CN112381412A - 一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，该系统包括：总装数字孪生模型库，包含总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中的仿真、分析、优化、预测；总装信息网络系统，完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；工位管控子系统，各工位借助本工位的管控子系统实现对本工位的信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；总装管控总系统，实现对卫星总装整体的信息管理、质量监控与追溯、工艺与物流实时调度、生产计划排产与优化。本系统针对卫星脉动式总装特点，能一定程度上提升卫星脉动式总装车间管控质量与效率。

Description

一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统

技术领域

本发明属于工业数字化和计算机科学领域，具体涉及一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统。

背景技术

借助卫星星座互联实现全球互联网接入的卫星互联网，近年来引起了各国政府、研究机构以及航天与互联网企业的高度关注，形成了全球性的发展热潮。在此背景下，对卫星生产提出了快速设计验证、小型批量化、低成本快速制造、精益化管理的新需求，而传统卫星固定式站位装配模式已难以应对，亟需向脉动式总装模式进行转型升级。脉动式总装模式是一种节拍间歇移动的装配方式，通过解构并重新设计装配工艺，赋予不同工位完成特定工艺的能力，进而实现卫星产品在各工位间流转以完成装配任务的总装模式。脉动式总装模式有效提升了装备利用率与装配效率，有利于实现柔性化、批量化、快速制造，便于总装过程的精益管理，同时便于数字化、自动化、网络化、智能化转型升级，是应对卫星产业新需求的有效模式。

在卫星脉动式总装管控方面，目前通常借助MES、ERP等软件实现车间的数字化管控，并借助PDM、PLM软件实现的卫星产品的管理，但仍存在以下问题：①现有管控系统主要针对传统固定式站位装配模式，信息数据、模型算法、管理控制都是集中式架构，并且现场管控的实时性要求相对较低，而脉动式总装模式下生产节拍加快、多星多工位并行装配、实时性预测与管控要求高，需要管控系统具有更好的实时性、并行性、分布性、安全性；②现有的管控模式下，车间的管控系统和产品的管理系统间缺乏有效的实时交互，而由于卫星产品作为复杂产品，测试、试装、调装、重装等较为频繁，由此导致难以实现基于卫星产品实时状态的质量管理、工艺调度、物流配给、实时排产；③现有的管控模式下，对现场装配人员的个人信息、工作分配、出勤情况等有较好的管理，而卫星装配仍以手工装配为主体，缺乏针对装配人员个体差异的工艺操作与质量预测、工艺熟练度与匹配度分析、疲劳度与健康状况监控，同时，现有系统仅为装配人员提供看板进行信息展示，缺乏现场装配人员与系统间的有效交互。因此，本发明针对上述问题，借助数字孪生技术对现有方法与系统进行改进与集成，在一定程度上提升卫星脉动式总装管控系统的效率与能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：①现有卫星装配管控系统主要针对传统固定式站位装配模式，采用集中式架构，实时性较差，无法应对脉动式装配模式对实时性、并行性、分布性、安全性的要求；②现有的管控模式下，车间的管控系统和产品的管理系统间缺乏有效的实时交互，由此导致难以实现基于卫星产品实时状态的质量管理、工艺调度、物流配给、实时排产；③现有的管控模式下，针对装配人员个体差异的工艺完成时间与质量预测、工艺熟练度与匹配度分析、疲劳度与健康状况监控相对不足，同时缺乏现场装配人员与系统间的有效交互。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，包括：总装数字孪生模型库、总装信息网络系统、工位管控子系统、总装管控总系统；

所述总装数字孪生模型库，包含总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中工位管控系统和总装管控系统的仿真、分析、优化、预测；

所述总装信息网络系统，用于完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；

所述工位管控子系统，用于各工位对本工位进行信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；

所述总装管控总系统，用于对卫星总装整体进行信息管理、质量监控与追溯、工艺与物流实时调度、生产计划排产与优化。

更优的，所述总装数字孪生模型库包括装配人员数字孪生模型库、卫星产品数字孪生模型库、卫星脉动式总装车间数字孪生模型库；

所述装配人员数字孪生模型库，根据个体差异对人员的操作行为、工艺操作时间、工艺操作胜任力、工艺匹配度、疲劳度、健康状况、个人相关信息进行综合建模，用于对装配人员的工艺操作行为与个人状态进行全面地分析与预测，并用于辅助工艺分配、工艺调度、物流调度、安全监控的分析计算；

