CN115562197A - 一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，包括数据接收，数据接收的一端电性连接有数据采集模块，数据采集模块的一端电性连接有数据处理模块，数据处理模块的一端电性连接有数据分析，数据分析包括数据对比库、数据判断，数据分析的一端电性连接有正常数据、设备故障数据、异常数据，设备故障数据的一端电性连接有故障报警，通过本方案，通过数字孪生技术设计有设备三维功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，降低现有监控系统不能对故障进行有效预测报警的现象，降低监控系统只能对发送故障设备报警，造成延误的情况，进而提高了设备整体的易用性。
Description
技术领域
本发明涉及监控系统技术领域，具体为一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统。
背景技术
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，数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
工业生产主要在工厂里进行，在工厂里，劳动力(工人、技术人员等)利用动力(燃料、电能)和机械设备，将原料制成产品，一种原料可以生产不同的产品，而一种产品又可能由多种原料加工、组装或化合而成，工厂生产的正常进行，除需要劳动力、动力、厂房设备等基本条件外，还会受到科学技术、政府政策、资金、管理等因素的制约。
但现有处理设备存在以下不足：
现有工业监控系统在使用时，如CN104995570A，工作时通过设备层、设备驱动层、数据共享层、数据路由层、数据调度层、业务层和呈现层的工业监控体系，且数据共享层、数据路由层和数据调度层采用非关系型数据库组织或非关系型数据库和关系型数据库的混合组织，使得该工业监控系统可以实现大数据量的实时存储、共享、数据挖掘和检索等处理，提高数据查询的效率，但是监控系统在进行使用过程中，便于对设备异常以及故障进行预测，导致无法对工业生产设备进行有效的监测，容易造成工业生产设备出现故障造成大量损坏的情况，对此需进行改进。
所以我们提出了一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，数据通过数据分析进行分析，分析时通过数据对比库和数据判断进行判断比较，当判断数据为正常数据是，即可接收操作，工业生产设备出现设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常等情况时，判断为设备故障数据，进行故障报警，储存模块一可以对数据进行存储记录，故障报警可以通过故障设备定位和位置确定对设备位置进行定位，通过故障位置发出进行传递信号，当工业产出厂房出现厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常等情况时，判断为异常数据，会进行异常报警，储存模块二对数据进行进行存储记录，异常报警可以通过数据定位进行厂房异常定位，异常定位发出可以对数据进行传递，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，包括数据接收，所述数据接收的一端电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块的一端电性连接有数据处理模块，所述数据处理模块的一端电性连接有数据分析，具体操作步骤如下：
步骤一：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，数据接收可以对故障和异常进行信号接收，随后数据采集模块可以对接收的信号进行采集，并且将信号传送至数据处理模块中进行信号处理，处理后通过数据分析对数据进行分析判断处理。
优选的，所述数据分析包括数据对比库、数据判断，具体操作步骤如下：
步骤一：数据对比库：数据库中储存有大量的工业生产设备等各种数据的正常数据，可以与接收的信号数据进行对比，进行数据分析；
步骤二：数据判断：通过与数据对比库等到的数据情况，从而进行判断数据是否存在异常，并将异常信号发送至下一步骤。
优选的，所述数据分析的一端电性连接有正常数据、设备故障数据、异常数据，所述设备故障数据的一端电性连接有故障报警，所述异常数据的一端电性连接有异常报警，所述故障报警和异常报警的一端电性连接有接收模块，所述接收模块的一端电性连接有故障分布，所述故障分布的一端电性连接有工人接收，所述工人接收的一端电性连接有解除故障，所述接收模块的一端与解除故障电性连接，所述正常数据和解除故障的一端电性连接有接收操作，具体操作步骤如下：
步骤一：数据分析后，会得出两种结果，当数据正常后，会直接结束操作，当数据分析报错时，会分析为设备故障数据或者异常数据两种结果，当为设备故障数据时，会进行故障报警，为异常数据时，会进行异常报警，报警后，会通过接收模块进行接收，管理员会进行识别，管理员识别报错时，直接解除故障，管理员识别为故障时，会通过故障分布联系维修人员，工作接收即可进行维修，解除故障，操作结束。
