一种生产线仿真系统

技术领域

本发明实施例涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种生产线仿真系统。

背景技术

在工厂生产线设备运行的过程中，经常会出现产品不合格以及设备组件损坏的现象，因此很多生产线都进行了实时的监控。

现有的监控系统主要是摄像头采集生产线现场视频画面，人为对视频画面进行监控排查，该方法只能以固定角度监测生产线的有限视觉范围，且视频画面呈现的二维平面效果不利于判断生产线上各设备组件的操作状态以及各产品在各流程工艺的运作动态。

发明内容

本发明提供一种生产线仿真系统，以实现通过终端设备可以立体直观的查看生产线各流程的实时状态。

本发明实施例提供了一种生产线仿真系统，该系统包括：

设备模型构建模块，用于根据生产线设备中各组件的组件属性，对所述生产线设备进行三维建模，形成设备模型；

设备信息获取模块，用于实时获取生产线设备中各所述组件的组件状态信息；

模型运行显示模块，与所述设备模型构建模块和所述设备信息获取模块连接，用于根据各所述组件状态信息控制所述设备模型进行3D显示，以模拟生产线设备运行。

可选的，所述组件属性包括组件类型、组件编号和组件三维坐标；

相应的，所述设备模型构建模块具体用于：

根据所述组件的组件类型，调用对应的组件模型；

根据所述组件三维坐标，确定所述组件在设备模型空间中对应的组件模型坐标；

将所有组件的组件模型根据对应的组件模型坐标进行组合，得到设备模型。

可选的，所述模型运行显示模块，具体用于：

根据各所述组件的组件状态信息确定对应的组件模型运行动作；

控制各所述组件根据对应的组件模型运行动作同时进行3D显示，以模拟生产线运行。

可选的，所述组件模型包括槽缸组件模型、泵浦组件模型和吊车组件模型，所述槽缸组件模型由暂存槽模型、工艺槽模型和/或上下料槽模型组成。

可选的，所述组件属性还包括组件功能，所述组件功能用于区分所述生产线设备中槽缸组件的功能；

相应的，所述设备模型构建模块还用于根据所述组件功能对所述槽缸组件模型中的工艺槽模型填充对应的液体颜色。

可选的，所述模型运行显示模块还用于根据所述组件状态信息对所述泵浦组件模型填充对应的运行状态颜色，所述运行状态颜色用于区分所述生产线设备中泵浦组件的运行状态。

可选的，所述模型运行显示模块还用于根据所述组件编号和所述组件状态信息，在所述吊车组件模型上显示吊车编号和目的槽缸编号，所述目的槽缸编号为所述生产线设备中吊车组件需要运行到的目的槽缸组件的组件编号。

可选的，所述设备信息获取模块还用于实时获取各所述组件上的产品信息；

相应的，所述模型运行显示模块还用于根据各所述产品信息确定对应的产品显示模型，并在所述设备模型上显示。

可选的，所述模型运行显示模块还用于根据各所述组件状态信息确定各所述组件是否发生故障，当所述组件发生故障时，在所述设备模型上进行报警提示。

可选的，所述系统还包括显示界面确定模块，用于确定系统界面的显示风格。

本发明通过由设备模型构建模块根据生产线设备中各组件的组件属性，对生产线设备进行三维建模，形成设备模型；设备信息获取模块实时获取生产线设备中各组件的组件状态信息；模型运行显示模块根据各组件状态信息控制设备模型进行3D显示，以模拟生产线设备运行。解决了现有的监控系统主要通过摄像头采集生产线现场视频画面，人为对视频画面进行监控排查，只能以固定角度监测生产线的有限视觉范围，且视频画面呈现的二维平面效果不利于判断生产线上各设备组件的操作状态以及各产品在各流程工艺的运作动态的问题，实现了通过终端设备就可以立体直观的查看生产线各流程的实时状态，且显示的3D仿真画面是根据生产线设备中各组件的组件状态信息确定的，可以清楚的了解到生产线设备中各组件的运行状态，便于对生产线设备进行可视化管理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统的显示效果图；