所述卫星产品数字孪生模型库，包括装配中的卫星产品的设计模型、实作模型、数据模型，用于对装配中的卫星产品进行实时的状态监控与分析，并用于辅助装配质量跟踪与追溯、测试调试、工艺调度、物流调度的分析计算；

所述卫星脉动式总装车间数字孪生模型库，包括卫星脉动式总装车间内工装设备、转运设备、工具、物料、车间布局及环境各类要素的几何模型、物理模型、机械运动模型、规则模型、控制机制脚本、数据模型，以及车间整体工艺模型与工位工艺模型，用于对卫星脉动式总装车间进行实时的状态监控与分析，并用于辅助车间排产、工艺调度、物流调度、设备控制、物流控制的分析计算。

更优的，所述总装信息网络系统包括总装双向数据通信系统、总装网络系统；

所述总装双向数据通信系统，包括数据感知模块、数据预处理模块和数据传输模块，数据感知模块实现对现场异构多源设备、工具、传感器的数据采集和指令下发，数据预处理模块实现对部分数据协议处理并提取关键数据信息，经过边缘计算进行数据预处理后统一封装，数据传输模块将封装后的数据包上传至网络系统，并接收其他系统发送来的数据信息；

所述总装网络系统，通过局域网、广域网构建将各工位的管控子系统、总装管控总系统以及现场的设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器间彼此连接的信息网络，并实现数据在各节点间的有效传输。

更优的，所述工位管控子系统包括工位数据子系统、工位信息子系统；

所述工位数据子系统，用于对该工位所包含的工艺、设备、工具、人员、产品、物料的数据存储和处理，同时对数据进行预处理后与总装数据总系统进行同步；

所述工位信息子系统，用于各工位实现本工位的管控，包括对工位所含要素的信息管理，对工位工艺的接收、执行监控与签署，对部分工位的工装设备进行控制与管理，对智能工具使用情况的监控和数据分析，对工位装配产品状态和质量的预分析与处理，对工位装配人员进行实时监控和信息管理，对工位突发状况和紧急需求的上报。

更优的，所述总装管控总系统包括总装数据总系统、总装信息总系统；

所述总装数据总系统，用于对卫星脉动式总装车间、卫星产品、装配人员所包含的要素的数据存储和处理，并且与各工位数据子系统保持连接，维持关键数据一致性与同步性；

所述总装信息总系统，用于对各工位和总装整体进行管控，包括对各工位的实时监控、信息管理、工艺下发，对车间整体状态、工艺进展、物流配送进行监控和调度，对装配产品的实时监控与管理，对车间设备进行管理与控制，对装配人员进行实时监控、信息管理、预测分析，对总装突发状况和紧急需求进行监控、分析和决策。

更优的，所述数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统采用分布式数据管理、分布式装配管控、分布式分析计算、分布式数字孪生模型管理；

所述分布式数据管理，是指将各工位数据管理交由各工位数据子系统进行管理，并经过数据处理后同步至总装数据总系统，同时，总装数据总系统会对工位数据子系统之外的总装关联数据进行管理；

所述分布式装配管控，是指将各工位的状态监控、工艺执行、装备控制、产品状态、装配人员状态交由各工位信息子系统进行管理，并将执行情况同步至总装信息总系统，总装信息总系统对总装整体状态、工艺、物流、产品、车间设备、装配人员进行管理；

所述分布式分析计算，是指将各工位的数据处理、仿真分析、装备控制执行、信息系统计算交由各工位的工控机、边缘计算工具、上位机执行，将总装整体的数据处理、仿真计算、装备控制执行、信息系统计算交由车间服务器执行；

