CN113126580A - 基于数字孪生的装配控制方法、装置及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于数字孪生的装配控制方法、装置及计算机设备，涉及机械装配技术领域，可以解决复杂装备产品在装配过程中，需要采用多人协作的方式进行装配，进而无法保证装配效率以及装配精准度的技术问题。其中方法包括：对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制。本申请适用于对装配资源的装配控制。
Description
技术领域
本申请涉及机械装配技术领域，尤其涉及到一种基于数字孪生的装配控制方法、装置及计算机设备。
背景技术
飞机等复杂装备产品的装配，是产品功能和性能实现的最终阶段和关键环节，是影响飞机等复杂产品研发质量和使用性能的重要因素，装配质量在很大程度上决定着复杂产品的最终质量。
目前飞机等复杂装备产品具有多品种、变批量、装配复杂等特点，混流装配生产，导致装配生产现场技术状态复杂、装配工艺及路线复杂多变，加之装配精度与质量要求高，易出现装配错误、装配质量与精度不高、装配效率低、装配调试周期长等问题。如飞机机翼装配过程中由于翼盒重量、尺寸均偏大，在实际装配过程中定位、调整和移动难度较大,在装配时需采用多人协作的方式装配，而装配时一旦出现误差、问题或错误，则需要重复拆装，返工修改要付出较大的代价与成本，对装配效率和装配质量都有较大的影响，这些均导致目前的装配手段已无法满足高指标的设计技术条件要求。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种基于数字孪生的装配控制方法、装置及计算机设备，用于解决复杂装备产品在装配过程中，需要采用多人协作的方式进行装配，进而无法保证装配效率以及装配精准度的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种基于数字孪生的装配控制方法，该方法包括：
对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；
基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；
根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制。
根据本申请的另一个方面，提供了一种基于数字孪生的装配控制装置，该装置包括：
确定模块，用于对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；
分析模块，用于基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；
执行模块，用于根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制。
根据本申请的又一个方面，提供了一种非易失性可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述基于数字孪生的装配控制方法。
根据本申请的再一个方面，提供了一种计算机设备，包括非易失性可读存储介质、处理器及存储在非易失性可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于数字孪生的装配控制方法。
借由上述技术方案，本申请提供的一种基于数字孪生的装配控制方法、装置及计算机设备，与目前基于多人协作实现对复杂装备产品装配的方式相比，本申请可通过对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，即基于数字孪生的智能装配可视化空间技术，将物理空间映射到信息空间，形成单一的装配运行视图，使装配流程完全可视化；进而基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息，可实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，提前调度装配资源，确保待装配组件及时到位，助力装配作业；最后可通过装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配流程控制，以确保不受控的或错误的工具不会在特定工作区使用；同时还提供资源和工具的电子审计功能，详细描述所装配产品的行踪。通过本申请中的技术方案，可实现机翼装配车间的物理世界与基于数字孪生的信息空间的深度融合，使装配流程可视化，通过实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，确保待装配组件及时到位，对制造资源进行装配流程控制，从而提高装配精度和装配效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本地申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种基于数字孪生的装配控制方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的另一种基于数字孪生的装配控制方法的流程示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种确定装配资源状态信息的原理示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种确定装配资源位置信息的原理示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种基于数字孪生的装配控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下文将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
