CN114609983A - 一种数字孪生监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字孪生监控系统，包括3D视景模型管理模块、采集模块、智能制造模块、归档数据库、环境监控模块、门禁监控模块、监控平台视频监控模块、监控系统人员定位管理模块、数字孪生管理平台；本发明的有益效果是：为操作人员在远程监控时提供身临其境的3D感受,实现远端的无人或少人值守，达到减员增效的目的；当发生重大报警时，快速准确做出判断并采取措施，避免停产所造成的损失；方便管理者清晰的了解人员在工作期间的活动情况,当出现紧急情况时可立刻定位到人员,进行及时处理；实时监控设备和仪表的生产过程数据及其故障状况；最大程度的保证未来出现的任何质量问题和事故都可追溯。
Description
技术领域
本发明属于数字孪生监控技术领域，具体涉及一种数字孪生监控系统。
背景技术
研究表明，到2022年，使用数字孪生的组织数量将增加两倍；物联网技术的进步使数字孪生的概念成为可能；现在可以很容易地将传感器和执行器连接到物理对象，以获知所处环境和操作数据并从其数字孪生体控制物理对象；通常被表征为从物理对象到数字孪生体再到物理对象的双向数据流；但是，这只说明了一半；每个数字孪生将涉及多个信息线程，这不仅在物理对象及其孪生体之间，而且在孪生体与企业系统之间，这些系统有助于实时或近实时地创建初始模型并提供支持数据，以构建对象或资产的完整图像。
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
数字孪生实现了现实物理系统向虚拟空间数字化模型的反馈，可以真正在工厂制造的全生命周期范围内，保证数字与物理世界的协调一致；各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘，甚至人工智能的应用，都能确保它与现实物理系统的适用性。
由于生产制造设备大多都是独立运行，无法直观形象的从整体对生产过程进行监控和管理。
为了全方位的了解各个车间的实时生产状况，极大的方便生产过程的实时监控、故障诊断和排查，为此我们提出一种数字孪生监控系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数字孪生监控系统，全方位的了解各个车间的实时生产状况，极大的方便生产过程的实时监控、故障诊断和排查。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字孪生监控系统，包括3D视景模型管理模块、采集模块、智能制造模块、归档数据库、环境监控模块、门禁监控模块、监控平台视频监控模块、监控系统人员定位管理模块、数字孪生管理平台，其中：
所述数字孪生管理平台用于维持数字孪生监控系统的运行；
所述3D视景模型管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过3D视景模型管理模块导入并渲染厂区环境、室内环境以及机器和仪表物体的三维模型，渲染三维物体的光照和纹理细节，并对高危场合的生产状态进行监控；
所述智能制造模块分别与采集模块、归档数据库通信连接，采集厂区设备和仪表的状态数据，将每个操作数据上传至归档数据库；
所述环境监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过环境监控模块在三维场景下实时监测相对湿度、温度和环境污染参数；
所述门禁监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过门禁监控模块在3D场景下集成门禁、考勤、巡更于一体，实现员工、权限、考勤管理；
所述监控平台视频监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控平台视频监控模块实现对监控录像文件的快速检索、定位、比对及备份，实现统一的身份认证和权限管理；
所述监控系统人员定位管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控系统人员定位管理模块实现人员从上班打卡考勤到下班打卡考勤整个过程中的实时监控、历史信息查看。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括报警分析模块，并通过报警分析模块提供各类监测系统的实时报警信息。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括移动终端，通过移动终端对监控系统进行查看。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述通信连接的方式为ZigBee和GPRS的组合。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括与监控平台视频监控模块相连的分析模块，通过分析模块实现实时视频监控、历史视频调阅、视频行为分析。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述智能制造模块通过工业以太网、现场总线和通讯协议采集厂区设备和仪表的状态数据。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括追溯模块，通过追溯模块对归档数据库中的数据进行追溯。
作为本发明的一种优选的技术方案，还包括加密模块，通过加密模块对数字孪生管理平台进行加密。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)为操作人员在远程监控时提供身临其境的3D感受,实现远端的无人或少人值守，达到减员增效的目的；
(2)当发生重大报警时，快速准确做出判断并采取措施，避免停产所造成的损失；
(3)方便管理者清晰的了解人员在工作期间的活动情况,当出现紧急情况时可立刻定位到人员,进行及时处理；
(4)实时监控设备和仪表的生产过程数据及其故障状况；
(5)最大程度的保证未来出现的任何质量问题和事故都可追溯。
附图说明
图1为本发明的系统图。
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做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种数字孪生监控系统，包括3D视景模型管理模块、采集模块、智能制造模块、归档数据库、环境监控模块、门禁监控模块、监控平台视频监控模块、监控系统人员定位管理模块、数字孪生管理平台，其中：
数字孪生管理平台用于维持数字孪生监控系统的运行；
3D视景模型管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过3D视景模型管理模块导入并渲染厂区环境、室内环境以及机器和仪表物体的三维模型，渲染三维物体的光照和纹理细节，并对高危场合的生产状态进行监控；
智能制造模块分别与采集模块、归档数据库通信连接，采集厂区设备和仪表的状态数据，将每个操作数据上传至归档数据库；这些数据将形成每个设备运行操作的“电子档案”，并保存从而供查询；产品品质最终要经过质量保证体系的考验，因此对于车间而言，数字化质保也是其生产流程的核心控制环节，智能制造模块可以按工段布置多个质量控制节点，对生产过程中的质量数据进行采集和分析，发现问题就地解决，避免一个阶段的问题流入到下一个阶段；