所述分布式数字孪生模型管理，是指各工位管控子系统自总装数字孪生模型库调用与自身要素相对应的数字孪生模型，构成工位数字孪生模型来辅助工位上的分析计算，同时对模型库相关模型进行维护、更新，总装管控总系统自总装数字孪生模型库调用全部数字孪生模型，构成总装数字孪生模型来辅助总装整体的分析计算，同时对工位数字孪生模型未覆盖的相关模型以及工位子系统失效时的相关模型进行维护、更新。

具体的，本发明系统运行方式包括：

所述总装数字孪生模型库储存于车间服务器，可被工位管控子系统调用并运行于工位工控机，被总装管控总系统调用并运行于车间服务器；

所述总装信息网络系统包含设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器的软硬件接口，以及集线器、交换机、工业路由器、网络接口卡、光纤网线、光纤收发器等网络设备；

所述工位管控子系统储存并运行于工位工控机；

所述总装管控总系统储存并运行于车间服务器。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)设计数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统架构，一定程度上解决了传统方法集中式管理，实时性差的问题，提升了管控系统的实时性、并行性、分布性、安全性，解决工位装配人员与管控系统交互的问题；

(2)设计卫星脉动式总装车间数字孪生模型库与卫星产品数字孪生模型库，并实现车间与产品的统一管理，一定程度上提升了车间的管控系统和产品的管理系统的实时交互能力，以及基于卫星产品实时状态的质量管理、工艺调度、物流配给、实时排产水平；

(3)设计装配人员数字孪生模型库，根据个体差异对人员的操作行为、工艺操作时间、工艺操作胜任力、工艺匹配度、疲劳度、健康状况、个人相关信息进行综合建模，一定程度上提升了对装配人员操作与状态的预测与分析。

附图说明

图1为本发明数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统框图；

图2为本发明数字孪生卫星脉动式总装网络拓扑图；

图3为本发明数字孪生卫星脉动式总装分布式数据管理框图；

图4为本发明数字孪生卫星脉动式总装分布式信息系统框图；

图5位本发明数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统运行流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，本发明一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，如图1所示，具体包括：总装数字孪生模型库101、总装信息网络系统102、工位管控子系统103、总装管控总系统104；

总装数字孪生模型库，包含总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中工位管控系统和总装管控系统的仿真、分析、优化、预测；

总装信息网络系统，用于完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；

工位管控子系统，用于各工位对本工位进行信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；

总装管控总系统，用于对卫星总装整体进行信息管理、质量监控与追溯、工艺与物流实时调度、生产计划排产与优化。

所述的总装数字孪生模型库具体实施包括：总装数字孪生模型库包括装配人员数字孪生模型库、卫星产品数字孪生模型库、卫星脉动式总装车间数字孪生模型库；

装配人员数字孪生模型库包括装配人员的操作行为、工艺操作时间、工艺操作胜任力、工艺匹配度、疲劳度、健康状况、个人相关信息模型。其中，人员操作行为模型是根据历史操作数据与人员三维扫描数据，对人员操作各类工艺的行为轨迹、行为模式进行建模；工艺操作时间模型是根据历史操作时间数据进行数据挖掘，并根据数据量采用神经网络或灰色理论进行建模；工艺操作胜任力模型是结合历史操作数据与操作质量评价指标进行建模；工艺匹配度模型是结合工位工艺特性、工艺操作胜任力、人员操作行为模型进行建模；疲劳度模型是通过采集装配人员工作时身体健康参数，构建不同上岗状态下疲劳度预测曲线；健康状况模型是结合装配人员个人健康信息、历史健康数据、疲劳度模型综合构建的信息模型；个人相关信息模型是基于UML构建的包括姓名、工号、权限、职能等的综合信息模型；

卫星产品数字孪生模型库包括卫星产品的设计模型、实作模型、数据模型。其中，设计模型基于SysML构建，包含卫星产品的三维图纸、机械模型、电气模型、热力学模型、系统功能模型、装配关系模型等；实作模型是基于实际装配中的卫星产品构建的模型，包含基于检测与测量的装配三维实作模型、机械性能实作模型、电气性能实作模型、热力学性能实作模型、密封性实作模型、系统功能实作模型等；数据模型是基于UML构建的包括卫星型号、车间编号、工艺状态、相关物料等的综合信息模型；

