CN112506155A - 一种pc构件生产仿真及智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PC构件生产仿真及智能控制系统，包括中央处理模块、数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块、电子标签模块和显示模块；本发明先通过工艺管理模块对生产工艺进行控制管理，接着通过汇总规划模块制定生产计划，通过仿真建模模块建立PC构件的生产系统仿真模型，然后通过工艺优化模块结合精益生产的管理对建立的仿真模型的生产工艺进行优化，通过分析处理模块对运行结果进行数据分析并得出最优生产方案，同时通过显示模块使用户可以更为直观的对仿真生产过程进行观察了解，并通过数据存储模块为仿真生产过程提供相应的生产工艺仿真情景，通过沉浸式体验设备为用户提供沉浸式体验以及第一视角可视化和情景模拟。
Description
技术领域
本发明涉及PC构件生产技术领域，尤其涉及一种PC构件生产仿真及智能控制系统。
背景技术
预制混凝土构件又叫PC构件，是实现主体结构预制的基础，由于PC构件具备结构性能良好，施工速度快，产品质量好和生产节能等优点，所以被广泛应用于装配式建筑施工中，PC构件作为装配式建筑的主要组成单元，通过工厂化流水线生产，不仅可以提高构件生产效率，保证产品质量，还可以减少建筑垃圾排放与环境污染，在国家和地方政策的大力支持下，市场对于装配式PC构件的需求量得到大幅度增加；
由于PC构件工厂化生产处于起步阶段，在对PC构件的生产设计可控制管理上还不够成熟，生产过程中存在诸多问题，使得工厂实际生产产能远低于设计产能，而现有的一些生产仿真系统的仿真效果较差，无法为用户提供第一视角的可视化界面和情景模拟，也无法实现PC构件生产工艺设计成果的仿真运行和检验，导致无法直观的对PC构件的生产仿真过程进行观察，从而不便于进行相应的工艺优化，不能给工厂的产能提升做出帮助，因此，本发明提出一种PC构件生产仿真及智能控制系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种PC构件生产仿真及智能控制系统，该系统通过中央处理模块对生产仿真模型运行结果进行数据分析并得出最优生产方案，同时通过显示模块使用户可以更为直观的对仿真生产过程进行观察了解，并通过数据存储模块为仿真生产过程提供相应的生产工艺仿真情景，通过沉浸式体验设备为用户提供沉浸式体验以及第一视角可视化和情景模拟。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种PC构件生产仿真及智能控制系统，包括中央处理模块、数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块、电子标签模块和显示模块，所述中央处理模块与数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块和显示模块分别电性连接，所述中央处理模块包括用于PC构件生产工艺流程控制管理的工艺管理模块、用于PC构件生产计划制定的汇总规划模块、用于对PC构件生产仿真模型进行检验优化的工艺优化模块和用于对生产仿真模型运行结果进行分析的分析处理模块，所述数据存储模块用于建立并完善基础数据库、标准库、工序工法库和产品类型库，所述仿真建模模块用于通过输入PC构件相关参数来构件模型、虚拟场景并模拟仿真生产运行过程，所述实时监测模块包括用于采集仿真模型运行过程中各节点信息的传感器单元、用于采集仿真模型运行过程中图片信息和影像信息的图像采集单元和用于对仿真模型运行过程中的异常问题进行预警和实时报警的警报单元，所述显示模块包括外置显示屏和沉浸式体验设备。
进一步改进在于：所述工艺管理模块控制并管理的生产工艺流程包括对PC构件的组模、布筋、布置埋件、混凝土浇筑、养护、脱模和成品检验。
进一步改进在于：所述汇总规划模块用于对接生产订单，并根据生产订单合理和科学的定制生产计划、配置生产物料、规划生产场地和制定生产排程。
进一步改进在于：所述数据存储模块根据主机电脑输入PC构件的相关参数自动匹配相应的功法及工序，并为仿真建模模块提供相应的厂家工艺风格、所属区域建筑政策和地域条件信息的生产工艺仿真情景。
进一步改进在于：所述仿真建模模块包括建模软件和仿真模型运行单元，所述建模软件的操作界面包括工程视图、面板视图、属性视图、问题视图及图形化编辑器，所述仿真模型运行单元用于运行建模软件建立的PC构件生产系统仿真模型。
进一步改进在于：所述工程视图用于快速导航到不同的模型，并通过模型树状图快速定位只能体进行相应编辑，所述面板视图包含建模所需的所有元素，并在建模时将元素输入图形化编辑器，所述属性视图用于对不同类型的实体属性进行编辑修改，所述问题视图用于反映模型在编译调试时出现的错误，便于及时进行修改，所述图形化编辑器为用户建立PC构件生产系统仿真模型的操作平台。
进一步改进在于：所述实时监测模块用于对运行的PC构件生产系统仿真模型进行实时监测，实时采集各节点的传感器数据、图片和图像信息并进行综合判断分析，并将仿真生产过程通过可视化图像、图表和动态看板展示在外置显示屏上，同时在仿真生产过程中对异常问题进行预警和实时报警。
