CN114021810B

CN114021810B - 一种数字孪生料场管理系统

Info

Publication number: CN114021810B
Application number: CN202111293723.1A
Authority: CN
Inventors: 陈大为; 梁淑婷; 何林
Original assignee: Guangdong Jianmian Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Jianmian Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2024-02-09
Anticipated expiration: 2041-11-03
Also published as: CN114021810A

Abstract

本发明公开一种数字孪生料场管理系统，包括物资信息管理模块，用于查看可以存放物资信息的地方，各类物资的数量信息，基于GIS三维地图进行分布展示；仓储管理模块，用于通过与仓库系统的接口获取堆场名称、堆放能力、现有物资信息和堆放物料的状态信息；物料存量监控模块，用于通过高精度的定位系统，实现对堆料场、仓库对象进行定位监控，通过对接MES系统，监控物料的重量、体积等数据信息。实现厂内运输物流的集中管控、智能处理，进一步提高过程管理能力，提高精准物流运输能力、优化运输路线、实时感知物流运输过程，提高运输效率。

Description

一种数字孪生料场管理系统

技术领域

本发明涉及料场管理系统，尤其涉及一种数字孪生料场管理系统。

背景技术

目前大部分厂内运输物流整体信息化程度尚无法满足精细化生产要求，对于运能管理，尚没有跟踪定位、数据采集和过程管理手段，大多数仍处于电话联系、微信沟通，对于装卸转运过程无法实时感知和监控的运作阶段，尚未能实施数字化的运能管理。

大型厂内所建立的各个信息系统条块分割，资源和数据不能共享，信息系统之间的数据传递不畅通，信息孤岛现象较为明显，运输调度缺乏协同优化能力，致使物流运输不能精准的进行运输配载。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种应用于厂区料场内数字化、网络化和智能化发展运能管理系统，提高过程管理能力的数字孪生料场管理系统。具体技术方案如下：

本发明提供一种数字孪生料场管理系统，包括

物资信息管理模块，用于查看可以存放物资信息的地方，各类物资的数量信息，基于GIS三维地图进行分布展示；

仓储管理模块，用于通过与仓库系统的接口获取堆场名称、堆放能力、现有物资信息和堆放物料的状态信息；

物料存量监控模块，用于通过高精度的定位系统，实现对堆料场、仓库对象进行定位监控，通过对接MES系统，监控物料的重量、体积等数据信息；

精准配料管理模块，用于基于厂区内高精度地图，对各料堆设置作业区并标识矿料信息，通过车载高精度定位和任务信息中指定的料堆信息，自动判定对装料、卸料错误进行告警提醒；

运能管理模块，基于GIS三维地图，对当前运输设备、运输任务进行状态展示；实现对运输过程进行监控和对运输任务进行预测。

进一步地，所述运能管理模块还包括，

GIS三维模型图模块，用于展示厂区的各类厂房建筑、车间、运输设备、生产设备、码头设施模型；

车辆定位监控模块，用于获取设备的实时位置，并自动验证分析实时位置数据与规划线路的差异，自动修正车辆的位置，输出正确的车辆位置；当车辆确实走错路线，车载监控系统会发出告警信息；

运输线路展示模块，用于在电子地图上，展示各类运输线路，不同类型的线路采用不同的颜色进行标识；

可视化监控模块，用于在地图上展示所有摄像头的分布位置，以及摄像头的工作状态、摄像头的视线角度；

运输轨迹回放模块，用于提供历史轨迹回放功能，查看满足条件的车辆运行记录，并按时间的先后顺序动画回放车辆运行的轨迹。

进一步地，还包括运输监控模块，所述运输监控模块包括：

生产过程监控模块，用于实时动态展示整体任务完成情况和动态展示各车辆生产调度情况；

车辆运行跟踪模块，用于实时掌握车辆位置、路线信息；通过车载监控终端将车辆运行数据实时提取，通过可视化展示，实时掌握行车信息、作业环境情况；

安全生产监控模块，用于司机的驾驶行为检测、超速行为检测和盲区检测。

进一步地，还包括数据分析子模块，所述数据分析子模块包括：

生产报表统计模块，用于对生产任务的监测，每天生成任务统计报表，对实际完成情况进行总结、计算任务总量的信息；

安全报表模块，用于生成安全总表、GPS在线率和超速表；

调度任务统计模块，用于任务开始以后，根据设定计算任务执行的工作量的数据，并生成任务统计信息。

进一步地，所述车辆运行跟踪模块包括智能导航、线路监控、车辆异常上报、路线异常登记、车辆定位、实时跟踪、轨迹回放、视频监控、电子围栏、超长停车的功能模块。

本发明的有益效果是：通过5G+北斗高精度定位、物联网、传感器等新一代信息技术实现对物流运输的全面感知、可靠传输，建立智能化运能管理系统，与厂内其他信息化管理系统进行对接互通，实现整个厂内运输物流信息和数据及时、透明的传递和交换，并实现厂内运输物流的集中管控、智能处理，进一步提高过程管理能力，提高精准物流运输能力、优化运输路线、实时感知物流运输过程，提高运输效率。

