本發(fā)明涉及倉儲物流，具體涉及一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法。

背景技術：

1、巷道堆垛機數(shù)字孿生是數(shù)字孿生技術在倉儲物流領域中的一個重要應用，它通過對堆垛機及其工作環(huán)節(jié)的數(shù)字化建模，能夠現(xiàn)實堆垛機運行狀態(tài)的實時監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度和智能決策。對提高堆垛機設計方案的準確度，降低樣機測試成本和提升堆垛機信息交互等有重要的作用。雙立柱堆垛機由兩根垂直立柱，上承重梁和下承重梁構(gòu)成矩形的框架結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，彎曲剛度好，能夠承受較大的重量，并且雙立柱結(jié)構(gòu)能夠有效減少因晃動或者傾斜導致貨物損壞風險。因此，雙立柱堆垛機有著較為廣泛的應用。同時穩(wěn)定的運行結(jié)構(gòu)，使得孿生模型能夠較為準確的檢測和反映設備狀態(tài)。為模型的分析與搭建提供較為穩(wěn)定的參照。

2、目前，對雙立柱堆垛機的運行狀態(tài)、能力分析主要通過參數(shù)計算和建模仿真兩種方式進行評估。但這兩種方式都存在相應的局限性，參數(shù)計算無法反映設備實時的狀態(tài)，建模仿真則是根據(jù)理論數(shù)值進行理論狀態(tài)下模擬運行，無法反映出設備真實運行下的狀態(tài)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對目前存在的堆垛機仿真與計算結(jié)果不準確，數(shù)據(jù)不閉環(huán)的問題，提供了一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，通過在數(shù)字孿生平臺中，對雙立柱堆垛機進行建模，完成對堆垛機實體的準確映射，再利用孿生模型進行策略、路徑優(yōu)化分析，實現(xiàn)雙立柱堆垛機數(shù)據(jù)虛實交互，數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的目的。

2、本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，包括以下步驟：

4、獲取堆垛機理論參數(shù)信息，獲取堆垛機作業(yè)貨架理論參數(shù)信息；

5、根據(jù)參數(shù)在孿生平臺中搭建雙立柱堆垛機與貨架相關配套站臺的模型；

6、對雙立柱堆垛機模型進行參數(shù)化設置；

7、根據(jù)雙立柱堆垛機參數(shù)化模型設置進行運行仿真；

8、對參數(shù)化雙立柱堆垛機模型仿真結(jié)果進行分析與評估；

9、對實體堆垛機進行傳感器部署建立數(shù)據(jù)采集通道；

10、孿生平臺通過數(shù)據(jù)接口接收傳感器反饋的實時數(shù)據(jù)；

11、根據(jù)參數(shù)化堆垛機模型仿真的運行路徑，對實體堆垛機進行任務編排與下達，使實體堆垛機的運行路徑與參數(shù)化堆垛機模型運行路徑相同；

12、根據(jù)偏差程度，優(yōu)化堆垛機參數(shù)及算法，形成新的模型參數(shù)；

13、將修正后的堆垛機參數(shù)與堆垛機模型相結(jié)合，共同構(gòu)成雙立柱堆垛機的仿真孿生模型。

14、進一步的，所述根據(jù)雙立柱堆垛機參數(shù)化模型設置進行運行仿真具體包括以下步驟：

15、在參數(shù)化模型下，進行雙立柱堆垛機模擬出入庫作業(yè)運行；

16、對參數(shù)化雙立柱堆垛機模擬運行過程進行記錄；

17、根據(jù)模擬運行狀態(tài)評估堆垛機運行能力；

18、模擬運行單位時間后，根據(jù)仿真運行狀態(tài)，對雙立柱堆垛機能力進行評估。

19、進一步的，所述對參數(shù)化雙立柱堆垛機模擬運行過程進行記錄具體包括：

20、記錄雙立柱堆垛機運行過程中走行和提升方向的運行速度曲線；

21、記錄雙立柱堆垛機運行過程中走行和提升方向的加速度運行曲線；

22、記錄參數(shù)化雙立柱堆垛機模型仿真運行的路徑，并統(tǒng)計每次啟停的運行周期。

23、進一步的，所述對實體堆垛機進行任務編排與下達，使實體堆垛機的運行路徑與參數(shù)化堆垛機模型運行路徑相同后包括以下步驟：

24、通過傳感器記錄實體堆垛機運行過程中走行和提升方向的運行速度曲線；

25、通過傳感器記錄實體堆垛機運行過程中走行和提升方向的加速度運行曲線；

26、將走行與提升方向的參數(shù)化運行速度曲線，以實體化參數(shù)曲線為基準進行比較與修正；

27、將走行與提升方向的參數(shù)化加速度曲線，以實體化參數(shù)曲線為基準進行比較與修正。

28、進一步的，所述對實體堆垛機進行任務編排與下達，使實體堆垛機的運行路徑與參數(shù)化堆垛機模型運行路徑相同后具體包括以下步驟：

29、通過在plc安裝傳感器，讀取雙立柱堆垛機db模塊信息；

30、在數(shù)字孿生平臺中將讀取的db塊信息，映射到雙立柱堆垛機模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對模型的驅(qū)動；