进一步改进在于：所述电子标签模块用于将可识别电子化标签输入PC构件产品中，以通过识别标签展现和追溯PC构件生产过程中的所有信息，所述可识别的电子化标签包括二维码和芯片。
进一步改进在于：所述沉浸式体验设备为虚拟现实头盔，所述虚拟现实头盔与仿真建模模块电性连接，用于为用户提供第一视角的虚拟PC构件生产工艺仿真场景。
本发明的有益效果为：本发明先通过工艺管理模块对PC构件的组模、布筋、布置埋件、混凝土浇筑、养护、脱模和成品检验等生产工艺进行控制管理，接着通过汇总规划模块对接生产订单，并根据生产订单合理和科学的定制生产计划、配置生产物料、规划生产场地和制定生产排程，再结合生产工艺和生产计划，通过仿真建模模块建立PC构件的生产系统仿真模型，然后通过工艺优化模块结合精益生产的管理对建立的仿真模型的生产工艺进行优化，随后运行优化后的PC构件的生产系统仿真模型并通过分析处理模块对运行结果进行数据分析并得出最优生产方案，同时通过显示模块使用户可以更为直观的对仿真生产过程进行观察了解，并通过数据存储模块中的基础数据库、标准库、工序工法库和产品类型库为仿真生产过程提供相应的厂家工艺风格、所属区域建筑政策和地域条件信息的生产工艺仿真情景，从而实现PC工艺生产设计仿真模拟，实现生产工艺设计成果的仿真运行和经验，最后还通过沉浸式体验设备为用户提供沉浸式体验以及第一视角可视化和情景模拟，使用户便于根据仿真模型的运行结果，针对生产现状存在的问题，结合精益生产管理方案，从生产线工艺布局、生产线工艺流程和生产现场管理对生产方案进行优化改进，清除瓶颈工位、平衡生产节拍，使各工序工艺操作流程规范化和标准化，进而使得工厂PC构件的实际产能无限接近设计产能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统结构示意图。
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、完整地描述，显然，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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1，本实施例提供了一种PC构件生产仿真及智能控制系统，包括中央处理模块、数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块、电子标签模块和显示模块，所述中央处理模块与数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块和显示模块分别电性连接，所述中央处理模块包括用于PC构件生产工艺流程控制管理的工艺管理模块、用于PC构件生产计划制定的汇总规划模块、用于对PC构件生产仿真模型进行检验优化的工艺优化模块和用于对生产仿真模型运行结果进行分析的分析处理模块，所述数据存储模块用于建立并完善基础数据库、标准库、工序工法库和产品类型库，所述仿真建模模块用于通过输入PC构件相关参数来构件模型、虚拟场景并模拟仿真生产运行过程，所述实时监测模块包括用于采集仿真模型运行过程中各节点信息的传感器单元、用于采集仿真模型运行过程中图片信息和影像信息的图像采集单元和用于对仿真模型运行过程中的异常问题进行预警和实时报警的警报单元，所述显示模块包括外置显示屏和沉浸式体验设备。
所述工艺管理模块控制并管理的生产工艺流程包括对PC构件的组模、布筋、布置埋件、混凝土浇筑、养护、脱模和成品检验。
所述汇总规划模块用于对接生产订单，并根据生产订单合理和科学的定制生产计划、配置生产物料、规划生产场地和制定生产排程。
所述数据存储模块根据主机电脑输入PC构件的相关参数自动匹配相应的功法及工序，并为仿真建模模块提供相应的厂家工艺风格、所属区域建筑政策和地域条件信息的生产工艺仿真情景。
所述仿真建模模块包括建模软件和仿真模型运行单元，所述建模软件的操作界面包括工程视图、面板视图、属性视图、问题视图及图形化编辑器，所述仿真模型运行单元用于运行建模软件建立的PC构件生产系统仿真模型。
所述工程视图用于快速导航到不同的模型，并通过模型树状图快速定位只能体进行相应编辑，所述面板视图包含建模所需的所有元素，并在建模时将元素输入图形化编辑器，所述属性视图用于对不同类型的实体属性进行编辑修改，所述问题视图用于反映模型在编译调试时出现的错误，便于及时进行修改，所述图形化编辑器为用户建立PC构件生产系统仿真模型的操作平台。
所述实时监测模块用于对运行的PC构件生产系统仿真模型进行实时监测，实时采集各节点的传感器数据、图片和图像信息并进行综合判断分析，并将仿真生产过程通过可视化图像、图表和动态看板展示在外置显示屏上，同时在仿真生产过程中对异常问题进行预警和实时报警。
所述电子标签模块用于将可识别电子化标签输入PC构件产品中，以通过识别标签展现和追溯PC构件生产过程中的所有信息，所述可识别的电子化标签包括二维码和芯片。
所述沉浸式体验设备为虚拟现实头盔，所述虚拟现实头盔与仿真建模模块电性连接，用于为用户提供第一视角的虚拟PC构件生产工艺仿真场景。