图3a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型的显示效果图；

图3b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中工艺槽模型的显示效果图；

图3c是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中上下料槽模型的显示效果图；

图3d是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中泵浦组件模型的显示效果图；

图3e是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型的显示效果图；

图4a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型上有飞钯无产品的显示效果图；

图4b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型上有飞钯无产品的显示效果图；

图5a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型上有飞钯有产品的显示效果图；

图5b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型上有飞钯有产品的显示效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

图1是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统的结构框图，如图1所示，该系统可以包括设备模型构建模块10、设备信息获取模块20和模型运行显示模块30。

设备模型构建模块10，可以用于根据生产线设备中各组件的组件属性，对生产线设备进行三维建模，形成设备模型。

其中，生产线设备可以理解为产品生产过程中所使用到的设备，生产线设备中的组件则可以理解为组成生产线设备的部分装置和零件等。组件属性可以理解为组件本身所具备的特性以及在生产线设备中的布局关系和作用设置等，例如可以包括组件的类型、编号、作用、外形结构、尺寸和在设备中的位置关系等。设备模型可以理解为生产线设备的三维立体模型。

设备信息获取模块20，可以用于实时获取生产线设备中各组件的组件状态信息。

其中，可以在生产线设备的各组件上分别部署传感设备，在生产线设备运行时，可以通过组件上的传感设备获取组件状态信息。组件状态信息可以理解为反应组件运行状态的相关信息，例如组件是否正在运作、运行的幅度大小和运行方向等信息。

模型运行显示模块30，可以与设备模型构建模块10和设备信息获取模块20连接，可以用于根据各组件状态信息控制设备模型进行3D显示，以模拟生产线设备运行。

其中，控制设备模型进行3D显示可以理解为对生产线设备进行三维立体的展示，并且可以根据各组件状态信息将生产线设备中各组件的运行状态进行同步展示。例如，生产线设备中某组件正在向东运行，那么模型运行显示模块30可以通过读取该组件的组件状态信息，控制设备模型中该组件对应的组件模型在设备模型空间中向东运行。

具体的，生产线仿真系统在实际运用中，可以将生产线设备的各组成部件根据结构和作用划分成若干个组件，设备模型构建模块10通过获取每个组件的组件属性中对组件外形尺寸相关的参数，利用3D建模软件对生产线设备中的各组件进行三维建模，根据各组件的组件属性中有关位置部署等信息参数，将各组件的三维模型进行组合，形成设备模型。设备信息获取模块20可以通过组件上的传感设备获取组件状态信息，并将组件状态信息发送至模型运行显示模块30，模型运行显示模块30可以根据各组件状态信息将生产线设备中各组件的运行状态进行同步展示。

本实施例的技术方案，通过由设备模型构建模块根据生产线设备中各组件的组件属性，对生产线设备进行三维建模，形成设备模型；设备信息获取模块实时获取生产线设备中各组件的组件状态信息；模型运行显示模块根据各组件状态信息控制设备模型进行3D显示，以模拟生产线设备运行。解决了现有的监控系统主要通过摄像头采集生产线现场视频画面，人为对视频画面进行监控排查，只能以固定角度监测生产线的有限视觉范围，且视频画面呈现的二维平面效果不利于判断生产线上各设备组件的操作状态以及各产品在各流程工艺的运作动态的问题，实现了通过终端设备就可以立体直观的查看生产线各流程的实时状态，且显示的3D仿真画面是根据生产线设备中各组件的组件状态信息确定的，可以清楚的了解到生产线设备中各组件的运行状态，便于对生产线设备进行可视化管理。

在上述技术方案的基础上，可选的，组件属性可以包括组件类型、组件编号和组件三维坐标；相应的，设备模型构建模块10可以具体用于：

根据组件的组件类型，调用对应的组件模型；

根据组件三维坐标，确定组件在设备模型空间中对应的组件模型坐标；

将所有组件的组件模型根据对应的组件模型坐标进行组合，得到设备模型。

具体的，可以将相同类型的组件设置为同一组件类型，在对生产线设备进行3D建模前，分别对不同类型的组件进行3D建模，形成各组件类型对应的组件模型。在对生产线设备进行3D建模时，可以根据各组件的组件类型，调用对应的组件模型。设备模型构建模块10可以根据组件三维坐标，结合生产线设备实际空间的三维坐标与设备模型空间中的模型坐标的对应关系，确定出各组件对应的组件模型坐标。设备模型构建模块10可以将所有组件的组件模型根据对应的组件模型坐标进行组合，得到整个生产线设备的设备模型。