针对复杂装备产品在装配过程中，需要采用多人协作的方式进行装配，进而无法保证装配效率以及装配精准度的技术问题。本申请实施例提供了一种基于数字孪生的装配控制方法，如图1所示，该方法包括：
101、对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息。
其中，装配数据为任意装配执行过程中各个装配资源所产生的历史装配信息和/或实时装配信息，具体可包括装配资源的状态信息、位置信息、数量信息以及与基于用户交互操作所产生的用户操作信息等。上下文感知计算是普适计算的一个重要分支，对装配数据进行上下文感知计算，是指对历史装配信息和/或实时装配信息形成的上下文进行上下文环境的分析。上下文感知计算可分为低层和高层两种：低层上下文包括零件的位置和图像信息，是进行上下文推理的素材；高层上下文是将低层上下文按一定逻辑规则进行推理得到的启发性知识，具有能揭示系统深层次关系、体现用户真实目的等特点，因此它是上下文感知计算的重要决策依据。
对于本申请的执行主体可为用于对装配资源进行智能化装配控制的控制系统，该系统包括上下文感知计算模块、信息采集模块、智能决策和执行模块，上下文感知计算模块用于对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；信息采集模块用于基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；智能决策和执行模块用于根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配控制。在本申请实施例中以飞机机翼装配过程为例介绍本申请中的技术方案，需要说明的是，本领域技术人员应该想到，本申请中的装配控制方法可应用于飞机机翼装配过程以外的任意一种装配资源的装配场景，故本领域技术人员应当理解，应用于其他装配场景中的方法均应落入本申请中的保护范围内，针对具体的装配场景，在此不做具体限定。
102、基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息。
其中，感应标签为附着在装配资源上的智能感知元件，具体可包括传感器、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)感知元件、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)感知元件等。在具体的应用场景中，在不同的装配资源上均布置相应的智能感知元件，以实现对装配资源的状态信息以及位置信息的实时获取，以使装配资源能够得到高效利用。
103、根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配控制。
在分析得到装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息信息后，可进一步基于智能决策和执行模块有效执行相应的预操作，用于根据系统提供的信息实时地作出和执行决策的闭环控制机制，具体可采用无线传感执行网络技术，由无线媒介连接的传感器和执行器组成的网络，实现分布式的传感并执行相应任务，执行器根据获取的信息做出适当的决策并对环境施加控制，具体可通过实时掌握被标记资源的精确位置，提前调度装配资源，助力装配作业，提高飞机等复杂产品的装配质量和精度。
通过本实施例中基于数字孪生的装配控制方法，可通过对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，即基于数字孪生的智能装配可视化空间技术，将物理空间映射到信息空间，形成单一的装配运行视图，使装配流程完全可视化；进而基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息，可实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，提前调度装配资源，确保待装配组件及时到位，助力装配作业；最后可通过装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配流程控制，以确保不受控的或错误的工具不会在特定工作区使用；同时还提供资源和工具的电子审计功能，详细描述所装配产品的行踪。通过本申请中的技术方案，可实现机翼装配车间的物理世界与基于数字孪生的信息空间的深度融合，使装配流程可视化，通过实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，确保待装配组件及时到位，对制造资源进行装配流程控制，从而提高装配精度和装配效率。