附图说明

图1为本发明一种数字孪生料场管理系统的原理框图。

图2为本发明一种数字孪生料场管理系统的另一原理框图。

图3为本发明一种数字孪生料场管理系统的数据分析子系统示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“ 一种”、“ 所述”和“ 该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“ 和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明提供一种数字孪生料场管理系统，包括

物资信息管理模块100，用于查看可以存放物资信息的地方，各类物资的数量信息，基于GIS三维地图进行分布展示；

在本实施例中，物资基础信息通过接口与产供销系统同步保持一致，包括物资大类、物资小类、物资名称、物资编码、有效标志。系统后台通过接口与产供销系统保持一致，前端提供查询功能。此外，可以查看各仓库存放物资信息的地方，各类物资的数量信息，基于GIS三维地图进行分布展示。可以选择一类物资名称，查看该物资的所有分布位置；也可以选择单个位置上的物资，查看其详细信息。

仓储管理模块200，用于通过与仓库系统的接口获取堆场名称、堆放能力、现有物资信息和堆放物料的状态信息；

物料存量监控模块300，用于通过高精度的定位系统，实现对堆料场、仓库对象进行定位监控，通过对接MES系统，监控物料的重量、体积等数据信息；

在本实施例中，物料存量监控主要是通过高精度的定位系统，实现各类堆料场、仓库对象进行定位监控，通过对接MES系统，监控物料的重量、体积等数据信息。总的监控功能包括物料查看、料槽监控、仓库监控等，实现堆料场、仓库的状态实时输出、告警信息实时推送等，为料场运营指挥提供基础的。

每个料槽的空间是有限的，对料槽的监控主要是监控物料的存量，主要有四类告警：

（1）单个物料存量低于计划存量的告警。如某个料槽存量低于一个吨位阈值时，可以触发告警；表明该料槽需要继续补充存量了。

（2）所有料槽总量低于计划存量告警。所有料槽一类物料的总存量低于预设的阈值时（如低于3天的用量时），触发告警，表明需要立即补充存量；后台系统可以通过MES系统下发采运输任务，进行存量补充。

（3）单个料槽物料存量高于计划存量的告警。如某个料槽存量高于一个吨位阈值时，可以触发告警；表明该料槽不需要继续补充存量了。

（4）所有料槽总量高于计划存量告警。所有料槽一类物料的总存量高于预设的阈值时（如高于30天的用量时），触发告警，表明该类物料不需要立继续运输补充存量。

精准配料管理模块400，用于基于厂区内高精度地图，对各料堆设置作业区并标识矿料信息，通过车载高精度定位和任务信息中指定的料堆信息，自动判定对装料、卸料错误进行告警提醒；

运能管理模块500，基于GIS三维地图，对当前运输设备、运输任务进行状态展示；实现对运输过程进行监控和对运输任务进行预测。

在本实施例中，基于三维GIS模型图，直观的展示了大型厂区的各类建筑、运输设备、生产设备、码头设施等BIM对象模型，基于高精度的定位系统和视频监控系统，实时展示运输设备的定位位置，运输线路，视频实时监控，运输轨迹回放等。在料场的三维模型图中，生动直观的展示了料场的各个区域的建筑、车间、运输设备、生产设备、码头设施等模型，能实时运动的设备沿着计划的路线实时移动前进；车辆计划的运输路线可以展示在界面上。

优选的，所述运能管理模块还包括，

GIS三维模型图模块510，用于展示厂区的各类厂房建筑、车间、运输设备、生产设备、码头设施模型；

车辆定位监控模块520，用于获取设备的实时位置，并自动验证分析实时位置数据与规划线路的差异，自动修正车辆的位置，输出正确的车辆位置；当车辆确实走错路线，车载监控系统会发出告警信息；

在本实施例中，AI中台自动从车辆等设备的物联网卡中获取设备的实时位置，并自动验证分析实时位置数据与规划线路的差异，自动修正车辆的位置，输出正确的车辆位置到电子地图界面中进行展示。当车辆确实走错路线，车载监控系统会发出告警信息，在电子地图上对线路错误的车辆用红色告警状态闪烁展示，以便相关管理人员及时发现车辆异常，及时纠正问题，避免潜在的风险。

