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T∕TMAC 025-2020 智能建造数字孪生车间技术要求.pdf简介：

T∕TMAC 025-2020 智能建造数字孪生车间技术要求.pdf部分内容预览：

智能建造数字李生车间技术要求

本文件规定了智能建造数字李生的术语和定义、缩略语、数字李生结构模型与内容、数学李生车间 主要系统构成及要求、车间功能要求、车间运行机制与实现方法、数字李生在产品全生命周期的应用要 求、车间信息交互要求、数字模型要求、数字交互要求、制造运行管理要求等方面的要求。 本文件适用于基建、住建、市政等行业的智能建造领域

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注目期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T26099.1—2010 机械产品三维建模通用规则 第1部分：通用要求 GB/T26099.2—2010 机械产品三维建模通用规则第2部分：零件建模 GB/T26099.32010 机械产品三维建模通用规则第3部分：装配建模

下列术语和定义适用于本文件。 3.1 智能建造intelligentconstruction 应用智能化、信息化技术手段，进行智能规划与设计、智能装备与施工、智能运维与管理等过程。 3.2 数字李生digital twins 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 程，在虚拟空间中完成映射DB34／T 3019-2017标准下载，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。 3.3 虚拟仿真virtualsimulation 用一个系统模仿另一个真实系统的技术，是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统

下列缩略语适用于本文件。 CRM：客户关系管理（CustomerRelationshipManagement ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning） MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem） OPC：用于过程控制的OLE(OLEforProcessControl) PDM：产品数据管理（ProductDataManagement)

T/TMAC0252020

PHM：故障预测与健康管理（PrognosticsandHealthManagement） PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController） PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement） RFID：射频识别（RadioFrequencyIdentification） SCM：供应链管理（SupplyChainManagement) UA：统一架构(UnifiedArchitecture)

数字奕生的五维结构模型见图1

数字李生的应用准则为： a) 以信息物理融合为基础； b） 以多维虚拟模型为引擎； 以李生数据为驱动； d) 以动态实时交互连接为动脉 以服务应用为目的； f 以全要素物理实体为载体

图1数字李生五维结构模型与应用准则

数字李生的应用准则为： a) 以信息物理融合为基础； b) 以多维虚拟模型为引擎； 以李生数据为驱动； d）以动态实时交互连接为动脉； 以服务应用为目的； f) 以全要素物理实体为载体

数字李生应包含软件/硬件、机械装置、电子、自动化和人机界面、安全性和安保、维护、图形信息 身份、状态信息、发布信息、接口等信息内容，见图2。

6数字李生车间主要系统构成及要求

图2数字李生包含内容

6.3.1虚拟车间是物理车间的忠实数字化镜像，它对生产计划、活动、指令等进行仿真、评估及优化，并 对生产过程进行实时监测、调控与预测。 6.3.2虚拟车间本质上是模型的集合，它不断积累物理车间的实时数据与知识，在对物理车间高度保 真的前提下，对其运行过程进行连续的优化 6.3.3在生产前，应通过虚拟模型对生产任务进行仿真分析，模拟生产过程，生成初始车间调度指令。 6.3.4在生产中，应通过车间生产数据达到与物理车间的生产同步，使用逼真的三维可视化效果展示 出来并与用户进行交互。 6.3.5应基于数据驱动来进行实时仿真分析，得到动态调度策略或者优化方案，并将调度策略下发给 物理车间形成闭环，实现与物理车间的交互融合。

.1车间服务系统应包括SCM、CRM、PLM、ERP、PDM、MES、PHM等各类服务系统。 .2在车间李生数据的驱动下，为车间的智能化管控提供支持。车间服务的业务服务层应实现订 析、生产计划服务、生产数据统计、控制指令下发、产品质量控制、效能评估、故障预测与车间调度 龙。

6.5.1车间李生数据是物理车间数据、虚拟车间数据、车间服务系统数据以及三者在综合、统计、关联、 聚类、演化、回归及泛化等操作下衍生的融合数据，它为数字李生车间李生数据的共享、集成与融合提供 平台。

7.1虚拟车间建模、仿真运行及验证技术

7.1.1通过车间虚拟现实与增强现实应用技术，实现虚拟现实交互功能。

7.2车间李生数据构建及管理技术

7.2.1通过车间大数据技术，实现仿真数据追溯。 7.2.2通过虚实双向映射技术，实现数字李生同步效果。 7.2.3通过虚实融合与数据协同技术，实现数据与动画协调效果。 7.2.4通过数据结构化集群存储技术，完成李生数据清洗送代。 7.2.5通过可解释、可操作、可溯源异构数据融合技术，完成修正系数的迭代计算。 7.2.6通过多类型、多时间尺度、多粒度数据规划与清洗技术，实现多类型、多时间度、多粒子数据综合 仿真