卫星脉动式总装车间数字孪生模型库包括卫星脉动式总装车间内的工装设备、转运设备、工具、物料、车间布局及环境各类要素的几何模型、物理模型、机械运动模型、规则模型、控制机制脚本、数据模型，以及车间整体工艺模型与工位工艺模型。其中，几何模型是借助CAD、ProE等建模软件构建的三维模型；物理模型是借助ANSYS、COMSOL等软件构建的物理属性模型；机械运动模型是基于几何模型对动作骨架、动作节点、运动边界进行设定构建；规则模型是对相关要素进行规则与边界设定，也包含基于数据挖掘、深度学习所发现的规则模型；控制机制脚本是对工装设备、转运设备等要素的控制机制进行建模；数据模型是基于UML构建的包括要素属性信息的综合信息模型；工艺模型是对工序、工步、工艺的具体操作、关联关系、关联要素进行设定定义。

所述总装信息网络系统具体实施包括：总装信息网络系统包括总装双向数据通信系统、总装网络系统；

总装双向数据通信系统包括数据感知模块、数据预处理模块和数据传输模块，数据感知模块实现对现场异构多源设备、工具、传感器的数据采集和指令下发，数据预处理模块实现对部分数据协议处理并提取关键数据信息，经过边缘计算进行数据预处理后统一封装，数据传输模块将封装后的数据包上传至网络系统，并接收其他系统发送来的数据信息；

总装网络系统通过局域网、广域网构建将各工位的管控子系统、总装管控总系统以及现场的设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器间彼此连接的信息网络，并实现数据在各节点间的有效传输。

如图2所示，总装网络系统中关键节点为车间服务器和工位工控机。各工位工控机借助总装双向数据通信系统与工位设备、工具、传感器、装配产品连接，装配人员与工位工控机上布置的工位管控子系统进行交互；车间服务器借助总装网络系统及工业路由与各工位工控机连接，同时车间服务器借助总装双向数据通信系统与温湿度传感器、转运机器人、无线定位系统等车间设备以及未在工位装配的装配产品建立连接。

所述工位管控子系统与总装管控总系统具体实施包括：工位管控子系统包括工位数据子系统、工位信息子系统，储存并运行于工位工控机；总装管控总系统包括总装数据总系统、总装信息总系统，储存并运行于车间服务器；

如图3所示，工位数据子系统与总装数据总系统基于分布式数据库实现，并借助数据库全局管控系统进行全局管理维护；

数据库全局管控系统包括数据一致性维护模块、数据逻辑映射模块、数据权限控制模块；数据一致性模块用于维护总装数据总系统与工位数据子系统的一致性和同步性；数据逻辑映射模块用于维护总装数据总系统与工位数据子系统间数据的映射关系，根据实际工艺状态调整工位数据子系统可映射的数据元素；数据权限控制模块用于控制管理人员、装配人员与信息系统对总装数据总系统与工位数据子系统的访问权限；

总装数据总系统，用于对卫星脉动式总装车间、卫星产品、装配人员所包含的要素的数据存储和处理，并且与各工位数据子系统保持连接，维持关键数据一致性与同步性；

工位数据子系统，用于对该工位所包含的工艺、设备、工具、人员、产品、物料的数据存储和处理，同时对数据进行预处理后与总装数据总系统进行同步；

如图4所示，工位信息子系统和总装信息总系统基于分布式信息系统实现，各系统包含相应的人机交互界面；

工位信息子系统，用于各工位实现本工位的管控，包括对工位所含要素的信息管理，对工位工艺的接收、执行监控与签署，对部分工位的工装设备进行控制与管理，对智能工具使用情况的监控和数据分析，对工位装配产品状态和质量的预分析与处理，对工位装配人员进行实时监控和信息管理，对工位突发状况和紧急需求的上报；

