以对实际工厂的运行情况进行预测。根据不同的需求，该流程图中的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或者合并。
步骤S601，工厂运行仿真平台300对工厂进行建模生成工厂模型。
具体地，所述工厂运行仿真平台300响应用户的选择操作由机器设备模型库中选择工厂模型中需要布局的机器设备；对所述机器设备进行布局并设置机器设备之间的连接情况；以及根据用户选择的机器设备及机器设备之间的连接情况生成工厂模型。其中，所述工厂模型与实际工厂400布局相对应。
在本实施方式中，仿真装置100中存储有机器设备模型库，所述机器设备模型库中包括工厂中各种机器设备的模型，每个机器设备的模型可以包括但不限于所述机器设备的模型图以及所述机器设备模型对应的属性等，其中所述属性可以包括但不限于机器设备的结构、生产功能、使用的电压值和电流值、最大运行速度、最大产能、以及影响因素对生产性能的影响关系等，其中所述影响关系中的影响因素可以包括但不限于供电电压、机器内部的温度、压力及故障指示、机器外部环境的温度和湿度、机器损耗程度等。所述生产性能可以包括但不限于供料速度、单位时间内的产值、单位耗电量等。
步骤S602，由无线通信系统仿真平台200中获取工厂无线通信系统的仿真结果。对无线通信系统仿真的具体步骤将在后面进行详述。
在本实施方式中，所述工厂运行仿真平台300与所述无线通信系统仿真平台200与通过工厂运行仿真平台300与无线通信系统仿真平台200之间的数据传输接口进行数据交换。其中，所述数据传输接口可以是现有的或今后可能出现的任何能够实现软件平台之间数据交换的接口，例如API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)等。在本发明实施方式中，无线通信系统仿真结果可以包括但不限于各个机器设备之间的无线通信连接中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度等。
步骤S603，所述工厂运行仿真平台300获取用户设置的所述工厂模型中与生产相关的参数值。
在本发明中，步骤S602和步骤S603的顺序可以调换，两个步骤也可以同时进行，换句话说，由无线通信系统仿真平台200获取对工厂中无线通信系统的仿真结果与获取用户输入的参数设置时间和顺序上并没有特殊的限制。
步骤S604，所述工厂运行仿真平台300根据用户设置的与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中对工厂的运行情况进行仿真。
具体而言，所述仿真模块303的对工厂的运行情况进行仿真的方法包括：仿真模块303根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况；由所述无线通信系统仿真平台200获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态；根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令，以及根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况。其中，所述预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系可以是用户定义的无线通信状态与控制指令的对应关系表，所述对应关系表由用户输入并存储于所述存储器30中，所述仿真模块303通过查找所述对应关系表来确定通信状态对应的控制指令，并根据所述控制指令对所述工厂模型的运行情况进行仿真。例如，所述对应关系表中一网络断开通信状态对应控制指令为停止运行所述工厂模型中的机器设备及与生产线中所述机器设备相关的其他机器设备、一数据传输速率低于预设传输速率值通信状态对应的控制指令为将工厂模型中机器设备及对应生产线运行速度降低一预设值等。在本发明其他实施方式中，所述对应关系表也可以是所述仿真模块303根据所述工厂仿真模型中的历史操作记录通过学习的方式而生成，但本发明并不以此为限。其中，所述仿真模块303可以利用现有技术中的机器学习方法来根据历史操作记录通过学习的方式生成控制指令与通信状态的对应关系表，例如可以利用现有机器学习方法中的经验归纳学习法、决策树等学习方法，但并不以此为限。
步骤S605，所述工厂运行仿真平台300输出仿真结果。其中，所述输出的仿真结果可以包括但不限于每条生产线的产量、生产效率以及整个工厂的总产量、生产效率、总耗电量等。用户可以根据所述仿真结果对实际工厂的运行情况进行预测，并根据预测结果对工厂模型和/或所述无线通信系统模型进行进一步的调整和优化，以使工厂的布局以及生产效率等得到更好的提升。
如图7所示，为本发明第二实施方式中仿真方法流程图。在所述第二实施方式中，所述仿真方法用于在实际工厂建立之后对工厂的运行情况进行仿真，并根据所述仿真结果对实际工厂的运行情况进行预测。根据不同的需求，该流程图中的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或者合并。
