CN116300757A - 一种数字模型生产系统及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种数字模型生产系统及电子设备，所述系统包括数字模型生成模块、模型验证工厂模块和模型生产工厂模块，其中，所述数字模型生成模块用于提供所述数字模型；所述模型验证工厂模块用于对所述数字模型进行生产模拟验证；所述模型生产工厂模块用于对所述数字模型的生产过程进行模拟。本公开实施例可以生成数字模型并自动验证数字模型和需要的生产线的可行性，提高了工厂调整规划的灵活性，满足新型设施不断变化的需求。

Description

一种数字模型生产系统及电子设备
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数字模型生产系统及电子设备。
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。
数字孪生工厂是对现实工厂3D形态的完全模拟，大到整个厂区的所有车间，小到车间里每台设备和每一个生产动作，都映射在数字孪生上，但是目前的数字孪生工厂的规划设计不具有整体性和系统性，在企业需要生成新产品添加新产线时并没有合理的规划策略。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种数字模型生产系统及电子设备，对产品从设计到生产再到运输进行全生命周期的规划，生成数字模型并自动验证数字模型和需要的生产线的可行性，提高了工厂调整规划的灵活性，满足新型设施不断变化的需求。
根据本公开的一方面，提供了一种数字模型生产系统，包括数字模型生成模块、模型验证工厂模块和模型生产工厂模块，其中，所述数字模型生成模块用于提供所述数字模型；所述模型验证工厂模块用于对所述数字模型进行生产模拟验证；所述模型生产工厂模块用于对所述数字模型的生产过程进行模拟。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成模块包括模型工厂、拆解模块、动态三维图纸模块、模型编辑模块和创造模块中的至少一种，其中，所述模型工厂，用于提供现有的数字模型；所述拆解模块，用于对所述现有的数字模型进行自动拆解或根据指令对所述数字模型进行拆解，得到完全拆解的数字模型；所述动态三维图像模块，用于根据所述完全拆解的数字模型生成多个动态三维图纸、提供展示和全方位查看数字模型自动生产过程的功能，以及，提供展示和全方位查看生成所述动态三维图纸的过程的功能；模型编辑模块，用于对所述多个动态三维图纸或所述数字模型进行编辑，得到用于生成所述数字模型的数字图纸，并展示所述编辑过程；所述创造模块，用于根据使用者提供的物理世界物质属性以及操作方法，对所述数字图纸进行组合获得所述数字模型，和/或，根据数字孪生世界中的现有数字组件生成所述数字模型。
在一种可能的实现方式中，所述模型验证工厂模块包括验证工厂模块、验证工厂生成模块、验证工厂改装模块和模型验证模块中的至少一种，其中，所述验证工厂模块，用于向使用者提供验证工厂模板；所述验证工厂生成模块，用于按照所述使用者选择的验证工厂模板部署验证工厂；所述验证工厂改装模块，用于按照所述使用者提供的用户需求对所述使用者选的验证工厂模板进行改装，并按照改装后的验证工厂模板部署验证工厂；所述模型验证模块，用于按照设计验证需求，在已部署的验证工厂中验证所述数字模型。
在一种可能的实现方式中，所述模型生产工厂模块包括生产工厂模块、设计规划模块、生产工厂建设模块和运行优化模块中的至少一种，其中，所述生产工厂模块，用于向使用者提供生产工厂模板；所述设计规划模块，用于根据所述数字模型和所述使用者选择的生产工厂模板对工厂设计规划生成生产工厂布局图；所述生产工厂建设模块，用于按照所述设计规划模块生成的生产工厂布局图部署生产工厂模块；所述运行优化模块，用于按照生产需求，在已部署的生产工厂中进行生产仿真得到仿真结果，并根据仿真结果进行布局优化更新生产工厂布局图。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括工厂物流模块，所述工厂物流模块用于规划模拟车间之间的物流信息，所述物流信息包括供货地、接收地、运载工具、运载量、运载时间、运载路线中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括工厂仿真评价模块，所述工厂仿真评价模块用于对所述模型生产工厂模块和所述工厂物流模块的布局进行仿真得到布局方案；其中，所述工厂仿真评价模块包括仿真模块、布局评价模块和布局确定模块中的至少一种，其中，所述仿真模块，用于根据所述模型生产工厂模块和所述工厂物流模块的工厂布局进行建模及随机事件的仿真；所述布局评价模块，用于根据仿真结果对布局图进行定量评价得到评价结果；所述布局确定模块，用于根据所述评价结果确定最优的布局方案。