该PC构件生产仿真及智能控制系统先通过工艺管理模块对PC构件的组模、布筋、布置埋件、混凝土浇筑、养护、脱模和成品检验等生产工艺进行控制管理，接着通过汇总规划模块对接生产订单，并根据生产订单合理和科学的定制生产计划、配置生产物料、规划生产场地和制定生产排程，再结合生产工艺和生产计划，通过仿真建模模块建立PC构件的生产系统仿真模型，然后通过工艺优化模块结合精益生产的管理对建立的仿真模型的生产工艺进行优化，随后运行优化后的PC构件的生产系统仿真模型并通过分析处理模块对运行结果进行数据分析并得出最优生产方案，同时通过显示模块使用户可以更为直观的对仿真生产过程进行观察了解，并通过数据存储模块中的基础数据库、标准库、工序工法库和产品类型库为仿真生产过程提供相应的厂家工艺风格、所属区域建筑政策和地域条件信息的生产工艺仿真情景，从而实现PC工艺生产设计仿真模拟，实现生产工艺设计成果的仿真运行和经验，最后还通过沉浸式体验设备为用户提供沉浸式体验以及第一视角可视化和情景模拟，使用户便于根据仿真模型的运行结果，针对生产现状存在的问题，结合精益生产管理方案，从生产线工艺布局、生产线工艺流程和生产现场管理对生产方案进行优化改进，清除瓶颈工位、平衡生产节拍，使各工序工艺操作流程规范化和标准化，进而使得工厂PC构件的实际产能无限接近设计产能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种PC构件生产仿真及智能控制系统，包括中央处理模块、数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块、电子标签模块和显示模块，其特征在于：所述中央处理模块与数据存储模块、仿真建模模块、实时监测模块和显示模块分别电性连接，所述中央处理模块包括用于PC构件生产工艺流程控制管理的工艺管理模块、用于PC构件生产计划制定的汇总规划模块、用于对PC构件生产仿真模型进行检验优化的工艺优化模块和用于对生产仿真模型运行结果进行分析的分析处理模块，所述数据存储模块用于建立并完善基础数据库、标准库、工序工法库和产品类型库，所述仿真建模模块用于通过输入PC构件相关参数来构件模型、虚拟场景并模拟仿真生产运行过程，所述实时监测模块包括用于采集仿真模型运行过程中各节点信息的传感器单元、用于采集仿真模型运行过程中图片信息和影像信息的图像采集单元和用于对仿真模型运行过程中的异常问题进行预警和实时报警的警报单元，所述显示模块包括外置显示屏和沉浸式体验设备。
2.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述工艺管理模块控制并管理的生产工艺流程包括对PC构件的组模、布筋、布置埋件、混凝土浇筑、养护、脱模和成品检验。
3.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述汇总规划模块用于对接生产订单，并根据生产订单合理和科学的定制生产计划、配置生产物料、规划生产场地和制定生产排程。
4.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述数据存储模块根据主机电脑输入PC构件的相关参数自动匹配相应的功法及工序，并为仿真建模模块提供相应的厂家工艺风格、所属区域建筑政策和地域条件信息的生产工艺仿真情景。
5.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述仿真建模模块包括建模软件和仿真模型运行单元，所述建模软件的操作界面包括工程视图、面板视图、属性视图、问题视图及图形化编辑器，所述仿真模型运行单元用于运行建模软件建立的PC构件生产系统仿真模型。
6.根据权利要求5所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述工程视图用于快速导航到不同的模型，并通过模型树状图快速定位只能体进行相应编辑，所述面板视图包含建模所需的所有元素，并在建模时将元素输入图形化编辑器，所述属性视图用于对不同类型的实体属性进行编辑修改，所述问题视图用于反映模型在编译调试时出现的错误，便于及时进行修改，所述图形化编辑器为用户建立PC构件生产系统仿真模型的操作平台。
7.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述实时监测模块用于对运行的PC构件生产系统仿真模型进行实时监测，实时采集各节点的传感器数据、图片和图像信息并进行综合判断分析，并将仿真生产过程通过可视化图像、图表和动态看板展示在外置显示屏上，同时在仿真生产过程中对异常问题进行预警和实时报警。
8.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述电子标签模块用于将可识别电子化标签输入PC构件产品中，以通过识别标签展现和追溯PC构件生产过程中的所有信息，所述可识别的电子化标签包括二维码和芯片。
9.根据权利要求1所述的一种PC构件生产仿真及智能控制系统，其特征在于：所述沉浸式体验设备为虚拟现实头盔，所述虚拟现实头盔与仿真建模模块电性连接，用于为用户提供第一视角的虚拟PC构件生产工艺仿真场景。
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