进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例中的具体实施过程，提供了另一种基于数字孪生的装配控制方法，如图2所示，该方法包括：
201、整合预设历史时间段内的历史装配数据。
在具体的应用场景中，为了得到完整的装配流程，可通过采集预设历史时间段内的历史装配数据作为上下文感知计算的对象，其中预设历史时间段可根据装配流程的周期进行自定义，如1小时、2小时、3小时等，应保证预设历史时间段内至少包含一个完整的装配周期。历史装配数据根据不同装配产品对应装配工艺的不同，存在部分差异，在本实施例中，以飞机机翼装配过程为例介绍本申请中的技术方案，当装配产品为飞机机翼时，对应的历史装配数据可包括机翼装配过程中机翼零部件的位置信息、数量信息、历史装配规划信息、装配质量信息、螺丝和螺母的扭矩信息、铆接的拉力等信息。
对于本实施例，在获取得到预设历史时间段内机翼装配过程的历史装配数据后，由于实时采集的原始数据具有类型和表示方式不一致、语义信息不明确等特点，故可进一步配置基于数字孪生的智能装配上下文集合器，利用上下文集合器以提炼、合并等方式对历史装配数据进行适当预处理，以便有效地减少大量的数据，为上下文知识库提供新鲜的上下文信息。
202、利用上下文感知系统分析历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境。
其中，上下文感知系统可包括初级上下文提取模块、多引擎推理融合模块以及上下文应用模块，多引擎推理融合模块具体可为基于数字孪生的智能装配上下文推理器，用来挖掘基本的感知信息之间的内在联系，根据具体应用和库中存储的本体演绎推理出抽象的高层上下文，实现上下文元素融合；上下文应用模块可包括上下文感知代理和上下文感知设备等。用户与其交互产生的影响，一方而反馈给上下文知识库，为其学习提供支持，另一方而反馈到环境中，改变其中的上下文参数。上下文环境即用来描述飞机机翼装配过程中实体环境的信息，可分为低层和高层两种：低层上下文包括零件的位置和图像信息，是进行上下文推理的素材；高层上下文是将低层上下文按一定逻辑规则进行推理得到的启发性知识，具有能揭示系统深层次关系、体现用户真实目的等特点，因此它是上下文感知计算的重要决策依据。
上下文感知(context-awareness)是基于数字孪生的智能装配可视化的智能空间的重要特征。基上下文感知计算是指根据已采集的历史装配数据，包括机翼装配过程中机翼零部件的位置信息、数量信息、历史装配规划信息、装配质量信息、螺丝和螺母的扭矩信息、铆接的拉力等信息形成的上下文等，通过实时地分析已采集的上下文海量信息，自动地判断当前的机翼装配过程中形成的上下文环境。相应的，在利用上下文感知系统分析历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境时，实施例步骤202具体可以包括：利用初级上下文提取模块处理历史装配数据，生成初级上下文信息；利用多引擎推理融合模块基于初级上下文信息进行多引擎推理，融合生成高级上下文信息，高级上下文信息用于描述装配过程中的上下文环境。
203、在上下文环境中提取装配过程的装配流程信息。
在具体的应用场景中，在确定得到上下文环境后，可进一步得到装配仿真过程，通过在装配仿真过程中确定标准的装配流程，即可进一步提取得到装配流程信息。相应的，在上下文环境中提取装配过程的装配流程信息，实施例步骤203具体可以包括：利用上下文应用模块在高级上下文信息中，提取由装配开始节点至装配结束节点的上下文感知逻辑；将上下文感知逻辑确定为装配过程的装配流程信息。其中，装配开始节点为装配流程的启动节点，装配结束节点为装配流程的完成节点，在具体的应用场景中，可通过设定预设标识或人工识别的方式来进行确定。
204、基于第一感应标签确定装配资源的状态信息，状态信息是由装配资源上的第一感应标签按照预设周期主动发送，或由第一感应标签响应于第一感应设备发送的射频信号发送的，状态信息中携带有与装配资源匹配的唯一标识。
其中，第一感应标签具体可为射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)感应标签。第一感应设备具体可为能够发射第一感应标签可识别的射频信号的天线设备。RFID，又称无线射频识别，是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID具有极高的信息采集与处理速度，使用操作较为便捷，且抗干扰、适应环境等方面能力强，可以为构建可视化的智能空间获取精确数据信息。RFID具体可包括RFID感应标签(Tag)、RFID阅读器(Reader)、天线(Antenna)，RFID感应标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着于可跟踪的物品上，用于对物品进行识别和读写；RFID阅读器为读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线为在标签和读取器间传递射频信号。具体原理可为，RFID感应标签进入磁场后，接收天线发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者由RFID感应标签主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)，读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