总装信息总系统，用于对各工位和总装整体进行管控，包括对各工位的实时监控、信息管理、工艺下发，对车间整体状态、工艺进展、物流配送进行监控和调度，对装配产品的实时监控与管理，对车间设备进行管理与控制，对装配人员进行实时监控、信息管理、预测分析，对总装突发状况和紧急需求进行监控、分析和决策。

图5所示为一实施例的数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统运行流程图，包括S01系统启动步骤、S02工位子系统执行步骤、S03总装总系统执行步骤、S04系统关闭步骤。在本实施例中，工位管控子系统简称为子系统，总装管控总系统简称为总系统。具体实施步骤如下：

步骤S01，数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统启动并进入装配状态，具体包括：

①各子系统、总系统软硬件启动，设备、工具、环境感知设备启动并接入系统，物流信息接入系统，装配人员到岗并在系统中录入状态。该部分并不强制要求所有要素接入系统，需要根据装配需求确定装配启动的关键要素，关键要素由于用于装配排产和启动所以必须接入系统，除关键要素外的其他要素可在后续执行中接入系统；

②判断系统级相关要素是否启动并接入系统，并满足装配排产和启动的要求，如有未接入系统或不满足要求，返回上一步，如已完全接入系统并满足要求，进入下一步；

③如装配现场没有待装配卫星产品或装配中卫星产品，输入装配工艺进行初始化，如装配现场已有待装配卫星产品或装配中卫星产品，根据装配状态进行工艺匹配；

④根据装配工艺要求，结合车间、装配卫星产品、装配人员状态进行装配排产；

⑤生成排产结果，装配人员根据排产到指定工位到岗，物流设备及系统就位并将启动物料配送至相关工位，装配卫星产品转运至装配工位子系统调用总装数字孪生模型库相关模型形成工位数字孪生模型，总系统结合工位数字孪生模型，调用数字孪生模型库相关模型形成总装数字孪生模型；

⑥判断系统是否就位，数字孪生模型是否被调用并构建完成，如有未就位系统或未构建完成数字孪生模型，返回上一步，如已就位且构建完成数字孪生模型，进入下一步；

⑦数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统进入装配状态，系统状态进入S02第①步和S03第①步；

步骤S02，数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统的工位管控子系统执行装配管控，具体包括：

①总系统下发工艺工单至各子系统，或总系统下发工艺调整指令至特定子系统；

②子系统根据当前工艺工单或工艺调整指令要求，调整工位状态与工位数字孪生模型，并基于工位数字孪生模型进行工艺工单或工艺调整指令的快速仿真分析；

③判断工位是否具备执行工艺工单或工艺调整指令的条件，如不具备条件，进入下一步，如具备条件，进入S02第⑥步；

④判断工位是否具备解决当前问题的能力，如不具备，进入下一步，如具备，返回第②步；

⑤子系统将当前问题上报至总系统，系统状态进入S03第②步；

⑥工位执行工艺工单或工艺调整指令下的工步操作，并基于工位数字孪生模型辅助进行工艺操作过程的监控、控制、分析；

⑦实时判断当前装配过程是否出现错误、紧急情况等，如有问题，进入S02第④步，如无问题，进入下一步；

⑧基于工步操作，卫星产品数字孪生模型进行实作模型更新，初步仿真分析装配质量；

⑨判断装配质量是否出现明显问题，如有问题，进入S02第④步，如无问题，进入下一步；

⑩签署当前工步，子系统和总系统进行相关数据同步，并对总装数字孪生模型库中的相关模型进行维护；

判断下发的工艺工单或工艺调整指令是否执行完毕，如未完成，进入S02第⑥步，如已全部完成，进入下一步；

子系统向总系统上报完成状态，卫星产品数字孪生模型进行更新，等待系统下发下一工艺或执行排队工艺，装配卫星产品根据工艺状态及下一步工艺安排执行转运出站或原地待命；

步骤S03，数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统的总装管控总系统执行装配管控，具体包括：