可选的，模型运行显示模块30，可以具体用于：

根据各组件的组件状态信息确定对应的组件模型运行动作；

控制各组件根据对应的组件模型运行动作同时进行3D显示，以模拟生产线运行。

具体的，模型运行显示模块30可以根据各组件的组件状态信息，得到各组件在当前时刻正在进行的操作动作，根据各组件的操作动作确定各组件的组件模型运行动作，组件模型运行动作可以直观的反映出组件的操作动作。在实际使用中，可以对组件的常规操作动作对应的组件模型运行动作进行存储，形成打包文件，在组件进行常规操作动作时，可以直接调用对应的打包文件，使组件模型进行对应的显示。

在本实施例中，以电镀生产线为例，实现本发明的生产线仿真系统，图2是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统的显示效果图，该效果图展示了电镀生产线某一时刻的3D仿真效果。

电镀生产线中生产线设备可以包括槽缸组件、泵浦组件和吊车组件等，而槽缸组件又可以分为暂存槽、工艺槽和上下料槽等，其中上下料槽还可以作为交换车使用。

可选的，组件模型可以包括槽缸组件模型、泵浦组件模型和吊车组件模型，槽缸组件模型由暂存槽模型、工艺槽模型和/或上下料槽模型组成。

图3a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型的显示效果图。图3b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中工艺槽模型的显示效果图。如图3b所示，工艺槽模型表面的白色数字“001”为工艺槽组件的编号，通过编号可以对生产线上每个工艺槽在系统界面下的显示位置进行精准的定位，也方便记载吊车组件的运行路线。图3c是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中上下料槽模型的显示效果图。图3a中的槽模型、图3b中的工艺槽模型和/或图3c中的上下料槽模型可以组成一个槽缸组件模型。图3e是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型的显示效果图。仿真系统界面中的吊车组件模型会根据现场设备中的吊车组件的运行流程进行动态模拟显示，仿真系统界面上吊车组件模型的运动方式和生产线上吊车组件的运动方式相同，可以包含前进、后退、上升和下降等。当仿真系统界面上的吊车组件模型运动至目的槽缸后会做出下降动作来模拟生产线吊车组件的下降提料或者放料动作，生产线吊车组件在运作时，仿真系统界面上的吊车组件模型的状态会发生相应的改变来模拟产线吊车的状态。图3d是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中泵浦组件模型的显示效果图。结合图2可以看到，槽缸组件模型平行排布在吊车组件模型的下方。工艺槽组件的分布以及个数和工艺槽类型跟工艺槽正前方是否含有泵浦组件以及泵浦组件处于什么状态，都是系统通过读取现场设备来进行仿真模拟的。

可选的，组件属性还包括组件功能，组件功能用于区分生产线设备中槽缸组件的功能；相应的，设备模型构建模块10还用于根据组件功能对槽缸组件模型中的工艺槽模型填充对应的液体颜色。

如图3b所示，生产线设备中每个工艺槽组件里面可以有不同的液体，在仿真系统中，可以对工艺槽模型填充不同的液体颜色用于区分工艺槽组件的功能类型，通过液体颜色的不同展示工艺槽类型的不同。工艺槽模型填充的液体颜色是可选的，例如现场设备中工艺槽组件内为A液体，在仿真系统中可以将该工艺槽组件对应的工艺槽模型的液体颜色设置为红色，若另一工艺槽组件内也装有A液体，那么在仿真系统中可以将该工艺槽组件对应的工艺槽模型的液体颜色也就显示为红色，如果将A液体的显示颜色修改为绿色，那么现场设备中所有装载有A液体的工艺槽组件对应的工艺槽模型的液体颜色都将显示为绿色。对于没有盛放液体的工艺槽组件，可以将对应的工艺槽模型的液体颜色设置为透明。