31、對記錄的參數(shù)化堆垛機模擬運行路徑進行程序編譯；

32、將編譯完成的路徑程序通過傳感器寫入堆垛機plc中，讓實體堆垛機按照與模擬仿真相同的路徑進行作業(yè)；

33、對雙立柱堆垛機走行方向、提升方向和加減速曲線進行監(jiān)測和記錄。

34、進一步的，所述堆垛機理論參數(shù)信息包括雙立柱巷道堆垛機高度、載貨臺寬度、貨叉尺寸外觀參數(shù)。

35、與現(xiàn)有的技術相比本發(fā)明的有益效果是：

36、1、一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，基于unity3d引擎，構(gòu)建堆垛機數(shù)字孿生平臺，在數(shù)字化平臺中建立理論參數(shù)化雙立柱堆垛機模型，進行參數(shù)化能力仿真。再通過工業(yè)以太網(wǎng)，利用傳感器讀取堆垛機運行過程中的實際數(shù)據(jù)，將傳感器數(shù)據(jù)與參數(shù)化仿真數(shù)據(jù)進行映射、對比與修正，形成一個雙立柱堆垛機的孿生模型。通過孿生模型的不斷迭代，使得堆垛機孿生模型能夠在不連接實體設備的情況下，得到接近實際運行的效果，能夠進行更近一步的精確分析與仿真優(yōu)化。以實現(xiàn)降低設計周期和成本，提高仿真精度的作用；

37、2、一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，利用參數(shù)化建模，模擬雙立柱堆垛機運行過程并且記錄相應的過程數(shù)據(jù)，形成參數(shù)化數(shù)據(jù)模型并加以應用。同時，利用傳感器檢測實際運行數(shù)據(jù)并且映射到孿生模型當中并且記錄，形成孿生數(shù)據(jù)模型，二者的數(shù)據(jù)模型進行比較，以孿生模型為基準修正參數(shù)化模型。以孿生模型多次優(yōu)化迭代參數(shù)模型，實現(xiàn)參數(shù)模型的優(yōu)化。對以形成更精準的參數(shù)化仿真模型，降低模型使用成本，提高設計效率有重要影響。

技術特征：

1.一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，所述根據(jù)雙立柱堆垛機參數(shù)化模型設置進行運行仿真具體包括以下步驟：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，所述對參數(shù)化雙立柱堆垛機模擬運行過程進行記錄具體包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，所述對實體堆垛機進行任務編排與下達，使實體堆垛機的運行路徑與參數(shù)化堆垛機模型運行路徑相同后包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，所述對實體堆垛機進行任務編排與下達，使實體堆垛機的運行路徑與參數(shù)化堆垛機模型運行路徑相同后具體包括以下步驟：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，其特征在于，所述堆垛機理論參數(shù)信息包括雙立柱巷道堆垛機高度、載貨臺寬度、貨叉尺寸外觀參數(shù)。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種雙立柱堆垛機數(shù)字孿生構(gòu)建方法，屬于倉儲物流技術領域，針對目前存在的堆垛機仿真與計算結(jié)果不準確，數(shù)據(jù)不閉環(huán)的問題，基于Unity3D引擎，構(gòu)建堆垛機數(shù)字孿生平臺，在數(shù)字化平臺中建立理論參數(shù)化雙立柱堆垛機模型，進行參數(shù)化能力仿真。再通過工業(yè)以太網(wǎng)，利用傳感器讀取堆垛機運行過程中的實際數(shù)據(jù)，將傳感器數(shù)據(jù)與參數(shù)化仿真數(shù)據(jù)進行映射、對比與修正，形成一個雙立柱堆垛機的孿生模型。通過孿生模型的不斷迭代，使得堆垛機孿生模型能夠在不連接實體設備的情況下，得到接近實際運行的效果，能夠進行更近一步的精確分析與仿真優(yōu)化。以實現(xiàn)降低設計周期和成本，提高仿真精度的作用。

技術研發(fā)人員：李茂,顏韜,袁召云,銀珠玲,龍明武,沈忱,崔智,王嘉琪,鄧嫻,李生者
受保護的技術使用者：昆船智能技術股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19