7.3数字李生车间运行技术

7.3.1通过生产要素管理、生产计划、生产过程送代运行与优化技术，完成准确的管理预测。 7.3.2通过仿真数据收集技术，完成自组织自适应动态调度。 7.3.3通过多源数据协同控制技术，完成数字李生仿真控制效果。 7.3.4通过虚实实时交互技术，完成双向控制效果

7.3.1通过生产要素管理、生产计划、生产过程送代运行与优化技术，完成准确的管理预测。

7.3.1通过生产要素管理、生产计划、生产过程送代运行与优化技术，完成准确的管理预测 7.3.2通过仿真数据收集技术，完成自组织自适应动态调度。 7.3.3通过多源数据协同控制技术，完成数字李生仿真控制效果。 7.3.4通过虚实实时交互技术，完成双向控制效果

8车间运行机制与实现方法

.1数学李生车间的运行是物理车间、虚拟车间以及车间服务系统在车间李生数据的驱动下，两 间不断交互与迭代优化的过程，见图4。

图4数字奕生车间运行机制

8.1.2车间服务系统应根据生产任务产生资源配置方案，并根据物理车间的实时状态数据以及虚拟车 间的仿真及预测数据等对其进行迭代优化与调整，实现生产要素的配置最优。 8.1.3车间服务系统应将生成的生产计划传送至虚拟车间进行循环验证与迭代优化，实现生产计划 最优。 8.1.4虚拟车间应实时地监控物理车间的运行，根据物理车间的实时状态不断进化，并迭代反馈优化 策略指导物理车间的生产，实现生产过程最优。 8.1.5数字李生车间应在迭代运行与优化的过程中得到持续的完善与提升，车间李生数据也在不断地 更新与扩充。

8.2.1物理车间实现方

物理车间除传统车间所具备的功能和作用外，还应实现基于物联网的车间人员、机器、物品、环境等 生产要素的互联与互操作

8.2.2虚拟车间实现方法

虚拟车间应从几何、物理、行为、 画，并且在与物理车间同步运行 的同时不断进化，从而保证对生产计划、活动、指令等进行真实可靠的仿真、分析及评估等

8.2.3车间服务系统实现方法

车间服务系统通过需求解析与分解、服务搜索匹配以及服务组合等，实现对物理车间的运行优化

及虚拟车间的模型检测与矫正等，并形成按需使用的服务模式

拟车间的模型检测与矫正等，并形成按需使用的

8.2.4车间李生数据实现方法

车间李生数据利用各类数 服务系统数据 处理，从而形成更加全面与准 全间的运行

9数字李生在产品全生命周期的应用要求

图5产品全生命周期数字李生

大量的物理实体系统都应具有数字虚体与之相结合。在物理实体与数字虚体之间，信息可以双向 传输： 当信息从物理实体传输到数字虚体，数据来源于用传感器来观察物理实体； b) 当信息从数字虚体传输到物理实体，数据是出自科学原理、仿真和虚拟测试模型的计算，用于 模拟、预测物理实体的某些特征和行为

DBJ50∕T-294-2018 排水用聚乙烯-聚氯乙烯共混（MPVE）双壁波纹管道应用技术标准10.1信息交互基本要

10.1.1物理车间与虚拟车间的信息交互依赖于数字化李生数据和车间服务来实现，对应着数据层和 业务服务层。 10.1.2数据层包括车间各种数据的集合，应通过对三维模型库、物料库、订单库、故障库、动态行为库 调度策略库等数据进行存储实现对数据的共享集中控制， 10.1.3业务服务层是在数据上进行封装的微服务或者接口，包括获取人员信息、存储人员信息的用户 服务，由订单获取、订单录人、订单分析、订单修改等业务组成的订单服务等。

10.2车间现场信息交

10.2.2前主流PLC均有以太网模块或本身内置以太网模块。 10.2.3上位机软件对各主流PLC的支持比较成熟， 10.2.4PLC汇集本工位设备的状态和数据。 10.2.5上位机通过网线读取PLC数据到上位机实时数据库中。 10.2.6上位机通过添加画面和表格实现监控现场设备状态功能。

10.2.2前主流PLC均有以太网模块或本身内置以太网模块。

[11.1数字仿真规划

图6以太网通信模式信息交互

11.1.1数字仿真规划前应进行资料搜集工作GB／T 2423.35-2019标准下载，包括前期厂房和生产线规划、现场数据采集、实物贴图、 已有三维模型等。 11.1.2应根据厂房、设备、产品、物料、工装等分别建立模型清单，对采集信息进行分类管理。 11.1.3应编制仿真方案，分析生产要求、工艺工法、生产节拍、设备布置、产能配置等要素，确定仿真目 标、方法、内容和平台等。