基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型研究

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着重改善物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的环境变量动态变化实时感知失效、多维因素约束下,设备互联与数字集成失衡和较长周期内自主预测机制缺失等若干缺陷,构建了基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型,并进行了典型环境下的仿真验证.首先,引入工业数字孪生仿真建模技术,构建了面向虚拟工厂业务协同模型的体系架构,给出了虚拟工厂数据流与控制流之间的耦合关系;然后,从数据感知及高效传输模型、融合事件驱动的虚实映射模型和基于深度学习的虚拟工厂业务协同模型等方面,详细给出了模型体系架构涉及的关键问题解决方案;最后,在PyCharm集成环境下构建虚拟工厂业务最优协同模型典型应用环境,并进行了多维仿真验证.以某有色金属冶炼行业重点企业为应用案例,对模型进行了工程应用实践验证,验证结果表明,模型较好改善了物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显的若干不足,具有环境变量动态变化实时感知全面、多维因素约束下设备互联与数字集成和较长周期内自主决策趋向明显等优势.
其他文献
基于对电力信息安全保护及实时性的需求,提出了基于ORB和沃尔什哈达码变换(WHT)的快速数字水印算法.首先,提取ORB特征点并对其进行筛选优化,选择特征点邻域作为水印嵌入区域;然后,对各邻域进行WHT变换嵌入水印,生成含密载体图像,提取水印过程为嵌入水印的逆过程.实验表明,这种快速水印算法,运行时间远小于常规水印算法,不可见性良好,对几何攻击和噪音攻击具有良好的抵抗力.
利用FANUC数控系统的柔性同步控制、高精度往返选项功能,通过伺服轴振荡的动作使车刀在切削工件的过程中出现加工深度的差别,从而实现在切削过程中不出现长条形的切屑而自然地产生断屑效果.
为了解决变电站安全信息集成系统存在的应用性能低的问题,通过数据挖掘技术的应用,实现变电站安全信息集成嵌入式系统的优化设计.设计并安装变电站安全信息智能采集器,并改装系统的集成处理器和存储器,利用系统电路连接各个硬件设备.在系统数据库的支持下,利用数据挖掘技术收集并聚类变电站安全信息.在变电站安全信息的支持下,通过运行跟踪和集成调控2个步骤,完成变电站安全信息自动化管理.通过系统测试实验得出结论:设计系统的集成度更高,且通过优化系统的应用能够提升变电站安全信息集成的工作效率.
阐述了机载有源干扰机的组成,基于机载有源干扰机的总体设计,对关键部件进行分析验证,提出干扰信号生成关键技术.干扰主机是整个系统中较大的热源,利用ICEPAK软件对其进行热仿真分析计算,仿真结果验证了系统设计的可实现性.
针对高压直流输电系统中的换相失败问题,一般采用加装无功补偿设备的方法,通过提升系统动态无功支撑能力以抑制连续换相失败.为利用直流受端电网中光伏电站自身的无功补偿能力,提出一种基于光伏逆变器无功补偿的直流输电系统连续换相失败抑制策略.将故障时换流母线电压附加至光伏逆变器功率控制环节,以调节光伏输出功率,从而在故障时增加光伏的无功输出,达到抑制换相失败的作用.通过PSCAD/EMTDC仿真平台建立光伏接入直流输电系统受端模型,对所提策略有效性进行验证.最后为进一步探究所提策略,引入换相失败免疫因子作为抑制换相
从变压器内部故障的高频电流、振动、噪声以及泄漏电流出发,集成噪音传感器、振动传感器、高频传感器、泄漏电流传感器及配套的处理软件,建立了变压器内部电气故障综合监测和预警系统,实现了变压器局部放电、铁芯多点接地、直流偏磁、谐波负载、附件松动、冷却装置磨损、内部绕组松动以及铁心松动等运行缺陷的有效判别与预警.研究结果表明,设计的预警系统能够在准确识别故障的同时,通过4G、Wi-Fi通信接口进行数据实时远程传输,能够有效进行变压器内部电气故障的实时在线监测和预警.
为研究某型航空发动机压气机叶片干冰清洗效果并获取关键参数值,分析了压气机叶片干冰清洗的原理,测试了干冰清洗对压气机叶片的清洗效果.采用人工涂抹法模拟不同积垢的压气机叶片,进行压气机叶片干冰清洗试验,在不同的参数下系统地研究干冰质量流量、喷射角度和压气机转速等参数对干冰清洗效果的影响,获得干冰清洗压气机叶片的最佳参数范围.试验结果表明,干冰清洗对压气机叶片有较好的清洗效果,人工涂抹法可以较好地模拟实际的压气机叶片积垢情况,获得清洗关键参数干冰质量流量、喷射角度和转速的较优范围.
针对智能电网电压稳定控制速度慢和调节量大的问题,提出了一种分布式电压控制方法.首先基于仿射传播聚类,结合余弦相似性度量对电网进行分区;区域内利用电压灵敏度选取控制节点,通过分段线性化求解电压控制方案;区域间由控制中心汇总各区域电压控制方案,协调优化总体电压控制量.实验结果表明,该方法能够有效实现不稳定负荷节点的电压调节,控制速度较快,电压调节量较小.
针对目前智能变电站二次系统回路监测方法有效性较差的问题,提出智能变电站二次系统回路安全在线监测技术.将极性作为智能变电站二次系统回路的重要特征,定义广义变比,在此基础上辨识系统回路的极性,分析极性监测受回路综合误差产生的影响,获得极性故障判断依据,以此实现回路故障检测.结合灰色关联分析法和熵权法对检测到的故障进行识别,完成智能变电站二次系统回路安全在线监测.实验结果表明,该监测技术的故障识别正确率高、故障检测误判率低、故障检测效率高、故障识别效率高,以及鲁棒性好.
针对基于单频点声速值的传统声学气体传感技术只能获得气体浓度信息的问题,对声扰动下形成的气体有效热容的三要素——转动热容、振动耦合热容和振动弛豫时间,与气体分子各特征信息的关系进行分析,指出了其各自在智能声学气体传感应用中的前景,并进行优劣对比.分析和计算结果表明,通过声吸收和声速测量值合成的气体有效热容三要素除能获取气体浓度信息外,转动热容可检测气体分子的几何结构,振动耦合热容可检测气体分子的微观振动频率,而弛豫时间可检测气体腔体压强.