车辆在运输线路上长时间停止在一个地方，但车载主机没有发出任何告警，系统也会自动告警，尝试联动查看车载摄像头查看车载视频，方便监控中心人员联系司机，询问现场情况。

运输线路展示模块530，用于在电子地图上，展示各类运输线路，不同类型的线路采用不同的颜色进行标识；

在本实施例中，在电子地图上，展示各类运输线路，不同类型的线路采用不同的颜色进行标识；可以只显示部分分类的线路，根据操作选择显示的分类线路；系统展示线路的详细信息，包括线路的起止地点、中途重要地点、线路长度、运输的物料类型、当前在线路上的车辆信息等。可以查看每辆车的车载视频信息。

可视化监控模块540，用于在地图上展示所有摄像头的分布位置，以及摄像头的工作状态、摄像头的视线角度；

在本实施例中，地图上可以展示所有摄像头的分布位置，以及摄像头的工作状态（在线、离线等）；可以根据摄像头的视线角度，模拟显示摄像头的监控范围，建筑物能够遮挡视频监控视线，从而在地图上展示视频监控的覆盖区域，可以检查视频监控的盲区。对在线的摄像头，可以打开查看视频，应与三维地图上的视线区域一致。此外，车载摄像头可以实时监控车内的情况，包括司机在车内时工作状态情况。

运输轨迹回放模块550，用于提供历史轨迹回放功能，查看满足条件的车辆运行记录，并按时间的先后顺序动画回放车辆运行的轨迹。

在本实施例中，对每辆车，每个出行运输任务中，所有的定位数据都存储在系统中，而且无法更改。系统提供历史轨迹回放功能，可以选择车辆、日期等搜索信息，查看满足条件的车辆运行记录，并按时间的先后顺序动画回放车辆运行的轨迹；回放速度支持多种速度播放，如：1倍速、2倍速、4倍速、8倍速播放。可以联动查看指定时间的监控历史视频和车载历史视频，以及相关的运输任务数据。

优选的，还包括运输监控模块600，所述运输监控模块600包括：

在本实施例中，能对运输情况和进度实时感知，掌握当前驾驶员或车辆任务执行进度和状态，实时展示任务执行情况，便于对生产任务完成情况实时掌握，以及对车辆临时调度安排。

（一）任务进度

系统按照运输任务计划、要求完成时间、已执行时间、已完成进度等信息进行综合比对，基于时间维度和运量维度计算当前生产任务完成情况，对生产进度滞后情况进行告警提醒，便于管理人员管控生产进度。

驾驶员通过车载互动屏开始任务后，系统开始任务计量，通过车载计量系统可实时感知车辆运量，基于作业区域内载重状态变化识别车辆目前处于装载、运输、卸料状态，计算单趟次用时、当前该车辆已完成的趟次和完成的运量；通过与下发的运输任务进行比对，计算当前完成进度。后台管理人员以及驾驶员可分别通过后台系统和车载互动屏查看任务信息、完成量和整体进度。

（二）实时运量

车载计量传感器可实时检测车辆实际载重，并将车辆当前载重显示在车载互动屏。

结合车辆基础信息中设定的额定载重信息以及系统设定超载阈值，如检测车辆实际载重超过则系统设定超载阈值则产生告警提醒。告警提醒同时推送到车载互动屏和后台管理人员。

（三）路线规划

路线监控通过在系统中预设行驶路线，运输过程中，驾驶员应按照预定路线行驶，如偏离既定路线，系统可发出偏航告警。

当遇到特殊情况导致原定路线无法正常行驶时，管理人员可变更执行中的任务单，取消路线信息或切换至其他已规划路线。

在本实施例中，于车载监控子系统（位置、视频、驾驶员状态），实时掌握车辆位置、路线信息；通过车载监控终端将车辆运行数据实时提取，通过可视化展示，实时掌握行车信息、作业环境情况。

