JP7054250B2 - スマート工場の迅速カスタムデザイン方法及びシステム - Google Patents
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Description
該シミュレーションシステムと該物理的単一機設備は、PLCコントローラーに同時に接続する。
具体的には以下の内容を含む。
Claims (9)
- 複数の物理的単一機設備を有するスマート工場の迅速カスタムデザイン方法であって、スマート工場設計システムに応用され、前記スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、以下のステップA乃至ステップDを含む
ことを特徴とするスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
ステップA:生産ラインのカスタムデザインの情報を獲得し、それに基づいて、シミュレーションシステムでモデリングを行い、各物理的単一機設備の3D図形モデルである単一機デジタル化モデルと工場のデジタル化モデルを構築する。
ステップB:前記工場のデジタル化モデルにおいて動作計画を行い、製品の運動計画を行い、製品の運動と単一機デジタル化モデルの動作制御スクリプトを編制し、オフライン操作が正常になるまで、オフラインシミュレーション操作を行う。
ステップC:デジタルツイン技術を利用して前記工場の物理的単一機器設備のPLCシステムに対応する前記工場のデジタル化モデルのPLCシステムを構築し、前記工場のデジタル化モデルのPLCシステムと前記工場の物理的単一機器設備のPLCシステム及びホストコンピューターとの間の通信チャンネルを構築し、前記ホストコンピューターからのダウンコマンドと前記ホストコンピューターへのアップ情報の相互接続を実現し、当該ダウンコマンドとアップ情報とを同期することによって、物理的単一機設備のリアルタイムデータとホストコンピューターのモニタリングデータとシミュレーションデータのリアルタイム同期を実現し、さらに、仮想制御ネットワークを構築し、デジタルツイン技術を使用してバーチャルの物理シミュレーションプラットフォームに前記工場の各物理的単一機器設備に対応するように工場のデジタル化モデルにおける各単一機デジタル化モデルを構築することにより、各物理的単一機設備は、工場のデジタル化モデル上で対応する各単一機デジタル化モデルと動作同期化を実現して工場の3Dデジタルツインモデルを得て、上位MES(Manufacturing Execution System)システムと前記工場の3Dデジタルツインモデルを統合し、生産ライン全体において、生成されたMESコマンド下での操作を実現し、同時に工場の3Dデジタルツインモデルの実施情况を前記MESにフィードバックし、オンラインシミュレーション操作を実現する。
ステップD:前記工場の3Dデジタルツインモデルを、今後続けて行う物理的単一機設備、制御システム及び実施システムの設計研究開発のためにアウトプットし、前記設計研究開発された物理的単一機設備、制御システム及び実施システムと動作同期化を実現した工場の3Dデジタルツインモデルと上位MESシステムを統合し、オンラインデバッグを同期して行う。 - 前記ステップAにおいて、工場のデジタル化モデルの方法を構築は、以下のステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
工場の建築物構造に基づき、工場物流形式、製造プロセス、生産組織形式、設備幾何形態等の要因を総合的に考慮し、生産ラインの全体レイアウトを行うステップ、
工場空間の敷地形状が細長い形状の区域を呈し、かつ工場の材料出入口が工場の異なる側に位置する場合、工場生産ラインを、直線型或いはL型レイアウトに設計するステップ、および
工場空間の敷地形状が方形状区域を呈し、工場の材料出入口が工場の同一側に位置する場合、工場生産ラインをU型に設計し、工場の材料出入口が異なる側に位置する場合、S型レイアウトに設計するステップ。 - 前記ステップAにおいて、工場のデジタル化モデルの方法を構築は、
単一機設備の選択モデルに基づき、工場の生産能力のバランスを最初に考慮し、単一機設備の専用設備に含まれる伝送リンク設備とキャッシュリンク設備の3D図形モデリングを完了し、3D仮想設計プラットフォーム上で生産ラインレイアウトに従って、工場仮想組立てを完了するステップを含む
ことを特徴とする
請求項2に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 前記ステップAで単一機設備の專用設備の3D図形モデリングをする時、移動する設備と移動しない設備を分類モデリングする
ことを特徴とする
請求項3に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 前記ステップCの、上位MESシステムと工場の3Dデジタルツインモデルを統合する方法は、
制御ネットワークと構成ソフトウェアによって、ダウンコマンドチャンネルとアップ情報チャンネルを構築し、データインタラクションを行い、ダウンコマンドチャンネルとアップ情報チャンネルによって、工場の3Dデジタルツインモデルと上位MESシステムとインテリジェント管理システムの接続及びデータ同期を実現することである
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 前記ステップCと前記ステップDの間に、反復最適化ステップをさらに設置し、
MESシステム上に一つのオーダーをシミュレーション発注し、操作結果分析によって、オーダー生産完了期日達成率、生産ラインバランス率と設備稼動率、及び生産ライン全体のラインロバスト性、脆弱性、柔軟性を分析し、分析指標に基づき、スマート工場の設計ソリューションをさらに調整し、分析指標を最適化し、このように循環し、反復実施工場性能を調整する
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 前記ステップAの単一機設備の3D図形モデルは、CAD3D設計ソフトウェアを利用して得られた3DCADモデルで、かつモデルの単一機設備の可動部はすべて独立表示と標識が可能である
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 前記ステップCの前記ホストコンピューターは、構成ソフトウェアである
ことを特徴とする
請求項5に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。 - 請求項1~8の任意の1項に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法を用いるスマート工場の迅速カスタムデザインシステムは、ホストコンピューター、シミュレーションシステム、PLCコントローラーを含み、
前記シミュレーションシステム、ホストコンピューターとPLCコントローラーは、現場情報とデジタルコマンドの通信ネットワークを構築し、
前記シミュレーションシステムは、生産ラインのカスタムデザインの情報を獲得し、それに基づき、3Dモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと物理的単一機設備の3D図形モデルである単一機デジタル化モデルを構築し、
前記シミュレーションシステムと前記物理的単一機設備は、PLCコントローラーに同時に接続し、
前記PLCコントローラーは、同期制御モジュールを含み、前記同期制御モジュールは、データを介して、生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備の同期動作の駆動、前記生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備のリアルタイム状態データの収集に用いられ、
前記ホストコンピューターは、構成モニタリングシステム、ERPシステム、MES管理ユニットを含み、前記構成モニタリングシステムは、前記リアルタイム状態データを受け取り、構成モニタリングビューを構築し、前記生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備に対して、リアルタイムモニタリングを行い、
前記MES管理ユニットは、前記PLCコントローラーに対して、テストコマンドを発送し、前記リアルタイム状態データを受け取り分析を行い、物理的単一機設備テスト結果を生成し、物理的単一機設備テスト結果に基づき、生産ライン最適化設計ソリューションを生成する
ことを特徴とするスマート工場の迅速カスタムデザインシステム。
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