①总系统对总装状态进行实时监控，包括各子系统执行情况、卫星产品装配情况、物流配送及物料情况、车间环境等；

②实时监控是否有子系统提出需求，如有需求，进入S03第⑥步，如无需求，进入下一步；

③实时监控并判断总装是否进入关键时间节点或周期性检验节点，如未进入任一节点，进入S03第①步，如进入任一节点，进入下一步；

④总系统基于总装数字孪生模型进行状态仿真分析，包括卫星产品装配质量仿真分析、车间物流配送状况仿真分析、车间工艺执行仿真分析、装配人员状态仿真预测等；

⑤根据仿真分析结果判断总装是否出现问题，如无问题，进入S03第⑧步，如有问题，进入下一步；

⑥总系统结合实时状态，基于总装数字孪生模型对问题进行分析、优化、再调度；

⑦总系统形成调整策略，并基于策略对卫星产品、人员、物流等车间要素进行调整；

⑧总系统下发调整指令至待调整子系统，或下发正常工单至正常子系统；

⑨总系统对总装数据总系统与总装数字孪生模型库进行维护，并进入S03第①步；

步骤S04，数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统执行系统关闭，具体包括：

①总系统进入系统关闭程序，并将指令下发至各子系统；

②各子系统、总系统进行数据同步，总装数字孪生模型库同步，设备、工具、环境感知设备关闭电源或断开连接，最终关闭子系统、总系统软硬件。

本发明系统的软硬件运行具体实施包括：

所述总装数字孪生模型库储存于车间服务器，可被工位管控子系统调用并运行于工位工控机，被总装管控总系统调用并运行于车间服务器；

所述总装信息网络系统包含设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器的软硬件接口，以及集线器、交换机、工业路由器、网络接口卡、光纤网线、光纤收发器等网络设备；

所述工位管控子系统储存并运行于工位工控机；

所述总装管控总系统储存并运行于车间服务器。

综上所述，本发明公开了一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，包括总装数字孪生模型库、总装信息网络系统、工位管控子系统、总装管控总系统，能够在一定程度上解决当前卫星脉动式总装管控上存在的问题，提升了管控系统的实时性、并行性、分布性、安全性，以及管控系统的管理能力、应急能力、服务能力。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，包括总装数字孪生模型库、总装信息网络系统、工位管控子系统、总装管控总系统；

所述总装数字孪生模型库，包括总装车间、卫星产品及装配人员的数字孪生模型，用于总装中工位管控系统和总装管控系统的仿真、分析、优化、预测；

所述总装信息网络系统，用于完成对总装车间、卫星产品及装配人员的数据感知和指令下发，以及各系统、模型库间的信息传输；

所述工位管控子系统，用于各工位对本工位进行信息管理、工艺执行与签署、设备控制、需求上报；

所述总装管控总系统，用于对卫星总装整体进行信息管理、质量监控与追溯、工艺与物流实时调度、生产计划排产与优化。

2.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，所述总装数字孪生模型库包括装配人员数字孪生模型库、卫星产品数字孪生模型库、卫星脉动式总装车间数字孪生模型库；

所述装配人员数字孪生模型库，根据个体差异对人员的操作行为、工艺操作时间、工艺操作胜任力、工艺匹配度、疲劳度、健康状况、个人相关信息进行综合建模，用于对装配人员的工艺操作行为与个人状态进行全面地分析与预测，并用于辅助工艺分配、工艺调度、物流调度、安全监控的分析计算；

所述卫星产品数字孪生模型库，包括装配中的卫星产品的设计模型、实作模型、数据模型，用于对装配中的卫星产品进行实时的状态监控与分析，并用于辅助装配质量跟踪与追溯、测试调试、工艺调度、物流调度的分析计算；

所述卫星脉动式总装车间数字孪生模型库，包括卫星脉动式总装车间内工装设备、转运设备、工具、物料、车间布局及环境各类要素的几何模型、物理模型、机械运动模型、规则模型、控制机制脚本、数据模型，以及车间整体工艺模型与工位工艺模型，用于对卫星脉动式总装车间进行实时的状态监控与分析，并用于辅助车间排产、工艺调度、物流调度、设备控制、物流控制的分析计算。