环境监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过环境监控模块在三维场景下实时监测相对湿度、温度和环境污染参数；当数据变化或达到预警值时实时报警，避免生产人员中毒隐患及气体爆炸隐患；
门禁监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过门禁监控模块在3D场景下集成门禁、考勤、巡更于一体，实现员工、权限、考勤管理；同时平台数据库记录所有系统事件，并且能够实现与环境监控、生产监控功能的联动；
监控平台视频监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控平台视频监控模块实现对监控录像文件的快速检索、定位、比对及备份，实现统一的身份认证和权限管理，保证信息和数据的安全；
监控系统人员定位管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控系统人员定位管理模块实现人员从上班打卡考勤到下班打卡考勤整个过程中的实时监控、历史信息查看，从而方便管理者清晰的了解人员在工作期间的活动情况,当出现紧急情况时可立刻定位到人员,进行及时处理。
本实施例中，优选的，还包括报警分析模块，报警分析模块为用户提供各类监测系统的实时报警信息包括超限报警、开关报警、系统在线设备的故障记录，系统自动统计出昨日、当日、当前的报警故障个数，并可点击查看相应详细信息，可以按子系统、类别、等级、日期段条件查询和统计历史报警或故障信息；系统可以查询任何系统中设备的开停情况，如开时间、次数等，可查看累计量信息及统计图表，还可查看整个系统的网络故障信息可方便用户管理，当系统出现故障和报警的时候会声光报警。
本实施例中，优选的，还包括移动终端，通过移动终端对监控系统进行查看。
本实施例中，优选的，通信连接的方式为ZigBee和GPRS的组合。
本实施例中，优选的，还包括与监控平台视频监控模块相连的分析模块，通过分析模块实现实时视频监控、历史视频调阅、视频行为分析。
本实施例中，优选的，智能制造模块通过工业以太网、现场总线和通讯协议采集厂区设备和仪表的状态数据，操作员在三维厂区视景内直接对设备和仪表进行交互操作，实时监控设备和仪表的生产过程数据及其故障状况。
本实施例中，优选的，还包括追溯模块，通过追溯模块对归档数据库中的数据进行追溯，最大程度的保证未来出现的任何质量问题和事故都可追溯。
本实施例中，优选的，还包括加密模块，通过加密模块对数字孪生管理平台进行加密。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种数字孪生监控系统，其特征在于：包括3D视景模型管理模块、采集模块、智能制造模块、归档数据库、环境监控模块、门禁监控模块、监控平台视频监控模块、监控系统人员定位管理模块、数字孪生管理平台，其中：
所述数字孪生管理平台用于维持数字孪生监控系统的运行；
所述3D视景模型管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过3D视景模型管理模块导入并渲染厂区环境、室内环境以及机器和仪表物体的三维模型，渲染三维物体的光照和纹理细节，并对高危场合的生产状态进行监控；
所述智能制造模块分别与采集模块、归档数据库通信连接，采集厂区设备和仪表的状态数据，将每个操作数据上传至归档数据库；
所述环境监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过环境监控模块在三维场景下实时监测相对湿度、温度和环境污染参数；
所述门禁监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过门禁监控模块在3D场景下集成门禁、考勤、巡更于一体，实现员工、权限、考勤管理；
所述监控平台视频监控模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控平台视频监控模块实现对监控录像文件的快速检索、定位、比对及备份，实现统一的身份认证和权限管理；
所述监控系统人员定位管理模块与数字孪生管理平台通信连接，并通过监控系统人员定位管理模块实现人员从上班打卡考勤到下班打卡考勤整个过程中的实时监控、历史信息查看。
2.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：还包括报警分析模块，并通过报警分析模块提供各类监测系统的实时报警信息。
3.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：还包括移动终端，通过移动终端对监控系统进行查看。
4.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：所述通信连接的方式为ZigBee和GPRS的组合。
5.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：还包括与监控平台视频监控模块相连的分析模块，通过分析模块实现实时视频监控、历史视频调阅、视频行为分析。
6.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：所述智能制造模块通过工业以太网、现场总线和通讯协议采集厂区设备和仪表的状态数据。
7.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：还包括追溯模块，通过追溯模块对归档数据库中的数据进行追溯。
8.根据权利要求1所述的一种数字孪生监控系统，其特征在于：还包括加密模块，通过加密模块对数字孪生管理平台进行加密。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115204751A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-10-18 | 东方电子股份有限公司 | 一种基于区块链的智慧综合能源管控系统 |
| CN115314357A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-11-08 | 恒天益科技（深圳）有限公司 | 一种数字孪生管网监控方法及系统 |
| CN115988182A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-04-18 | 宏景科技股份有限公司 | 面向数字孪生的远程视频监测方法和系统 |
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2022
- 2022-03-10 CN CN202210233458.6A patent/CN114609983A/zh active Pending
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