步骤S701，工厂运行仿真平台300对工厂进行建模生成工厂模型。
具体地，所述工厂运行仿真平台300响应用户的选择操作由机器设备模型库中选择工厂模型中需要布局的机器设备；对所述机器设备进行布局并设置机器设备之间的连接情况；以及根据用户选择的机器设备及机器设备之间的连接情况生成工厂模型。其中，所述工厂模型与实际工厂400布局相对应。在本实施方式中，仿真装置100中存储有机器设备模型库，所述机器设备模型库中包括工厂中各种机器设备的模型，每个机器设备的模型可以包括但不限于所述机器设备的模型图以及所述机器设备模型对应的属性等。
步骤S702，由无线通信系统仿真平台200中获取工厂无线通信系统仿真模型的仿真结果。对无线通信系统仿真的具体步骤将在后面进行详述。
步骤S703，所述工厂运行仿真平台300获取用户对所述工厂模型中与生产相关的参数值进行的设置。
步骤S704，所述工厂运行仿真平台300获取实际工厂中的运行情况。在本发明中，步骤S702至步骤S704的顺序不分先后，以上步骤S702-704顺序可以调换，三个步骤也可以同时进行，对此无特殊限制。
在所述第二实施方式中，所述实际工厂400中设置有多种用于感测所述实际工厂400的运行情况的传感器，所述工厂运行仿真平台300通过仿真装置100中的通信单元50与所述各个传感器之间建立通信连接并通过所述通信单元50由所述各个传感器获取实际工厂的运行情况。其中，所述实际工厂400的运行情况可以包括但不限于每个机器设备的运行状态、生产节拍、物料存量、机器内部环境参数(例如机器内部温度值和压力值等)、工厂车间环境参数(例如工厂车间的温度值、压力值、湿度值)等，所述多种传感器可以包括但不限于温度传感器、压力传感器、湿度传感器、红外线传感器、摄像单元等。可以理解的是，用于侦测所述工厂运行情况的手段并不仅限于利用传感器，本领域人员还可以利用其他任何现有的或今后可能出现的适用于侦测工厂运行状态的手段，均在本发明保护范围之内。
步骤S705，所述工厂运行仿真平台300根据用户设置的与生产相关的参数值、所述工厂的无线通信系统仿真结果以及所述工厂的实际运行情况在所述工厂模型中对工厂的运行情况进行仿真。
具体而言，所述仿真模块303对工厂运行情况进行仿真的方法包括：根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况；获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态；根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令；根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况；获取所述实际工厂中的运行情况；根据预先定义的实际工厂中运行情况与调整指令的对应关系确定实际工厂的运行情况对应的调整指令；及根据所述工厂实际运行情况对应的调整指令调整所述工厂模型中生产线和机器设备模型的运行情况。
步骤S706，所述工厂运行仿真平台300实时获取所述实际工厂的运行情况并根据所述实际工厂的运行情况对工厂运行情况的仿真进行实时的调整。
步骤S707，所述工厂运行仿真平台300输出仿真结果。
如图8所示，为本发明中无线通信系统仿真平台200对工厂中无线通信系统进行仿真的方法流程图。根据不同的需求，该流程图中的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或者合并。
步骤S801，无线通信系统仿真平台200获取通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息。
在本实施方式中，仿真装置100中存储有通信设备模型库，所述通信设备布网信息的设置方法为：由用户通过仿真装置100的输入单元10在所述通信设备模型库中选取通信设备模型并在一仿真界面显示的仿真地图中对选择的通信设备模型进行布局和连接。其中所述通信设备模型库中包括有多种类型的通信设备模型，其中，所述通信设备的模型可以包括，但并不限于，无线通信终端、通信基站、路由器、交换机、核心网网元、网络服务器等组网设备的模型。所述通信设备模型的结构由其使用的通信协议所决定。所述通信设备模型用于组成使用不同通信协议的通信网络。其中所述通信设备布网信息可以包括，但不限于，需要在所述工厂中布置的通信设备的类型、位置、数量。其中，所述通信设备布网信息取决于所需布置网络的通信类型以及网络拓扑结构。其中，所述通信类型可以包括，但不限于，蓝牙、WIFI等，所述网络拓扑结构可以包括，但并不限于，星型、环形、总线型、树型、网状、蜂窝型、混合型等。