优选的，所述设备故障数据包括设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常，具体操作如下：
步骤一：设备损坏：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障，便于监控提醒设备损坏故障；
步骤二：设备温度异常：通过监控设备，对工业生产设备的温度进行监控，当温度过高时，会显示异常，提醒工人避免出现危险；
步骤三：设备湿度异常：通过监控设备，对工业生产设备的湿度进行监控，避免一些工业设备湿度过高影响生产；
步骤四：设备气压异常：通过监控设备，对工业生产设备的气压进行监控，避免气压过高或者过低造成工业设备异常。
优选的，所述异常数据包括厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常，具体操作步骤如下：
步骤一：厂房温度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免温度过高以及过低影响工业物品存放；
步骤二：厂房湿度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免湿度过高以及过低造成工业物品损坏的现象；
步骤三：厂房风速异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房风速进行检测，避免工业厂房中通风出现问题。
优选的，所述故障报警包括故障设备定位，位置确定、故障位置发出、所述故障报警的一端电性连接有存储模块一，具体操作步骤如下：
步骤一：故障报警时，会通过故障设备定位来确定哪台设备出现故障异常信号，位置确定可以进行精准定位，位置定位后，故障位置发出可以发出进行报警处理；
步骤二：储存模块一可以对设备故障数据进行进行记录，方便后续进行调查分析。
优选的，所述异常报警包括数据定位，异常数据发出，所述异常报警的一端电性连接有储存模块二，具体操作步骤如下：
步骤一：异常报警时，会通过数据定位，对存在异常数据的工业厂房进行定位识别，并通过异常定位发出报警信号；
步骤二：储存模块二可以对工业厂房中的异常数据进行储存，方便后续进行调查分析。
优选的，所述接收模块包括数据确认、管理员判断、管理员发出信号，具体操作步骤如下：
步骤一：通过数据确认，对异常数据以及设备故障数据进行确认接收，通过管理员判断，对异常数据和设备故障数据进行分析，分析过后，通过管理员发出信号对有误数据进行发送。
优选的，所述管理员判断包括为故障异常、分析有误，具体操作步骤如下：
步骤一：通过管理员判断，当管理员分析是为故障异常信号时，即可进行信号处操作，当发现系统分析有误，会停止发送信号，并解除故障，接收操作。
优选的，所述故障分布包括故障异常数据打包、人员分布、故障发出，具体操作步骤如下：
步骤一：故障异常数据打包：通过对接收的设备故障数据或者异常数据以及定位进行整合打包；
步骤二：人员分布：可以将打包好的设备故障数据或者异常数据发出给对应的维修工作人员，方便进行分布；
步骤三：故障发出：通过故障发出，可以将故障问题发送给分布的指定的维修工作人员。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过本系统，当需要使用设备时，通过数据接收对传输的信号进行接收，数据采集模块对数据进行采集，数据处理模块对数据处理，处理手的数据通过数据分析进行分析，分析时通过数据对比库和数据判断进行判断比较，当判断数据为正常数据是，即可接收操作，工业生产设备出现设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常等情况时，判断为设备故障数据，进行故障报警，储存模块一可以对数据进行存储记录，故障报警可以通过故障设备定位和位置确定对设备位置进行定位，通过故障位置发出进行传递信号，当工业产出厂房出现厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常等情况时，判断为异常数据，会进行异常报警，储存模块二对数据进行进行存储记录，异常报警可以通过数据定位进行厂房异常定位，异常定位发出可以对数据进行传递，异常报警和故障报警会将信号传递给接收模块，数据确认会对数据进行接收，管理员判断可以对数据进行分析，当为故障异常时，会通过管理员发出信号进行传递信号，当管理员分析为分析有误时，会直接结束报警，故障分布通过故障异常数据打包对数据进行接收，在通过人员分布将数据分布给对应的维修人员，故障发出可以将信号发送给维修人员，工人接收可以确认维修工人接收，当维修成功时，解除故障，完成使用，通过本方案，通过数字孪生技术设计有设备三维功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，降低现有监控系统不能对故障进行有效预测报警的现象，降低监控系统只能对发送故障设备报警，造成延误的情况，进而提高了设备整体的易用性。
附图说明
图1为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统原理结构示意图；
