CN110070603A - 一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，包括零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块；本发明通过3D建模形成炉体模型，炉体仿真模型与炉体进行关联，通过炉体各零部件的仿真模型与炉体关联后，容易找出炉体正在运行时出现故障的具体零部件位置，便于工作人员检查维修，也有利于炉体厂家对炉体作出针对性改进，有利于促进生产，优化生产。

Description

一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统及其方法

技术领域：

本发明属于工业炉体工艺控制技术领域，特别涉及一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统及其方法。

背景技术：

工业炉主要应用在热处理生产领域，热处理过程中通常炉体温度较高，在炉体运行情况下若出现故障很难发现炉体出现故障的具体零件位置，因此当炉体出现故障时需对炉体进行全面检查维修，费时费力。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统及其方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，包括零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块；

所述零件3D建模模块将对炉体零部件分别建立3D模型；

所述信息存储模块存储炉体运行时零部件对应的工艺参数信息，并将零部件对应的工艺参数信息进行分类，炉体运行出现故障时零部件的参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的参数信息分为一类；

所述信息关联模块将炉体以往运行时零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的状态模型；

所述整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体状态模型；

所述整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置。

所述3D建模采用ACE技术进行建模。

所述炉体运行时零部件对应的工艺参数通过在炉体上安装不同传感器获得。

所述炉体运行出现故障时不同故障零部件的状态不同。

零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块的内容均通过操作平台显示。

6、一种基于数字双胞胎的炉体仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在炉体上安装不同的传感器，传感器将炉体运行时各零部件的工艺参数信息并将该信息传送到信息存储模块，信息存储模块将各零部件的工艺参数信息进行分类，将炉体运行出现故障时零部件的工艺参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的工艺参数信息分为一类；

2)零件3D建模模块对炉体的各零部件分别建立3D模型；

3)信息关联模块将炉体以往运行时各零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的不同的仿真状态模型；

4)整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体仿真状态模型；

5)整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置；

7)以上1)-5)的结果均通过操作平台显示。

本发明的一个方面的有益效果如下：

(1)本发明基于数字双胞胎的手段，先对炉体的各个零部件进行3D建模，将零部件的参数信息赋予到模型上形成各个零部件的仿真模型，通过以往炉体运行正常时以及炉体运行出现故障时各零部件的仿真模型状态与正在运行的炉体进行关联，可以轻易找出正在运行的炉体出现故障时具体是哪个零部件出现的问题，只需维修对应的零部件即可，目的性强，省时省力；

(2)本发明基于数字双胞胎的手段，容易得出炉体运行时出现故障情况时具体出现故障的零部件出现问题的概率，有利于炉体厂家对炉体作出针对性的改进。

附图说明：

图1为本发明的一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统的示意图；

图2为本发明的一种基于数字双胞胎的炉体仿真方法的流程图；

具体实施方式：

下面对本实用发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1-2所示，一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，包括零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块；

所述零件3D建模模块将对炉体零部件分别建立3D模型；

所述信息存储模块存储炉体运行时零部件对应的工艺参数信息，并将零部件对应的工艺参数信息进行分类，炉体运行出现故障时零部件的参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的参数信息分为一类；

所述信息关联模块将炉体以往运行时零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的状态模型；

所述整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体状态模型；

所述整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置。

所述3D建模采用ACE技术进行建模。

所述炉体运行时零部件对应的工艺参数通过在炉体上安装不同传感器获得。

所述炉体运行出现故障时不同故障零部件的状态不同。

零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块的内容均通过操作平台显示。

一种基于数字双胞胎的炉体仿真方法，包括以下步骤：

1)在炉体上安装不同的传感器，传感器将炉体运行时各零部件的工艺参数信息并将该信息传送到信息存储模块，信息存储模块将各零部件的工艺参数信息进行分类，将炉体运行出现故障时零部件的工艺参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的工艺参数信息分为一类；

2)零件3D建模模块对炉体的各零部件分别建立3D模型；

3)信息关联模块将炉体以往运行时各零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的不同的仿真状态模型；

4)整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体仿真状态模型；

5)整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置；

6)以上1)-5)的结果均通过操作平台显示。

本发明基于数字双胞胎的手段，先对炉体的各个零部件进行3D建模，将零部件的参数信息赋予到模型上形成各个零部件的仿真模型，通过以往炉体运行正常时以及炉体运行出现故障时各零部件的仿真模型状态与正在运行的炉体进行关联比较，可以轻易找出正在运行的炉体出现故障时具体零部件位置，工作人员只需维修对具体零部件进行维修，目的性强，省时省力；另一方面本发明基于数字双胞胎的手段，容易得出炉体多次运行时出现故障情况时具体零部件位置出现的概率，有利于炉体厂家对炉体作出针对性的改进。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，其特征在于：包括零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块；

所述零件3D建模模块将对炉体零部件分别建立3D模型；

所述信息存储模块存储炉体运行时零部件对应的工艺参数信息，并将零部件对应的工艺参数信息进行分类，炉体运行出现故障时零部件的参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的参数信息分为一类；

所述信息关联模块将炉体以往运行时零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的状态模型；

所述整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体状态模型；

所述整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，其特征在于：所述3D建模采用ACE技术进行建模。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，其特征在于：所述炉体运行时零部件对应的工艺参数通过在炉体上安装不同传感器获得。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，其特征在于：所述炉体运行出现故障时不同故障零部件的状态不同。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字双胞胎的炉体仿真系统，其特征在于：零件3D建模模块、信息存储模块、信息关联模块、整体3D建模模块和整体关联模块的内容均通过操作平台显示。

6.一种基于数字双胞胎的炉体仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在炉体上安装不同的传感器，传感器将炉体运行时各零部件的工艺参数信息并将该信息传送到信息存储模块，信息存储模块将各零部件的工艺参数信息进行分类，将炉体运行出现故障时零部件的工艺参数信息分为一类，炉体运行正常时零部件的工艺参数信息分为一类；

2)零件3D建模模块对炉体的各零部件分别建立3D模型；

3)信息关联模块将炉体以往运行时各零部件的参数信息与零部件的3D模型进行关联，形成零部件仿真模型，并获得零部件仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的不同的仿真状态模型；

4)整体3D建模模块将零部件仿真模型组装成整体仿真模型，并获得整体仿真模型在炉体正常运行以及炉体出现故障时的整体仿真状态模型；

5)整体关联模块将整体仿真模型与炉体关联，根据整体仿真模型的状态判断炉体是否正常运行、炉体运行出现故障时具体出现故障的零部件位置；

6)以上1)-5)的结果均通过操作平台显示。