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述仿真结果对所述布局图进行定量评价得到评价结果包括：根据所述仿真结果和评价标准对所述布局图进行评价，得到评价结果，其中，所述评价标准包括产能、物流效率、设备利用率和空间利用率中的至少一个。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括全息交互模块，所述全息交互模块用于提供使用者与数字孪生世界的交互接口，以通过所述交互接口获取交互信息，所述交互接口包括五感交互接口、虚拟现实设备接口、增强现实设备接口、人机接口、脑机接口和全息接口中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括数字模型控制模块，所述数字模型控制模块用于根据所述交互信息对数字孪生世界中的数字模型进行操作。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括物理实物控制系统，所述物理实物控制系统用于对生产所述数字模型对应的实体设备执行操作；其中，所述物理实物控制系统包括控制系统、驱动系统、通信系统和数字人员工系统中的至少一种，其中，所述控制系统，用于控制数字孪生工厂对应的物理工厂；所述驱动系统，用于驱动所述数字孪生工厂；所述通信系统，用于实现各机器人系统、各实体设备和数字孪生工厂之间的通信；所述数字人员工系统，用于支持数字人员工控制机器人执行所述操作。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括通信控制模块，所述通信控制模块用于向所述物理实物控制系统传输控制指令，所述控制指令用于完成对生产现场的操作和控制。
在一种可能的实现方式中，所述系统还包括物理实物生成系统，所述物理实物生成系统用于基于所述数字模型生成物理实物；所述物理实物生成系统包括智能化结构成型设备、三维打印设备和设备生成系统中的至少一种，其中，所述智能化结构成型设备用于提供结构件生成能力；所述三维打印设备用于提供部件生产能力；所述设备生成系统，用于实现整机集成和测试。
根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以部署上述系统。
根据本公开提出的数字模型生产系统可以通过数字模型生成模块自动生成数字模型，通过数字模型验证工厂模块对生成的数字模型进行验证，并通过模型生产工厂模块对所述数字模型的生产过程进行模拟，在这个过程中。系统根据使用者的需要自行生成数字模型并且可以通过系统验证该数字模型和其生产线的可行性，满足了工厂不断增加新型设施的需要，提高了工厂规划的效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出了根据本公开实施例的数字模型生产系统的框图。
图2示出本公开实施例提供的交互接口的框图。
图3示出本公开实施例数字模型生成模块的框图。
图4示出本公开实施例的模型验证工厂模块的框图。
图5示出本公开实施例的模型生产工厂模块的框图。
图6示出本公开实施例的数字模型生产系统的框图。
图7示出本公开实施例的数字模型生产系统的框图。
图8示出本公开实施例的工厂仿真评价模块的框图。
图9示出了根据本公开实施例的数字模型生产系统的总体框图。
图10示出根据本公开实施例的一种电子设备1900的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
数字孪生是一个普遍适应的理论技术体系，可以应用于众多的领域，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多，在智能制造领域则是目前关注度最高、研究最热的领域，但是目前的数字孪生工厂的规划设计不具有整体性和系统性，新产品的设计和验证也有所缺陷，在面对企业的生产需要时无法给出合理的产线规划。因此，本公开实施例提出一种数字模型生产系统，能够对产品从设计到生产再到运输进行全生命周期的规划，生成数字模型并自动验证数字模型和需要的生产线的可行性，提高了工厂调整规划的灵活性，满足新型设施不断变化的需求，从而使得实体工厂能够将虚拟工厂中设计的产品实际生产出来。
图1示出了根据本公开实施例的数字模型生产系统的框图。如图1所示，所述数字模型生产系统包括数字模型生成模块11、模型验证工厂模块12和模型生产工厂模块13。
其中，所述数字模型生成模块11用于提供所述数字模型；所述模型验证工厂模块12用于对所述数字模型进行生产模拟验证；所述模型生产工厂模块13用于对所述数字模型的生产过程进行模拟。
下面分别对各个模块进行详细介绍。首先是数字模型生成模块11，其可以用于提供所述数字模型。
在本公开实施例中，数字模型可以是产品图纸、产品样品、产品配件等产品模型，例如图纸数字化+物料表、三维数字建模+二维数字化图纸+物料表、数字样机+二维数字化图纸+物料表、三维模型和物料表一体化等，本公开实施例对所述数字模型的种类和数量不做限制，可以根据具体的使用需要和实体工厂的配置对数字模型进行设置。