图2为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统部分原理结构图；
图3为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统部分原理结构图；
图4为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统部分原理结构图；
图5为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统部分原理结构图；
图6为本发明一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统部分原理结构图。
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，所描述的实施条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1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，包括数据接收，所述数据接收的一端电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块的一端电性连接有数据处理模块，所述数据处理模块的一端电性连接有数据分析，具体操作步骤如下：
步骤一：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，数据接收可以对故障和异常进行信号接收，随后数据采集模块可以对接收的信号进行采集，并且将信号传送至数据处理模块中进行信号处理，处理后通过数据分析对数据进行分析判断处理。
根据图1所示，所述数据分析包括数据对比库、数据判断，具体操作步骤如下：
步骤一：数据对比库：数据库中储存有大量的工业生产设备等各种数据的正常数据，可以与接收的信号数据进行对比，进行数据分析；
步骤二：数据判断：通过与数据对比库等到的数据情况，从而进行判断数据是否存在异常，并将异常信号发送至下一步骤。
根据图1所示，所述数据分析的一端电性连接有正常数据、设备故障数据、异常数据，所述设备故障数据的一端电性连接有故障报警，所述异常数据的一端电性连接有异常报警，所述故障报警和异常报警的一端电性连接有接收模块，所述接收模块的一端电性连接有故障分布，所述故障分布的一端电性连接有工人接收，所述工人接收的一端电性连接有解除故障，所述接收模块的一端与解除故障电性连接，所述正常数据和解除故障的一端电性连接有接收操作，具体操作步骤如下：
步骤一：数据分析后，会得出两种结果，当数据正常后，会直接结束操作，当数据分析报错时，会分析为设备故障数据或者异常数据两种结果，当为设备故障数据时，会进行故障报警，为异常数据时，会进行异常报警，报警后，会通过接收模块进行接收，管理员会进行识别，管理员识别报错时，直接解除故障，管理员识别为故障时，会通过故障分布联系维修人员，工作接收即可进行维修，解除故障，操作结束。
根据图2所示，所述设备故障数据包括设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常，具体操作如下：
步骤一：设备损坏：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障，便于监控提醒设备损坏故障；
步骤二：设备温度异常：通过监控设备，对工业生产设备的温度进行监控，当温度过高时，会显示异常，提醒工人避免出现危险；
步骤三：设备湿度异常：通过监控设备，对工业生产设备的湿度进行监控，避免一些工业设备湿度过高影响生产；
步骤四：设备气压异常：通过监控设备，对工业生产设备的气压进行监控，避免气压过高或者过低造成工业设备异常。
根据图3所示，所述异常数据包括厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常，具体操作步骤如下：
步骤一：厂房温度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免温度过高以及过低影响工业物品存放；
步骤二：厂房湿度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免湿度过高以及过低造成工业物品损坏的现象；
步骤三：厂房风速异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房风速进行检测，避免工业厂房中通风出现问题。
根据图4所示，所述故障报警包括故障设备定位，位置确定、故障位置发出、所述故障报警的一端电性连接有存储模块一，具体操作步骤如下：
步骤一：故障报警时，会通过故障设备定位来确定哪台设备出现故障异常信号，位置确定可以进行精准定位，位置定位后，故障位置发出可以发出进行报警处理；
步骤二：储存模块一可以对设备故障数据进行进行记录，方便后续进行调查分析。
根据图5所示，所述异常报警包括数据定位，异常数据发出，所述异常报警的一端电性连接有储存模块二，具体操作步骤如下：