在本实施方式中，无线通信系统仿真平台200由工厂仿真模型中获取所述工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息。在本发明另一实施方式中，所述获取模块202获取的工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息也可以是由实际工厂中获取，例如由安置于实际工厂中各种机器设备上的各种传感器来获取工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息。在本发明其他实施方式中，所述获取模块202获取的工厂机器设备布局信息和工厂机器生产需求信息也可以是由用户通过输入单元10输入的。
步骤S802，无线通信系统仿真平台200根据所述获取模块202获取到的通信设备布网信息、工厂机器布局信息对工厂中无线通信系统建模并生成所述工厂中无线通信系统的模型。
步骤S803，无线通信系统仿真平台200根据工厂生产需求信息、各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库及机器设备对无线信道影响模型库在所述工厂中无线通信系统模型中对工厂的无线通信系统进行仿真。
具体地，所述仿真模块根据所述工厂生产需求信息及机器设备中数据发送装置发送数据的流量模型模拟机器设备模型中的数据发送装置发送无线信号，并模拟机器设备模型中的数据接收装置每个时刻接收到的无线信号，从而根据所述发送的无线信号和接收到的无线信号仿真无线通信连接的通信状态，其中，所述通信状态可以包括但不限于无线通信系统中每个无线通信连接的通断情况、每个无线通信中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度等信息。
其中，所述各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库中定义了多种机器设备中的数据发送装置在不同生产需求下发送的数据流量模型，其中，所述数据流量模型包括，但并不限于，各种数据发送装置在不同情境下所传输的无线信号数据包的包长、数据包之间的延时、周期性信号的重复周期、随机信号的数据包包长以及数据包延时的随机分布等。在本实施方式中，所述各种机器设备中数据发送装置的数据流量模型库可以由用户输入而得。
所述物体对无线信道的影响模型库中定义了物体对无线通信信道中信号传输的影响关系。在本实施方式中，所述物体可以包括，但不限于，工厂中的机器设备、货架、物料、人员等。所述物体对无线通信信道中信号传输的影响关系中包括对信号传输产生影响的物体的相关参数、物体对信号传输的影响方式、以及物体的相关参数及物体对信号传输的影响方式对信号传输的影响结果的对应关系。其中，所述物体的相关参数可以包括，但不限于，物体的结构、物体在工厂模型中布局的位置坐标、物体的材质等。所述物体对信号的影响方式可以包括，但并不限于，反射、散射、透射(例如机器设备位于信号发射机和信号接收机之间时，发射机发射的无线信号被所述机器设备阻挡，所述无线信号需要穿透所述机器设备继续传输)等。所述物体的相关参数及物体对信号传输的影响方式对信号传输的影响结果可以包括，但并不限于，信号强度的衰减程度、无线信号被物体反射和散射时入射无线信号和反射无线信号的对应关系等，其中，所述入射无线信号的性质可以由，入射角、入射频率、入射强度描述，所述反射信号的性质可以由反射角、反射频率、反射强度描述，但并不以此为限。所述入射无线信号和反射无线信号的对应关系可以由确定的函数表示，也可以由联合统计概率描述。
步骤S804，无线通信系统仿真平台200实时获取实际工厂400中各个无线通信连接的通信状态，将所述实际工厂400中各无线通信连接的通信状态与所述无线通信系统仿真平台200输出的无线通信系统仿真结果中各个通信连接的通信状态进行比对，并根据所述比对结果对所述仿真装置100中存储的模型库以及所述无线通信系统仿真模型进行调整修正，使得所述无线通信系统仿真平台200仿真出的无线通信系统的通信状态与实际工厂400中的通信状态一致。
在本实施方式中，所述实际工厂400的通信设备中设置有通信状态监测模块，所述通信状态监测模块通过监测通信设备中的射频单元、天线单元、基带处理单元等装置中的数据来监测实际工厂400中各个无线通信连接的通信状态。所述修正模块205通过所述仿真装置100中的通信单元50获取所述实际工厂400中的通信状态监测模块监测到的通信状态，进而根据实际工厂400中各个通信连接的通信状态修正所述无线通信系统仿真模型。
步骤S805，无线通信系统仿真平台200将仿真结果输出至工厂运行仿真平台300，同时输出给用户。
应该理解到，在本发明所提供的实施例中所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元，或单数不排除复数。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种工厂运行仿真方法，其特征在于，所述工厂运行仿真方法包括：
对工厂进行建模生成工厂模型；