在本公开实施例中，所述数字模型生成模块可以用于提供数字模型，这里数字模型可以是现有的，也可以是基于现有模型改造而成的，还可以是全新生成的。在一个示例中，可以对实际存在的产品进行扫描得到所述产品的数字模型，或者根据使用者的指令生成对应的数字模型，也可以根据使用者输入的要求自动生成对应的数字模型。所述使用者可以包括工厂中负责生产的操作员工、生产管理人员、工厂中负责设备的电气工程师、机械工程师等，也可以是进行体验的体验人员。
需要说明的是，所述使用者对数字模型生成模块输入指令或者输入要求时，需要通过交互接口传递交互信息给数字模型生成模块，所述数字模型生成模块根据接收到的指令或者需求生成相应的数字模型。
在本公开实施例中，交互信息为使用者对数字孪生世界有所影响或进行互动的指令或系统通过感知设备采集到的使用者的状态数据，所述交互信息可以是使用者对系统做出的修改指令，例如对数字模型参数的调整，可以是使用者对系统做出的操作指令，例如控制一个数字模型视角的移动，可以是使用者对系统做出的切换指令，例如对不同的数字模型进行选择，也可以是对系统做出的获取指令，例如对数字模型进行选定获取其参数信息。
其中，所述数字孪生世界是对物理世界的数字化建模(是一个虚拟世界)。通过收集到的物理世界的数据在数字世界中进行还原，使用者通过与数字孪生世界进行交互可以改变其状态，并可以通过数字孪生世界与对应的物理世界的数据传输，使物理世界同样发生对应的改变，即使用者可以通过数字孪生世界影响物理世界。在本公开实施例中，所述数字孪生世界可以看作是对企业实际生产工厂的数字建模，即选定任意一个企业后就可以传感系统、传感平台、传感器等对生产工厂进行物理世界的数据的收集，然后根据收集到的数据进行实际产线的数字建模。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生产系统可以包括全息交互模块，所述全息交互模块用于提供所述使用者与所述数字孪生世界的交互接口，以通过所述交互接口获取所述交互信息。使用者可以通过全息交互模块与数字孪生世界进行信息交互，所述全息交互模块提供多种不同协议的交互接口，以便使用者可以根据需要进行选择，提供全方位的交互方式，让使用者可以通过不同的交互接口对数字孪生世界进行信息交互。
图2示出本公开实施例提供的交互接口的框图。如图2所示，所述交互接口包括五感交互接口、虚拟现实设备接口、增强现实设备接口、人机接口、脑机接口和全息接口中的至少一种。
其中，五感交互接口可以实现五感交互功能。这里的五感指的是使用者的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等。也就是说，全息交互模块可以通过五感交互接口获取到使用者的的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉信息，并将所述信息作为交互信息。
虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备接口可以用来提供VR设备接口，从而获取使用者的面部信息和人体行为信息，并将所述面部信息和人体行为信息作为交互信息。
增强现实设备接口(Augmented Reality，AR)可以用来提供AR设备接口可以用来提供AR设备接口，从而获取使用者的语义、手势等信息，并将所述语义、手势信息作为交互信息。
人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息的输入/输出设备的接口，这些设备包括键盘、显示器、打印机、鼠标器等。脑机接口，指在使用者与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。所述人机/脑机接口可以获取使用者的神经信号或电信号，并将所述神经信号和电信号作为交互信息。
全息接口可以用来提供全息设备接口，从而获取使用者的动作信息，并将所述动作信息作为交互信息。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生产系统还可以包括数字模型控制模块，所述数字模型控制模块用于根据所述交互信息对数字孪生世界中的数字模型进行操作。
本公开实施例的数字模型生产系统可以让使用者通过全息交互模块与数字孪生世界进行信息交互，产生交互信息，数字模型控制模块再根据所述交互信息对数字孪生世界中的数字模型进行操作，通过这种方式，让使用者能够方便快捷的控制数字孪生世界中的数字模型。
图3示出本公开实施例数字模型生成模块的框图。如图3所示所述数字模型生成模块包括模型工厂、拆解模块、动态三维图纸模块、模型编辑模块和创造模块中的至少一种。
其中，所述模型工厂，用于提供现有的数字模型；所述拆解模块，用于对所述现有的数字模型进行自动拆解或根据指令对所述数字模型进行拆解，得到完全拆解的数字模型；所述动态三维图像模块，用于根据所述完全拆解的数字模型生成多个动态三维图纸、提供展示和全方位查看数字模型自动生产过程的功能，以及，提供展示和全方位查看生成所述动态三维图纸的过程的功能；模型编辑模块，用于对所述多个动态三维图纸或所述数字模型进行编辑，得到用于生成所述数字模型的数字图纸，并展示所述编辑过程；所述创造模块，用于根据所述使用者提供的物理世界物质属性以及操作方法，对所述数字图纸进行组合获得所述数字模型，和/或，根据所述数字孪生世界中的现有数字组件生成所述数字模型。