步骤一：异常报警时，会通过数据定位，对存在异常数据的工业厂房进行定位识别，并通过异常定位发出报警信号；
步骤二：储存模块二可以对工业厂房中的异常数据进行储存，方便后续进行调查分析。
根据图6所示，所述接收模块包括数据确认、管理员判断、管理员发出信号，具体操作步骤如下：
步骤一：通过数据确认，对异常数据以及设备故障数据进行确认接收，通过管理员判断，对异常数据和设备故障数据进行分析，分析过后，通过管理员发出信号对有误数据进行发送。
根据图6所示，所述管理员判断包括为故障异常、分析有误，具体操作步骤如下：
步骤一：通过管理员判断，当管理员分析是为故障异常信号时，即可进行信号处操作，当发现系统分析有误，会停止发送信号，并解除故障，接收操作。
根据图1所示，所述故障分布包括故障异常数据打包、人员分布、故障发出，具体操作步骤如下：
步骤一：故障异常数据打包：通过对接收的设备故障数据或者异常数据以及定位进行整合打包；
步骤二：人员分布：可以将打包好的设备故障数据或者异常数据发出给对应的维修工作人员，方便进行分布；
步骤三：故障发出：通过故障发出，可以将故障问题发送给分布的指定的维修工作人员。
其整个机构所达到的效果为：当需要使用设备时，通过数据接收对传输的信号进行接收，数据采集模块对数据进行采集，数据处理模块对数据处理，处理手的数据通过数据分析进行分析，分析时通过数据对比库和数据判断进行判断比较，当判断数据为正常数据是，即可接收操作，工业生产设备出现设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常等情况时，判断为设备故障数据，进行故障报警，储存模块一可以对数据进行存储记录，故障报警可以通过故障设备定位和位置确定对设备位置进行定位，通过故障位置发出进行传递信号，当工业产出厂房出现厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常等情况时，判断为异常数据，会进行异常报警，储存模块二对数据进行进行存储记录，异常报警可以通过数据定位进行厂房异常定位，异常定位发出可以对数据进行传递，异常报警和故障报警会将信号传递给接收模块，数据确认会对数据进行接收，管理员判断可以对数据进行分析，当为故障异常时，会通过管理员发出信号进行传递信号，当管理员分析为分析有误时，会直接结束报警，故障分布通过故障异常数据打包对数据进行接收，在通过人员分布将数据分布给对应的维修人员，故障发出可以将信号发送给维修人员，工人接收可以确认维修工人接收，当维修成功时，解除故障，完成使用，通过本方案，通过数字孪生技术设计有设备三维功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，降低现有监控系统不能对故障进行有效预测报警的现象，降低监控系统只能对发送故障设备报警，造成延误的情况，进而提高了设备整体的易用性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：包括数据接收，所述数据接收的一端电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块的一端电性连接有数据处理模块，所述数据处理模块的一端电性连接有数据分析，具体操作步骤如下：
S1：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障和异常位置，数据接收可以对故障和异常进行信号接收，随后数据采集模块可以对接收的信号进行采集，并且将信号传送至数据处理模块中进行信号处理，处理后通过数据分析对数据进行分析判断处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述数据分析包括数据对比库、数据判断，具体操作步骤如下：
S1：数据对比库：数据库中储存有大量的工业生产设备等各种数据的正常数据，可以与接收的信号数据进行对比，进行数据分析；
S2：数据判断：通过与数据对比库等到的数据情况，从而进行判断数据是否存在异常，并将异常信号发送至下一步骤。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述数据分析的一端电性连接有正常数据、设备故障数据、异常数据，所述设备故障数据的一端电性连接有故障报警，所述异常数据的一端电性连接有异常报警，所述故障报警和异常报警的一端电性连接有接收模块，所述接收模块的一端电性连接有故障分布，所述故障分布的一端电性连接有工人接收，所述工人接收的一端电性连接有解除故障，所述接收模块的一端与解除故障电性连接，所述正常数据和解除故障的一端电性连接有接收操作，具体操作步骤如下：
S1：数据分析后，会得出两种结果，当数据正常后，会直接结束操作，当数据分析报错时，会分析为设备故障数据或者异常数据两种结果，当为设备故障数据时，会进行故障报警，为异常数据时，会进行异常报警，报警后，会通过接收模块进行接收，管理员会进行识别，管理员识别报错时，直接解除故障，管理员识别为故障时，会通过故障分布联系维修人员，工作接收即可进行维修，解除故障，操作结束。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述设备故障数据包括设备损坏、设备温度异常、设备湿度异常、设备气压异常，具体操作如下：