对于本实施例，可在各个装配资源上分别布置对应的RFID感应标签，装配资源可包括装配操作者、待装配机翼零部件、装配工具、装配工装夹具以及测量设备等。为了方便装配资源的定位以及统计，针对不同类型的装配资源，可对应配置不同类型的RFID感应标签，针对相同类型的装配资源，可根据资源总数量在相同类型的RFID感应标签上增置附加编号，以使每个装配资源均具有一个独立可识别的第一感应标签。相应的，可在装配车间内布置用于根据第一感应标签确定装配资源状态信息的RFID天线和读写器。由于装配车间内布置大量的RFID硬件，系统使用和维护成本太高。因此本申请可在装配车间重要区域(如加工工位、质检区、车间进出口)布置RFID天线和读写器，构建RFID识别区域，对进入识别区域的装配资源进行识别和定位。可识别区是指当附着RFID感应标签的定位对象进入该区域时，至少可以被一个RFID阅读器检测识别，从而实现定位对象的位置信息获取。盲区是指该区域没有RFID信号覆盖，当定位对象运动至该区域时无法被识别和定位。因此本申请仅在装配车间重要区域(如加工工位、质检区、车间进出口)布置RFID天线和RFID阅读器，构建RFID识别区域。
对于本实施例，通过为物理装配车间的所有装配资源贴上具有感知功能的RFID感应标签，进而确定装配资源状态信息的方式，可以实现装配资源从单一的实体变为具有交互功能的智能体，通过互联网和传感器技术实时采集机翼装配过程中的相关信息。具体基于第一感应标签确定装配资源对应的状态信息的实现过程，可参见如图3所示的确定装配资源状态信息的原理示意图，在装配生产车间该系统由RFID阅读器控制天线发出信号，附着在机翼零部件、工装、装配工具上的RFID感应标签接收到信号后，发射自己存储的状态信息，RFID阅读器接收信息后将状态信息发送到计算实体，状态信息可包括零部件信息、工装信息、装配工具信息等，计算实体根据不同的信号给出相应的指令，完成对于执行器的控制。
当装配过程对应为飞机机翼的装配过程时，可结合飞机机翼装配车间的布局情况，合理地布置RFID系统后可以将装配车间划分成多个RFID可识别区域。每个可识别区域与特定制造属性绑定，通过对在装飞机机翼的历史位置信息进行追溯，便可间接获知在装飞机机翼在车间中的流转信息，结合历史状态信息便能全面获取在装飞机机翼的历史加工过程信息，为在装飞机机翼的当前和后续加工提供指导。
205、基于第二感应标签确定装配资源对应的位置信息，位置信息是由第二感应设备对第二感应标签发送的脉冲信号的分析得到的，位置信息中携带有与装配资源匹配的唯一标识。
其中，第二感应标签具体可为超宽带(Ultra Wide Band，UWB)感应标签，第二感应设备具体可为UWB传感器和UWB定位引擎，UWB传感器用于将UWB感应标签发出的超宽带脉冲信号上传至UWB定位引擎，UWB定位引擎用于通过对超宽带脉冲信号的分析，确定得到UWB感应标签所附着装配资源的位置信息。UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。UWB系统通常由三部分组成，分别是UWB传感器、UWB定位引擎、UWB感应标签。在UWB系统定位过程中，UWB传感器将接收到附着在物品上的UWB感应标签发出的超宽带脉冲信号上传至UWB定位引擎，UWB定位引擎根据超宽带脉冲信号的到达角度以及到达时间差等物理参数计算出UWB感应标签在室内空间的三维精确位置信息。
对于本实施例，可在各个装配资源上分别布置对应的UWB感应标签，构建装配资源实时定位系统，实时获取装配资源的实时位置信息。其中，装配资源可包括装配操作者、待装配机翼零部件、装配工具、装配工装夹具以及测量设备等；位置信息可包括待装配零部件的位置息、工装位置信息、装配工具位置信息和测量工具位置信息等。为了方便装配资源的定位以及统计，针对不同类型的装配资源，可对应配置不同类型的UWB感应标签，针对相同类型的装配资源，可根据资源总数量在相同类型的UWB感应标签上增置附加编号，以使每个装配资源均具有一个独立可识别的第二感应标签。相应的，可在装配车间内布置用于根据第二感应标签确定装配资源位置信息的UWB传感器和UWB定位引擎。为获取得到各个装配资源的位置信息，通常单个UWB定位引擎的覆盖区域为35m*35m*35m的三维空间，对于大空间甚至超大空间的装配车间，单个UWB定位引擎无法覆盖整个装配车间，因此飞机机翼装配车间中布置多个UWB定位引擎，各定位引擎通过串联实现车间全覆盖，保证待装配零部件、工装、装配工具的信息可以被捕获。由于存在多个定位引擎，当UWB定位对象在车间全局范围内活动时，将在不同的定位引擎间进行交接切换。因此在装配车间布置定位系统时，本发明通过建立统一的坐标系，实现定位标签在各个定位引擎的无缝交接，保证定位数据的统一性和准确性。
具体基于第二感应标签确定装配资源对应的位置信息的实现过程，可参见如图4所示的确定装配资源位置信息的原理示意图，在装配生产车间内，UWB感应标签可实时向外发送超宽带脉冲信号，装配生产车间内设置的至少一个UWB传感器可接收到UWB感应标签发送的超宽带脉冲信号，UWB传感器将接收到附着在物品上的UWB感应标签发出的超宽带脉冲信号上传至UWB定位引擎，UWB定位引擎根据超宽带脉冲信号的到达角度以及到达时间差等物理参数计算出UWB感应标签在室内空间的三维精确位置信息，即可提取出UWB感应标签所附着装配资源的位置信息。