在一种可能的实现方式中，所述模型工厂中现有的数字模型可以是不同产品的三维模型，可以从模型库获取，也可以通过三维扫描和/或数字建模得到。所述数字模型可以包括几何信息和非几何信息，所述几何信息用于对数字模型的形状和尺寸进行规定，所述非几何信息可以包括产品名称、规格、零件材料、加工方法和重量。本公开实施例对数字模型的获取方式和携带信息并不做具体要求，只要满足正常生产即可。
在一种可能的实现方式中，所述拆解模块可以对现有的数字模型进行自动拆解或者手动拆解(即根据指令进行拆解)，例如，面对容易识别的数字模型，可以通过系统对其进行自动拆解，在面对不容易识别的数字模型，可以通过设计人员通过数字漫游的方式控制数字人员工对数字模型进行拆解。此外，设计人员可以根据自己的实际需要在系统自动拆解过后继续通过数字漫游的方式控制数字人员工对数字模型进行拆解或者将已经拆解后的信息通过交互模块直接上传到系统中。
在一种可能的实现方式中，所述动态三维图像模块可以根据完全拆解的数据模型生成多个动态三维图纸，这些动态三维图纸可以全方位展现完全拆解的数字模型。在此基础上，动态三维图像模块还可以提供展示和全方位查看这些动态三维图纸、以及生成这些动态三维图纸的过程的功能。动态三维图像模块还可以提供展示和全方位查看数字模型自动生产过程的功能。这样，通过生成动态三维图纸，为自动生产数字模型提供了条件；通过在得到数字模型的动态三维图纸后全方位的动态展示图纸和生产过程使得图纸方便查看。
在一种可能的实现方式中，所述模型编辑模块可以对上述得到的动态三维图纸或者数字模型进行编辑，设计人员可以通过交互模块对数字模型进行编辑，或者直接对三维图纸进行编辑，以此得到新的数字模型或图纸，可以根据新的图纸生产数字模型，也可以将所述数字模型和图纸存储至模型库中。
在一种可能的实现方式中，所述创造模块可以根据使用者例如设计人员提供的操作方法自动生成数字模型，可以通过数字人员工自动生成设计，也可以根据交互模块提供的信息直接生成数字模型。
在本公开实施例中，所述数字模型生成模块可以根据现有的数字模型生成新的数字模型，无论是在生成数字模型前，生成数字模型过程中还是生成数字模型后，使用者都可以通过数字模型控制模块对数字模型进行操作，例如，在数字模型生成前，使用者可以通过交互指令将想要得到的产品的参数，这样，数字模型生成模块就可以根据使用者的需求自动生成满足要求的数字模型；在数字模型生成过程中，使用者可以通过交互指令对拆解得到的数字模型进行编辑，改变其参数，如对其尺寸材料进行调整，这样，数字模型继续根据改变后的拆解的数字模型生成新的数字模型；在数字模型生成后，使用者可以通过交互指令对得到的数字模型的观察视角进行调整。
如图1所示，本公开实施例的数字模型生产系统包括模型验证工厂模块12，其用于对所述数字模型进行生产模拟验证。
在本公开实施例中，所述模型验证工厂模块可以用于对上述数字模型生成模块新生成的数字模型进行生产模拟验证，例如，在使用者已经设定了需要的参数和材质的情况下，数字模型生成模块按照要求生成相应的数字模型，模型验证工厂模块就可以根据使用者输入的要求设置相应的验证需求，通过该模块就可以判断所述数字模型是否满足验证需求。
图4示出本公开实施例的模型验证工厂模块的框图。如图4所示，所述模型验证工厂模块包括验证工厂模块、验证工厂生成模块、验证工厂改装模块和模型验证模块中的至少一种。
其中，所述验证工厂模块，用于向所述使用者提供验证工厂模板；所述验证工厂生成模块，用于按照所述使用者选择的验证工厂模板部署验证工厂；所述验证工厂改装模块，用于按照所述使用者提供的用户需求对所述使用者选的验证工厂模板进行改装，并按照改装后的验证工厂模板部署验证工厂；所述模型验证模块，用于按照设计验证需求，在已部署的验证工厂中验证所述数字模型。
在本公开实施例中，在完成验证工厂的部署后，即可对数字模型进行验证，可以通过数字人员工将上述得到的数字模型运输到验证工厂，通过验证工厂对其开展验证工作，还可以让使用者例如设计人员直接将设计好的数字模型通过交互模块输入到验证工厂中进行验证工作。
在本公开实施例中，所述验证工厂模块可以提供不同的验证工厂模板给使用者，在数字世界中部署一个或者多个验证工厂，例如针对不同种类的产品有不同的验证标准，即必然要存在对应的多种不同的验证工厂，对芯片的排线和螺丝的螺纹的检测明显就需要不同的验证方式，即需要不同的验证工厂。
在本公开实施例中，所述验证工厂生成模块可以按照选择的验证工厂，部署该验证工厂，例如选择了对产品的尺寸的进行验证，则可以将选择的参数验证工厂进行部署，方便下一步的验证。
在本公开实施例中，所述验证工厂改装模块可以按照实际用户需求，对验证工厂进行改装，以使之更能符合验证需求，例如针对产品的尺寸进行验证时还可能需要对使用的材料进行验证，这样就多了一个材料的验证需求，可以对部署的参数验证工厂进行调整增加一个验证材料的能力，使之符合验证需求。