智能导航

在车载终端，根据配车选择的运输任务路线进行导航；自动接单、智能配车运输任务的，系统自动按照最佳运输路线进行规划导航；

线路监控

根据车载终端携带的GPS定位功能，对运输车辆进行定位，监控；同时系统支持历史路线回放功能；

车辆异常上报

手工上报：在运输过程中出现的异常信息（例如爆胎、车坏等情况）登记、异常类型、异常提醒、异常审核、异常处理、异常分析等；

系统自动上报：实际运输过程中如果车辆的行驶路线与预设路线不一致情况下，系统将记录此次异常路线，自动进行上报生产部和物管部；

路线异常登记

运输线路异常的情况下进行登记和标识，避免配车路线无效而产生运输误工现象；

运输车辆和装卸(铲车)车辆匹配各自的任务；铲车需要知道库存位置，需要现场理货员确认；铲车需要匹配运输车辆，运输车辆需要匹配铲车，双向确认，避免运输车辆装错货，装错车；

车辆定位

车辆管理模块用于实现对车辆在途的监控管理，包括车辆位置实时监控，行驶轨迹回溯，车辆行驶路线监控，车辆超速行驶监控等车辆行驶过程管理。

实时跟踪

实时监控可实现对车辆的监控管理，通过加载车辆列表及地图，在地图上显示车辆总数、车辆状态、车载终端状态等基础信息；并可以对车辆实时监控，包括：车辆追踪，历史轨迹，车速分析，车况统计，实时数据等。

轨迹回放

对车辆历史行驶轨迹进行查询和回放。通过设置开始时间和结束时间查询该段时间车辆的运行轨迹（每次可查询时间范围为一天）。轨迹回放可以动态播放，可回放该段时间的运行轨迹以及对应每个时刻的速度和实际位置。

优选的，还包括数据分析子模块700，所述数据分析子模块700包括：

在本实施例中，平台通过对生产任务的监测，每天生成任务统计报表，对实际完成情况进行总结、计算任务总量等信息等。

通过对车辆历史承担作业情况、维护保养情况、维修情况等数据进行智能分析，形成运能资源分级，为生产计划自动调度系统提供数据依据，同时也为管理人员提供车辆状态综合展示。

对堆场料条历史作业量、作业时间、执行人等作业效率进行智能分析，实现运能最大化利用。通过统计分析人员、车辆作业效率，实现运能计划时间预估，对于发生作业计划调整或预计延迟、提前等情况时及时调整运力。

安全报表模块，用于生成安全总表、GPS在线率和超速表；

优选的，所述车辆运行跟踪模块包括智能导航、线路监控、车辆异常上报、路线异常登记、车辆定位、实时跟踪、轨迹回放、视频监控、电子围栏、超长停车的功能模块。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种数字孪生料场管理系统，其特征在于，包括

物料存量监控模块，用于通过高精度的定位系统，实现对堆料场、仓库对象进行定位监控，通过对接MES系统，监控物料的重量、体积数据信息；

运能管理模块，基于GIS三维地图，对当前运输设备、运输任务进行状态展示；实现对运输过程进行监控和对运输任务进行预测；

路线监控通过在系统中预设行驶路线，运输过程中，驾驶员应按照预定路线行驶，如偏离既定路线，系统发出偏航告警:当遇到特殊情况导致原定路线无法正常行驶时，管理人员变更执行中的任务单，取消路线信息或切换至其他已规划路线；车辆运行跟踪模块，用于实时掌握车辆位置、路线信息；通过车载监控终端将车辆运行数据实时提取，通过可视化展示，实时掌握行车信息、作业环境情况；对料槽的监控主要是监控物料的存量，有四类告警:(1)单个物料存量低于计划存量的告警；如某个料槽存量低于一个吨位阈值时，触发告警;表明该料槽需要继续补充存量；(2) 所有料槽总量低于计划存量告警:所有料槽一类物料的总存量低于预设的阈值时，触发告警，表明需要立即补充存量；后台系统通过MES系统下发采运输任务，进行存量补充；(3)单个料槽物料存量高于计划存量的告警，如某个料槽存量高于一个吨位阈值时，触发告警，表明该料槽不需要继续补充存量；(4)所有料槽总量高于计划存量告警:所有料槽一类物料的总存量高于预设的阈值时，触发告警，表明该类物料不需要立继续运输补充存量；

所述运能管理模块还包括，

2.根据权利要求1所述的数字孪生料场管理系统，其特征在于，还包括运输监控模块，所述运输监控模块包括：

3.根据权利要求1所述的数字孪生料场管理系统，其特征在于，还包括数据分析子模块，所述数据分析子模块包括：

安全报表模块，用于生成安全总表、GPS在线率和超速表；

4.根据权利要求3所述的数字孪生料场管理系统，其特征在于，所述车辆运行跟踪模块包括智能导航、线路监控、车辆异常上报、路线异常登记、车辆定位、实时跟踪、轨迹回放、视频监控、电子围栏、超长停车的功能模块。