对于本实施例，通过为物理装配车间的所有装配资源贴上具有感知功能的UWB感应标签，进而确定装配资源位置信息的方式，可以实现装配资源从单一的实体变为具有交互功能的智能体，通过互联网和传感器技术实时采集机翼装配过程中的相关信息。机翼装配生产车间生产要素众多、环境复杂，通过UWB设备对人员精确定位能有效获取人员的实时位置、分布情况、运动轨迹、区域滞留时间等信息。针对车间中的危险作业区域对人员进行位置预警，保证生产安全；通过活动区域和工作时间信息对人员进行考核评估，合理调整人员生产任务。量具等生产要素在车间中位置变化频繁，通常在多个加工区域中使用，通过UWB设备精确定位可实现其快速查找，有效减少生产准备时间，同时还可有效防止该类装配资源遗失。此外，对于位置固定的机床等大型加工设备，则通过信息采集技术实现状态信息和各类加工参数的采集。
206、根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配控制。
对于本实施例，在确定得到装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息后，可进一步基于智能决策和执行模块实时对机翼装配过程作出和执行决策匹配的闭环控制机制。对此，本申请可采用无线传感执行网络技术，为控制系统提供了一个可行的解决办法，它是由无线媒介连接的传感器和执行器组成的网络，它可以实现分布式的传感并执行相应任务。其中，传感器用来获取物理世界的信息，执行器则根据这些信息做出适当的决策并对环境施加控制。
在具体的应用场景中，在执行对装配资源的装配控制时，可基于装配资源当前的状态信息和位置信息，确定装配执行进程，进而可根据装配流程信息确定下一步待执行的装配操作，提前调度装配资源，确保待装配组件及时到位，助力装配作业。通过对制造资源进行装配流程控制，以确保不受控的或错误的工具不会在特定工作区使用。相应的，实施例步骤206具体可以包括：基于装配资源的状态信息和位置信息确定当前装配执行节点；在装配流程信息中检索与当前装配执行节点匹配的目标上下文逻辑；依据目标上下文逻辑输出对装配执行的第一控制指令，以便基于第一控制指令执行对装配资源的调度装配控制。
相应的，在具体的应用场景中，在执行对装配资源的装配控制时，可基于装配资源当前的状态信息和位置信息，确定当前装配执行进程，进而可根据装配流程信息当前装配执行进程进行标准性校验，判定当前装配执行进程是否存在装配异常，当判定存在时，可以装配执行进程为修正依据，对当前执行进程进行调整，进而保证装配资源在装配过程中的精准性以及安全性。相应的，实施例步骤206具体还可以包括：提取当前装配执行节点的装配执行数据；依据目标上下文逻辑和装配执行数据，判断装配资源是否存在装配异常；若是，则依据目标上下文逻辑输出对装配执行的第二控制指令，以便基于第二控制指令执行对装配资源的装配执行调整。
本申请中的装配控制控制过程，首先在物理世界即机翼装配车间中，针对不同的装配资源分别布置传感器、RFID和UWB等智能感知元件；在装配车间重要区域(如加工工位、质检区、车间进出口)布置RFID天线和读写器，形成RFID识别区域，对进入识别区域的RFID标识对象进行识别和定位，构建装配资源信息感知系统、装配资源定位系统。通过部署在物理世界中的传感器、RFID和UWB等智能感知元件，将装配资源的状态信息和位置信息通过无线网络传输到处理器，通过中间件将不同软件、不同系统整合为统一的平台，形成基于数字孪生的智能装配可视化的智能空间；通过可视化的智能装配空间中的智能决策和执行，根据系统提供的信息实现实时对机翼装配过程作出和执行决策的闭环控制机制。采用无线传感执行网络技术，由无线媒介连接的传感器和执行器组成的网络，实现分布式的传感并执行相应任务，执行器根据获取的信息做出适当的决策并对物理环境施加控制。
通过上述基于数字孪生的装配控制方法，可通过对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，即基于数字孪生的智能装配可视化空间技术，将物理空间映射到信息空间，形成单一的装配运行视图，使装配流程完全可视化；进而基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息，可实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，提前调度装配资源，确保待装配组件及时到位，助力装配作业；最后可通过装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配流程控制，以确保不受控的或错误的工具不会在特定工作区使用；同时还提供资源和工具的电子审计功能，详细描述所装配产品的行踪。通过本申请中的技术方案，可实现机翼装配车间的物理世界与基于数字孪生的信息空间的深度融合，使装配流程可视化，通过实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，确保待装配组件及时到位，对制造资源进行装配流程控制，从而提高装配精度和装配效率。