在本公开实施例中，所述模型验证模块可以按照验证需求，在已经部署的验证工厂，开展模型验证工作，例如，将数字模型生成模块生成的数字模型放在改装好的验证工厂中，即可得到其验证结果。
如图1所示，本公开实施例的数字模型生产系统包括模型生产工厂模块13，其用于对所述数字模型的生产过程进行模拟。
所述生产工厂模块可以通过数字孪生的方式根据实际的实体工厂建立对应的生产设备模型，也可以根据实际的实体工厂布置生产线的规划，通过生产工厂模块对数字模型的生产过程进行整体模拟。
图5示出本公开实施例的模型生产工厂模块的框图。如图5所示，模型生产工厂模块可以包括生产工厂模块、设计规划模块、生产工厂建设模块和运行优化模块中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述生产工厂模块，用于向所述使用者提供生产工厂模板；所述设计规划模块，用于根据所述数字模型和所述使用者选择的生产工厂模板对工厂设计规划生成生产工厂布局图；所述生产工厂建设模块，用于按照所述设计规划模块生成的生产工厂布局图部署生产工厂模块；所述运行优化模块，用于按照生产需求，在已部署的生产工厂中进行生产仿真得到仿真结果，并根据仿真结果进行布局优化更新生产工厂布局图。
在本公开实施例中，所述生产工厂模块可以向所述使用者提供不同的生产工厂模板给使用者，在数字世界中部署一个或者多个生产工厂，针对不同种类的产品有不同的生产工厂，即不同的产品需要的生产线是不同的，因此生产工厂模块需要有多种生产工厂模块来满足使用者的需求。
在本公开实施例中，所述设计规划模块可以根据所述数字模型和使用者选择的生产工厂模块对工厂设计规划生成生产工厂布局图，例如对于较大的数字模型，生产工厂的规划可以占用较大的地点，且远离现有的生产设备。
在本公开实施例中，所述生产工厂建设模块可以按照设计规划模块生成的生产工厂布局图将选择的生产工厂模块进行部署，并根据运行优化模块对已经部署好的生产工厂进行生产模拟，根据得到的仿真结果对生产工厂的布局图进行优化更新，生成新的生产工厂布局图。
图6示出本公开实施例的数字模型生产系统的框图。如图6所示，在图1的基础上，所述数字模型生产系统还包括工厂物流模块14。所述工厂物流模块用于规划模拟车间之间的物流信息，所述物流信息包括供货地、接收地、运载工具、运载量、运载时间、运载路线中的至少一种。
图7示出本公开实施例的数字模型生产系统的框图。如图7所示，在图6的基础上，所述系统还包括工厂仿真评价模块15。所述工厂仿真评价模块用于对模型生产工厂模块和工厂物流模块的布局进行仿真得到布局方案。
图8示出本公开实施例的工厂仿真评价模块的框图。如图8所示，所述工厂仿真评价模块包括仿真模块、布局评价模块和布局确定模块中的至少一种，其中，所述仿真模块，用于根据所述模型生产工厂模块和所述工厂物流模块的工厂布局进行建模及随机事件的仿真；所述布局评价模块，用于根据所述仿真结果对所述布局图进行定量评价得到评价结果；所述布局确定模块，用于根据所述评价结果确定最优的布局方案。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述仿真结果对所述布局图进行定量评价得到评价结果包括：根据所述仿真结果和评价标准对所述布局图进行评价，得到评价结果，其中，所述评价标准包括产能、物流效率、设备利用率和空间利用率中的至少一个。
在本公开实施例中，通过对数字孪生得到现实工厂的数字孪生数字世界，也可以先对数字世界进行仿真，再根据数字世界搭建现实工厂，在数字世界中，工厂生产线的搭建，厂区的布局，运输的规划都容易改变，在得到完整的工厂布局后再根据布局方案搭建实体工厂，让数字世界的设备和实体工厂中的设备进行一一对应，方便后续数字世界与实体工厂进行数据传输。
在一种可能的实现方式中，所述生产过程中使用者可以根据交互信息实时生成和控制数字人员工，也可以根据预先设置的信息自动生成和控制数字人员工。其中，所述数字人员工可以是数字孪生得到的数字孪生员工，也可以是合成的虚拟人员工，对此本公开实施例不做限制。
使用者可以控制数字人员工进行生产、监控、检测、运输、维修等工作，所述数字人员工对应的任务包括生产任务、搬运任务、监控任务、设计任务和漫游任务中的至少一种。所述数字人员工可以完成使用者指定的任务，在产品生产过程中，数字人员工可以完成指定的生产任务，例如对零件进行组装，对生产设备进行控制；在产品生产结束后，可以根据指令或提前设置的方案完成对产品的搬运任务，例如自动选择合理的运输设备、运输路线，对运输设备进行控制；在产品生产过程中，数字人员工可以完成指定的监控任务，例如对生产线进行定时的巡查，对产品进行抽样检测；在产品生产前期，数字人员工可以完成指定的设计任务，例如根据产品的性能需求生成对应的图纸。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生产系统可以包括所述物理实物控制系统，用于对生产所述数字模型对应的实体设备执行所述操作。