3.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，所述总装信息网络系统包括总装双向数据通信系统、总装网络系统；

所述总装双向数据通信系统，包括数据感知模块、数据预处理模块和数据传输模块，数据感知模块实现对现场异构多源设备、工具、传感器的数据采集和指令下发，数据预处理模块实现对部分数据协议处理并提取关键数据信息，经过边缘计算进行数据预处理后统一封装，数据传输模块将封装后的数据包上传至网络系统，并接收其他系统发送来的数据信息；

所述总装网络系统，通过局域网、广域网构建将各工位的管控子系统、总装管控总系统以及现场的设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器间彼此连接的信息网络，并实现数据在各节点间的有效传输。

4.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，所述工位管控子系统包括工位数据子系统、工位信息子系统；

所述工位数据子系统，用于对该工位所包含的工艺、设备、工具、人员、产品、物料的数据存储和处理，同时对数据进行预处理后与总装数据总系统进行同步；

所述工位信息子系统，用于各工位实现本工位的管控，包括对工位所含要素的信息管理，对工位工艺的接收、执行监控与签署，对部分工位的工装设备进行控制与管理，对智能工具使用情况的监控和数据分析，对工位装配产品状态和质量的预分析与处理，对工位装配人员进行实时监控和信息管理，对工位突发状况和紧急需求的上报。

5.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，所述总装管控总系统包括总装数据总系统、总装信息总系统；

所述总装数据总系统，用于对卫星脉动式总装车间、卫星产品、装配人员所包含的要素的数据存储和处理，并且与各工位数据子系统保持连接，维持关键数据一致性与同步性；

所述总装信息总系统，用于对各工位和总装整体进行管控，包括对各工位的实时监控、信息管理、工艺下发，对车间整体状态、工艺进展、物流配送进行监控和调度，对装配产品的实时监控与管理，对车间设备进行管理与控制，对装配人员进行实时监控、信息管理、预测分析，对总装突发状况和紧急需求进行监控、分析和决策。

6.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于，分布式管控系统采用分布式数据管理、分布式装配管控、分布式分析计算、分布式数字孪生模型管理；

所述分布式数据管理，是指将各工位数据管理交由各工位数据子系统进行管理，并经过数据处理后同步至总装数据总系统，同时，总装数据总系统会对工位数据子系统之外的总装关联数据进行管理；

所述分布式装配管控，是指将各工位的状态监控、工艺执行、装备控制、产品状态、装配人员状态交由各工位信息子系统进行管理，并将执行情况同步至总装信息总系统，总装信息总系统对总装整体状态、工艺、物流、产品、车间设备、装配人员进行管理；

所述分布式分析计算，是指将各工位的数据处理、仿真分析、装备控制执行、信息系统计算交由各工位的工控机、边缘计算工具、上位机执行，将总装整体的数据处理、仿真计算、装备控制执行、信息系统计算交由车间服务器执行；

所述分布式数字孪生模型管理，是指各工位管控子系统自总装数字孪生模型库调用与自身要素相对应的数字孪生模型，构成工位数字孪生模型来辅助工位上的分析计算，同时对模型库相关模型进行维护、更新，总装管控总系统自总装数字孪生模型库调用全部数字孪生模型，构成总装数字孪生模型来辅助总装整体的分析计算，同时对工位数字孪生模型未覆盖的相关模型以及工位子系统失效时的相关模型进行维护、更新。

7.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星脉动式总装分布式管控系统，其特征在于：

所述总装数字孪生模型库储存于车间服务器，可被工位管控子系统调用并运行于工位工控机，被总装管控总系统调用并运行于车间服务器；

所述总装信息网络系统包含设备、上位机、工具、传感器、工控机、边缘计算工具、服务器的软硬件接口，以及集线器、交换机、工业路由器、网络接口卡、光纤网线、光纤收发器等网络设备；

所述工位管控子系统储存并运行于工位工控机；

所述总装管控总系统储存并运行于车间服务器。

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