获取通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息；
根据所述获取到的通信设备布网信息、工厂机器设备布局信息对工厂中的无线通信系统进行建模生成所述工厂中无线通信系统的模型；
根据工厂生产需求信息、数据发送装置的数据流量模型库及机器设备对无线信道影响模型库在所述无线通信系统模型中对工厂的无线通信系统进行仿真，其中，所述数据发送装置的数据流量模型库中定义了多种机器设备中的数据发送装置发送的数据流量模型，所述机器设备对无线信道的影响模型库中定义了物体对无线通信信道中信号传输的影响关系，所述影响关系中包括对信号传输产生影响的物体的相关参数，物体对信号传输的影响方式、以及物体的相关参数和影响方式对信号传输的影响结果的对应关系；
获取工厂中的无线通信系统仿真结果；获取用户设置的所述工厂模型中与生产相关的参数值；
根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真；
获取所述无线通信系统仿真结果中各无线通信连接的无线通信状态，所述无线通信状态包括无线通信系统中每个无线通信连接的通断情况、每个无线通信中无线信号传输的误码率、误帧率、延时、信号衰减程度；
实时获取实际工厂中各个无线通信连接的无线通信状态，将所述实际工厂中各无线通信连接的无线通信状态与所述无线通信系统仿真结果中的各个无线通信连接的无线通信状态进行比对以及调整修正无线通信系统仿真模型，使得所述无线通信系统仿真结果中的无线通信状态与实际工厂中的无线通信状态一致；
根据预先定义的无线通信状态与控制指令的对应关系确定所述获取到的无线通信状态对应的控制指令；以及
根据所述控制指令来调整所述工厂模型中相应生产线和/或机器设备模型的运行情况。
2.如权利要求1所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，“根据所述与生产相关的参数值以及所述工厂的无线通信系统仿真结果在所述工厂模型中进行工厂运行情况的仿真”包括：
根据用户设置的与生产相关的参数值在所述工厂模型中模拟工厂的运行情况。
3.如权利要求1所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，所述仿真方法还包括：
由设置于实际工厂中的多种传感器实时获取实际工厂运行情况；及
根据所述实际工厂的运行情况对工厂运行情况进行仿真并对仿真结果进行实时调整。
4.如权利要求1所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，“对工厂进行建模生成工厂模型”包括：
响应用户的选择操作由机器设备模型库中选择工厂模型中需要布局的机器设备；
响应用户的操作对所述机器设备进行布局并设置机器设备之间的连接情况；以及
根据用户选择的机器设备及机器设备之间的连接情况生成工厂模型。
5.如权利要求4所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，所述机器设备模型库中包括工厂中多种机器设备的模型，每个机器设备的模型包括机器设备的模型图以及所述机器设备模型对应的属性。
6.如权利要求1所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，工厂机器设备布局信息、工厂机器生产需求信息由所述工厂模型中获取。
7.如权利要求1-6中任一项所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，所述实时获取实际工厂中各个无线通信连接的通信状态，将所述实际工厂中各无线通信连接的通信状态与所述无线通信系统仿真结果中的各个通信连接的通信状态进行比对以及调整修正无线通信系统仿真模型还包括：根据比对结果对所述数据发送装置的数据流量模型库、机器设备对无线信道影响模型库以及所述无线通信系统仿真模型进行调整修正。
8.如权利要求1所述的工厂运行仿真方法，其特征在于，所述仿真方法还包括输出仿真结果给用户及实际工厂，使得实际工厂中的控制装置根据所述仿真结果对工厂中生产线及机器设备进行调整。
9.一种工厂运行仿真装置，其特征在于，所述工厂运行仿真装置包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如权利要求1-8中任意一项所述的工厂运行仿真方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，其特征在于，所述指令被运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述的工厂运行仿真方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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