在一种可能的实现方式中，所述物理实物控制系统可以根据数字世界的数据对实体设备进行指令传输，所述物理实物控制系统包括控制系统、驱动系统、通信系统和数字人员工系统中的至少一种，其中，所述控制系统，用于控制所述数字孪生工厂对应的物理工厂；所述驱动系统，用于驱动所述数字孪生工厂；所述通信系统，用于实现各机器人系统、各实体设备和数字孪生工厂之间的通信；所述数字人员工系统，用于支持数字人员工控制所述机器人执行所述操作。
在本公开实施例中，所述物理实物控制系统可以将数字世界的数据传输到现实世界中，例如在数字孪生工厂中已经完成验证的数字模型可以通过物理实物控制系统将数据传输到实体工厂中，所述物理实物控制系统包括通信系统，可以实现各机器人系统、各实体设备和数字孪生工厂之间的通信，所述数字孪生工厂可以完全对生产线进行仿真，并且每一个工厂模型在现实工厂中都有对应的设备，因此通过物理实物控制模型将数字世界的设备模型和现实工厂中的设备进行数据传输，以此进行产品的生产。所述物理实物控制系统还提供数字人员工系统，可以支持数字人员工开展工作，即根据不同的权限不同的处理能力操作对应的机器人完成相应的任务，并且可以通过数据传输控制设备的开关和工厂的开关。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生产系统还包括通信控制模块，所述通信控制模块用于向所述物理实物控制系统传输控制指令，所述控制指令用于完成对生产现场的操作和控制。
在本公开实施例中，所述数字模型生产系统可以包括所述物理实物生成系统，用于基于所述数字模型和所述操作生成物理实物。
在一种可能的实现方式中，所述物理实物生成系统包括智能化结构成型设备、三维打印设备和设备生成系统中的至少一种，其中，所述智能化结构成型设备用于提供结构件生成能力；所述三维打印设备用于提供部件生产能力；所述设备生产系统，用于实现整机集成和测试。所述系统还包括机器人系统，所述机器人系统用于完成物理世界现场生产。
在一种可能的实现方式中，所述机器人系统可以包括智能机器人、工业机器人、物流机器人、维修机器人和通信设备中的至少一种，其中，所述智能机器人，用于执行现场操作；所述工业机器人，用于按照图纸生产指定的部件；所述物流机器人，用于提供物流支持；所述维修机器人，用于提供对生产物资进行监控与维护；所述通信设备，用于提供各个机器人之间的通信能力。
在本公开实施例中，所述数字孪生世界在完成对产品的设计及验证后，可以通过通信模块将数据传输到物理世界中，及将数字孪生工厂中各个设备的信息同步到实体工厂对应的设备中，所述生产设备可以是机器人系统，通过对不同职能的机器人的操作可以使得产品完成生产。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括感知平台，所述感知平台用于获取物理世界的感知数据，以便于所述机器人系统基于所述感知数据对所述数字模型对应的实体设备执行所述操作。
在一种可能的实现方式中，所述感知平台上搭载至少一个感知模块，所述感知数据至少包括三维成像数据、生物数据、空间位置数据以及环境数据；所述感知模块至少包括三维扫描成像模块、生物感知模块、空间位置感知模块和环境感知模块；其中，所述三维扫描成像模块，用于获取三维成像数据；所述生物感知模块，用于获取生物数据；所述空间位置感知模块，用于获取空间位置数据；所述环境感知模块，用于获取环境数据。
在本公开实施例中，通过感知平台将物理世界中的数据传输给数字世界，这样，在实体工厂实际生产的过程中也可以将整个生产周期的工厂数据传输给数字孪生工厂，让数字孪生工厂可以根据数据不断更新信息。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括数据动态映射模块，所述数据动态映射模块用于将所述感知数据传输到所述数字模型控制模块中更新数字孪生工厂数据。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括环节监控模块，所述环节监控模块用于根据所述数字孪生工厂数据确定生产进度，在所述生产进度持续不更新的情况下生成第一异常信息。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括设备监控模块，所述设备监控模块用于根据所述数字孪生工厂数据确定所述机器人的设备状态，在所述设备状态出现异常的情况下生成第二异常信息。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括产品监控模块，所述产品监控模块用于根据所述数字孪生工厂数据确定产品质量数据，在所述产品质量状况不满足质量标准的情况下生成第三异常信息。
在一种可能的实现方式中，所述数字模型生成系统还包括位置监控模块，所述位置监控模块用于根据所述数字孪生工厂数据确定机器人位置信息，在所述位置信息异常的情况下生成第四异常信息。
在一种可能的实现方式中，所述还包括异常警报模块，所述异常警报模块用于根据所述异常信息进行警报提醒。