可选的，模型运行显示模块30还用于根据组件状态信息对泵浦组件模型填充对应的运行状态颜色，运行状态颜色用于区分生产线设备中泵浦组件的运行状态。

由于泵浦组件在运行时外观没有明显区别，因此可以将泵浦组件模型显示不同的颜色，用来区分泵浦组件的运行状态，可以用绿色代表泵浦组件为打开状态，红色代表泵浦组件为维修状态，白色代表泵浦组件为关闭状态。

可选的，模型运行显示模块30还用于根据组件编号和组件状态信息，在吊车组件模型上显示吊车编号和目的槽缸编号，目的槽缸编号为生产线设备中吊车组件需要运行到的目的槽缸组件的组件编号。

如图3e所示，吊车组件模型上方的白色字母“A”可以表示吊车编号，通过吊车编号来区分生产线设备上的多辆吊车组件，吊车组件模型下方的白色字母“101”可以表示目的槽缸编号，通过目的槽缸编号来显示吊车组件即将去往的目的槽缸的位置。

可选的，设备信息获取模块20还用于实时获取各组件上的产品信息；

相应的，模型运行显示模块30还用于根据各产品信息确定对应的产品显示模型，并在设备模型上显示。

图4a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型上有飞钯无产品的显示效果图。图4b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型上有飞钯无产品的显示效果图。图5a是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中暂存槽模型上有飞钯有产品的显示效果图。图5b是本发明实施例提供的一种生产线仿真系统中吊车组件模型上有飞钯有产品的显示效果图。如图4a所示，工艺槽组件模型上有飞钯41，如图4b所示，吊车组件模型上有飞钯42，如图5a所示，工艺槽组件模型上有飞钯且有产品51，如图5b所示，吊车组件模型上有飞钯且有产品52。

可选的，模型运行显示模块30还用于根据各组件状态信息确定各组件是否发生故障，当组件发生故障时，在设备模型上进行报警提示。

如图3e所示，在吊车组件的吊车编号下方可以设置一个是吊车警报灯31，吊车组件正常运作时吊车警报灯为白色，当生产线上的吊车组件发生运作故障时仿真系统界面中对应的吊车组件模型上的吊车警报灯31会显示红色。类似的，其他各个组件都可以设置对应的报警灯，当组件发生故障时，在设备模型上进行报警提示。

可选的，系统还包括显示界面确定模块40，用于确定系统界面的显示风格。

仿真系统的界面可以采用淡蓝色风格设计，给人一种优雅舒适的视觉体验，用户可以全方位无死角观看产线运作情况。当然，用户也可以根据自身需求，通过显示界面确定模块40将仿真系统的界面更换为其他设计风格。

本实施例的技术方案，通过设备模型构建模块对生产线设备的各组件进行组件模型，将所有组件的组件模型根据对应的组件模型坐标进行组合，得到设备模型；设备信息获取模块实时获取生产线设备中各组件的组件状态信息；模型运行显示模块根据各组件的组件状态信息确定对应的组件模型运行动作；控制各组件根据对应的组件模型运行动作同时进行3D显示，以模拟生产线运行。解决了现有的监控系统主要通过摄像头采集生产线现场视频画面，人为对视频画面进行监控排查，只能以固定角度监测生产线的有限视觉范围，且视频画面呈现的二维平面效果不利于判断生产线上各设备组件的操作状态以及各产品在各流程工艺的运作动态的问题，实现了通过终端设备就可以立体直观的查看生产线各流程的实时状态。同时，根据组件功能和运行状态填充对应的颜色，并根据各产品信息确定对应的产品显示模型在设备模型上显示，可以清楚的了解到生产线设备中各组件的运行状态以及产品生产状态。模型运行显示模块还用于根据各组件状态信息确定各组件是否发生故障，当组件发生故障时，在设备模型上进行报警提示，便于对生产线设备进行可视化管理，方便维修。显示界面确定模块可以根据用户需求确定系统界面的显示风格，使仿真系统的适用范围更广。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。