S1：设备损坏：数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观地显示设备的故障，便于监控提醒设备损坏故障；
S2：设备温度异常：通过监控设备，对工业生产设备的温度进行监控，当温度过高时，会显示异常，提醒工人避免出现危险；
S3：设备湿度异常：通过监控设备，对工业生产设备的湿度进行监控，避免一些工业设备湿度过高影响生产；
S4：设备气压异常：通过监控设备，对工业生产设备的气压进行监控，避免气压过高或者过低造成工业设备异常。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述异常数据包括厂房温度异常、厂房湿度异常、厂房风速异常，具体操作步骤如下：
S1：厂房温度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免温度过高以及过低影响工业物品存放；
S2：厂房湿度异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房温度进行检测，避免湿度过高以及过低造成工业物品损坏的现象；
S3：厂房风速异常：通过监控设备，可以对工业生产的厂房风速进行检测，避免工业厂房中通风出现问题。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述故障报警包括故障设备定位，位置确定、故障位置发出、所述故障报警的一端电性连接有存储模块一，具体操作步骤如下：
S1：故障报警时，会通过故障设备定位来确定哪台设备出现故障异常信号，位置确定可以进行精准定位，位置定位后，故障位置发出可以发出进行报警处理；
S2：储存模块一可以对设备故障数据进行进行记录，方便后续进行调查分析。
7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述异常报警包括数据定位，异常数据发出，所述异常报警的一端电性连接有储存模块二，具体操作步骤如下：
S1：异常报警时，会通过数据定位，对存在异常数据的工业厂房进行定位识别，并通过异常定位发出报警信号；
S2：储存模块二可以对工业厂房中的异常数据进行储存，方便后续进行调查分析。
8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述接收模块包括数据确认、管理员判断、管理员发出信号，具体操作步骤如下：
S1：通过数据确认，对异常数据以及设备故障数据进行确认接收，通过管理员判断，对异常数据和设备故障数据进行分析，分析过后，通过管理员发出信号对有误数据进行发送。
9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述管理员判断包括为故障异常、分析有误，具体操作步骤如下：
S1：通过管理员判断，当管理员分析是为故障异常信号时，即可进行信号处操作，当发现系统分析有误，会停止发送信号，并解除故障，接收操作。
10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生技术的智能工业生产监控系统，其特征在于：所述故障分布包括故障异常数据打包、人员分布、故障发出，具体操作步骤如下：
S1：故障异常数据打包：通过对接收的设备故障数据或者异常数据以及定位进行整合打包；
S2：人员分布：可以将打包好的设备故障数据或者异常数据发出给对应的维修工作人员，方便进行分布；
S3：故障发出：通过故障发出，可以将故障问题发送给分布的指定的维修工作人员。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117369426A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 台昌树脂(佛山)有限公司 | 基于热熔胶生产控制系统的状态监控方法及系统 |
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2022
- 2022-09-29 CN CN202211200680.2A patent/CN115562197A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117369426A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 台昌树脂(佛山)有限公司 | 基于热熔胶生产控制系统的状态监控方法及系统 |
| CN117369426B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-01 | 台昌树脂(佛山)有限公司 | 基于热熔胶生产控制系统的状态监控方法及系统 |
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