进一步的，作为图1和图2所示方法的具体体现，本申请实施例提供了一种基于数字孪生的装配控制装置，如图5所示，该装置包括：确定模块31、分析模块32、执行模块33；
确定模块31，可用于对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；
分析模块32，可用于基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；
执行模块33，可用于根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配控制。
在具体的应用场景中，为了通过对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，确定模块31，具体可用于整合预设历史时间段内的历史装配数据；利用上下文感知系统分析历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境；在上下文环境中提取装配过程的装配流程信息。
其中，上下文感知系统包括：初级上下文提取模块、多引擎推理融合模块；在利用上下文感知系统分析历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境时，确定模块31，具体可用于利用初级上下文提取模块处理历史装配数据，生成初级上下文信息；利用多引擎推理融合模块基于初级上下文信息进行多引擎推理，融合生成高级上下文信息，高级上下文信息用于描述装配过程中的上下文环境。
相应的，上下文感知系统还包括：上下文应用模块；在上下文环境中提取装配过程的装配流程信息时，确定模块31，具体可用于利用上下文应用模块在高级上下文信息中，提取由装配开始节点至装配结束节点的上下文感知逻辑；将上下文感知逻辑确定为装配过程的装配流程信息。
在具体的应用场景中，感应标签至少包括第一感应标签和第二感应标签，第一感应标签和第二感应标签配置于各个装配资源表面；分析模块32，具体可用于基于第一感应标签确定装配资源的状态信息，状态信息是由装配资源上的第一感应标签按照预设周期主动发送，或由第一感应标签响应于第一感应设备的射频信号发送的，状态信息中携带有与装配资源匹配的唯一标识；基于第二感应标签确定装配资源对应的位置信息，位置信息是由第二感应设备对第二感应标签发送的脉冲信号的分析得到的，位置信息中携带有与装配资源匹配的唯一标识。
相应的，为了根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的实时装配控制，执行模块33，具体可用于基于装配资源的状态信息和位置信息确定当前装配执行节点；在装配流程信息中检索与当前装配执行节点匹配的目标上下文逻辑；依据目标上下文逻辑输出对装配执行的第一控制指令，以便基于第一控制指令执行对装配资源的调度装配控制。
在具体的应用场景中，根据装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息还可执行对装配资源的装配矫正控制，相应的，执行模块33，具体可用于提取当前装配执行节点的装配执行数据；依据目标上下文逻辑和装配执行数据，判断装配资源是否存在装配异常；若是，则依据目标上下文逻辑输出对装配执行的第二控制指令，以便基于第二控制指令执行对装配资源的装配执行调整。
需要说明的是，本实施例提供的一种基于数字孪生的装配控制装置所涉及各功能单元的其它相应描述，可以参考图1至图2中的对应描述，在此不再赘述。
基于上述如图1和图2所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图1和图2所示的基于数字孪生的装配控制方法。
基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景的方法。
基于上述如图1、图2所示的方法，以及图5所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该实体设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1和图2所示的基于数字孪生的装配控制方法。
可选地，该计算机设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。
本领域技术人员可以理解，本实施例提供的计算机设备结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