在本公开实施例中，在数字孪生世界物理化的过程中还可以物理进行监控，通过不同的监控模块对生产进度、机器人设备状态、产品质量数据、机器人位置信息等进行监控，以此对整个实体工厂进行全方面的监控，减少事故的发生。
图9示出了根据本公开实施例的数字模型生产系统的总体框图。如图9所示，所述数字模型生产系统主要包括全息交互模块、数字模型生成模块、模型验证工厂模块、模型生产工厂模块、通信控制模块、机器人系统、感知平台、物理实物控制系统、物理实物生成系统。
在本公开实施例中，使用者可以通过全息交互模块与数字世界进行数据交互，数字世界主要包括数字模型生成模块、模型验证工厂模块、模型生产工厂模块，物理世界主要包括机器人系统、感知平台、物理实物控制系统、物理实物生成系统，数字世界通过通信控制模块将信息传输给物理世界。
在本公开实施例中，所述物理世界可以是一个实体工厂，所述数字世界可以是根据实体工厂数字孪生得到的数字工厂，在实际生产的过程中，可以将数字孪生世界中的数据传输到实体工厂中，使得通过数字孪生世界控制物理世界，也可以根据物理世界的变化影响数字世界。
在本公开实施例中，数字世界可以通过数字模型生成模块来生成数字模型，并通过模型验证工厂模块对所述数字模型进行验证，即可以对数字模型的生产进行数字世界的模拟，在确定所述数字模型可以生产的情况下，可以通过数字孪生世界漫游模块通过漫游的方式将设备的运行数据传输到对应的实体设备上。
在本公开实施例中，在实体工厂对应的设备接收到数字世界传来的数据后就可以根据设备的状态数据控制实体设备，例如通过不同职能的机器人组成的机器人系统、根据物理实物控制系统控制的物理实物生成系统来实际进行实际生产，并在实际生产的过程中通过感知平台持续将数据传输到数字世界中。
在本公开实施例中，通过上述模块的工作，可以将数字孪生世界的数据传输到物理世界中，也可以将物理世界的数据传输到数字孪生世界中，这样，通过不断完善的数字孪生世界能够满足产品设计-产品生产-产品运输的全生命周期的规划，同时通过实体工厂中的机器人系统使数字孪生世界中设计的产品实际生产出来，提高了实体工厂的生产效率。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以部署上述系统。
图10示出根据本公开实施例的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器或终端设备。参照图10，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统(Windows ServerTM)，苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统(Mac OSXTM)，多用户多进程的计算机操作系统(UnixTM),自由和开放原代码的类Unix操作系统(LinuxTM)，开放原代码的类Unix操作系统(FreeBSDTM)或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是(但不限于)电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
若本公开技术方案涉及个人信息，应用本公开技术方案的产品在处理个人信息前，已明确告知个人信息处理规则，并取得个人自主同意。若本公开技术方案涉及敏感个人信息，应用本公开技术方案的产品在处理敏感个人信息前，已取得个人单独同意，并且同时满足“明示同意”的要求。例如，在摄像头等个人信息采集装置处，设置明确显著的标识告知已进入个人信息采集范围，将会对个人信息进行采集，若个人自愿进入采集范围即视为同意对其个人信息进行采集；或者在个人信息处理的装置上，利用明显的标识/信息告知个人信息处理规则的情况下，通过弹窗信息或请个人自行上传其个人信息等方式获得个人授权；其中，个人信息处理规则可包括个人信息处理者、个人信息处理目的、处理方式以及处理的个人信息种类等信息。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种数字模型生产系统，其特征在于，所述系统包括数字模型生成模块、模型验证工厂模块和模型生产工厂模块，其中，
所述数字模型生成模块用于提供所述数字模型；
所述模型验证工厂模块用于对所述数字模型进行生产模拟验证；
所述模型生产工厂模块用于对所述数字模型的生产过程进行模拟。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字模型生成模块包括模型工厂、拆解模块、动态三维图纸模块、模型编辑模块和创造模块中的至少一种，其中，
所述模型工厂，用于提供现有的数字模型；
所述拆解模块，用于对所述现有的数字模型进行自动拆解或根据指令对所述数字模型进行拆解，得到完全拆解的数字模型；
所述动态三维图像模块，用于根据所述完全拆解的数字模型生成多个动态三维图纸、提供展示和全方位查看数字模型自动生产过程的功能，以及，提供展示和全方位查看生成所述动态三维图纸的过程的功能；
模型编辑模块，用于对所述多个动态三维图纸或所述数字模型进行编辑，得到用于生成所述数字模型的数字图纸，并展示所述编辑过程；