非易失性可读存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是无人机的三余度仲裁切换的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现非易失性可读存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。通过应用本申请的技术方案，与目前现有技术相比，本申请可通过对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，即基于数字孪生的智能装配可视化空间技术，将物理空间映射到信息空间，形成单一的装配运行视图，使装配流程完全可视化；进而基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息，可实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，提前调度装配资源，确保待装配组件及时到位，助力装配作业；最后可通过装配流程信息以及装配资源的状态信息和位置信息，执行对装配资源的装配流程控制，以确保不受控的或错误的工具不会在特定工作区使用；同时还提供资源和工具的电子审计功能，详细描述所装配产品的行踪。通过本申请中的技术方案，可实现机翼装配车间的物理世界与基于数字孪生的信息空间的深度融合，使装配流程可视化，通过实时掌握被标记装配资源的精确位置及未来位置，确保待装配组件及时到位，对制造资源进行装配流程控制，从而提高装配精度和装配效率。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的装配控制方法，其特征在于，包括：
对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；
基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；
根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息，具体包括：
整合预设历史时间段内的历史装配数据；
利用上下文感知系统分析所述历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境；
在所述上下文环境中提取装配过程的装配流程信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上下文感知系统包括：初级上下文提取模块、多引擎推理融合模块；
所述利用上下文感知系统分析所述历史装配数据，确定装配过程中的上下文环境，具体包括：
利用所述初级上下文提取模块处理所述历史装配数据，生成初级上下文信息；
利用所述多引擎推理融合模块基于所述初级上下文信息进行多引擎推理，融合生成高级上下文信息，所述高级上下文信息用于描述装配过程中的上下文环境。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上下文感知系统还包括：上下文应用模块；
所述在所述上下文环境中提取装配过程的装配流程信息，具体包括：
利用所述上下文应用模块在所述高级上下文信息中，提取由装配开始节点至装配结束节点的上下文感知逻辑；
将所述上下文感知逻辑确定为装配过程的装配流程信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感应标签至少包括第一感应标签和第二感应标签，所述第一感应标签和所述第二感应标签配置于各个装配资源表面；
所述基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息，具体包括：
基于所述第一感应标签确定装配资源的状态信息，所述状态信息是由所述装配资源上的第一感应标签按照预设周期主动发送，或由所述第一感应标签响应于第一感应设备的射频信号发送的，所述状态信息中携带有与所述装配资源匹配的唯一标识；
基于所述第二感应标签确定所述装配资源对应的位置信息，所述位置信息是由第二感应设备对所述第二感应标签发送的脉冲信号的分析得到的，所述位置信息中携带有与所述装配资源匹配的唯一标识。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制，具体包括：
基于所述装配资源的状态信息和位置信息确定当前装配执行节点；
在所述装配流程信息中检索与所述当前装配执行节点匹配的目标上下文逻辑；
依据所述目标上下文逻辑输出对装配执行的第一控制指令，以便基于所述第一控制指令执行对所述装配资源的调度装配控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
提取所述当前装配执行节点的装配执行数据；
依据所述目标上下文逻辑和所述装配执行数据，判断所述装配资源是否存在装配异常；
若是，则依据所述目标上下文逻辑输出对装配执行的第二控制指令，以便基于所述第二控制指令执行对所述装配资源的装配执行调整。
8.一种基于数字孪生的装配控制装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于对装配数据进行上下文感知计算，确定装配流程信息；
分析模块，用于基于感应标签实时分析装配资源的状态信息和位置信息；
执行模块，用于根据所述装配流程信息以及所述装配资源的状态信息和位置信息，执行对所述装配资源的装配控制。
9.一种非易失性可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于数字孪生的装配控制方法。
10.一种计算机设备，包括非易失性可读存储介质、处理器及存储在非易失性可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于数字孪生的装配控制方法。
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