所述创造模块，用于根据使用者提供的物理世界物质属性以及操作方法，对所述数字图纸进行组合获得所述数字模型，和/或，根据数字孪生世界中的现有数字组件生成所述数字模型。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型验证工厂模块包括验证工厂模块、验证工厂生成模块、验证工厂改装模块和模型验证模块中的至少一种，其中，
所述验证工厂模块，用于向使用者提供验证工厂模板；
所述验证工厂生成模块，用于按照所述使用者选择的验证工厂模板部署验证工厂；
所述验证工厂改装模块，用于按照所述使用者提供的用户需求对所述使用者选的验证工厂模板进行改装，并按照改装后的验证工厂模板部署验证工厂；
所述模型验证模块，用于按照设计验证需求，在已部署的验证工厂中验证所述数字模型。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型生产工厂模块包括生产工厂模块、设计规划模块、生产工厂建设模块和运行优化模块中的至少一种，其中，
所述生产工厂模块，用于向使用者提供生产工厂模板；
所述设计规划模块，用于根据所述数字模型和所述使用者选择的生产工厂模板对工厂设计规划生成生产工厂布局图；
所述生产工厂建设模块，用于按照所述设计规划模块生成的生产工厂布局图部署生产工厂模块；
所述运行优化模块，用于按照生产需求，在已部署的生产工厂中进行生产仿真得到仿真结果，并根据仿真结果进行布局优化更新生产工厂布局图。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括工厂物流模块，所述工厂物流模块用于规划模拟车间之间的物流信息，所述物流信息包括供货地、接收地、运载工具、运载量、运载时间、运载路线中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括工厂仿真评价模块，所述工厂仿真评价模块用于对所述模型生产工厂模块和所述工厂物流模块的布局进行仿真得到布局方案；
其中，所述工厂仿真评价模块包括仿真模块、布局评价模块和布局确定模块中的至少一种，其中，
所述仿真模块，用于根据所述模型生产工厂模块和所述工厂物流模块的工厂布局进行建模及随机事件的仿真；
所述布局评价模块，用于根据仿真结果对布局图进行定量评价得到评价结果；
所述布局确定模块，用于根据所述评价结果确定最优的布局方案。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述根据所述仿真结果对所述布局图进行定量评价得到评价结果包括：
根据所述仿真结果和评价标准对所述布局图进行评价，得到评价结果，其中，所述评价标准包括产能、物流效率、设备利用率和空间利用率中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括全息交互模块，所述全息交互模块用于提供使用者与数字孪生世界的交互接口，以通过所述交互接口获取交互信息，所述交互接口包括五感交互接口、虚拟现实设备接口、增强现实设备接口、人机接口、脑机接口和全息接口中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数字模型控制模块，所述数字模型控制模块用于根据所述交互信息对数字孪生世界中的数字模型进行操作。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括物理实物控制系统，所述物理实物控制系统用于对生产所述数字模型对应的实体设备执行操作；
其中，所述物理实物控制系统包括控制系统、驱动系统、通信系统和数字人员工系统中的至少一种，其中，
所述控制系统，用于控制数字孪生工厂对应的物理工厂；
所述驱动系统，用于驱动所述数字孪生工厂；
所述通信系统，用于实现各机器人系统、各实体设备和数字孪生工厂之间的通信；
所述数字人员工系统，用于支持数字人员工控制机器人执行所述操作。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通信控制模块，所述通信控制模块用于向所述物理实物控制系统传输控制指令，所述控制指令用于完成对生产现场的操作和控制。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括物理实物生成系统，所述物理实物生成系统用于基于所述数字模型生成物理实物；所述物理实物生成系统包括智能化结构成型设备、三维打印设备和设备生成系统中的至少一种，其中，
所述智能化结构成型设备用于提供结构件生成能力；
所述三维打印设备用于提供部件生产能力；
所述设备生成系统，用于实现整机集成和测试。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以部署权利要求1至12中任意一项所述的系统。
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