Método de diseño y aplicación de modelado de fusión de cuatro dimensiones de gemelo digital para la línea de fabricación discreta
Autores: Xie, Jieyu; Wan, Jiafu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método de diseño y aplicación de modelado de fusión de cuatro dimensiones de gemelo digital para la línea de fabricación discreta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Desarrollo
Tecnologías de la información
Gemelos digitales
Manufactura
Método de modelado
Control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo de tecnologías de información de nueva generación, como el big data y la inteligencia artificial, los gemelos digitales se han convertido en una tecnología clave en la fabricación inteligente. La introducción de la tecnología de gemelos digitales ha abordado muchos problemas en las líneas de fabricación discreta, incluida la baja visualización y la difícil integración ciberfísica. Sin embargo, la aplicación de la tecnología de gemelos digitales a las líneas de fabricación discreta todavía enfrenta problemas de baja precisión de modelado, retraso en la respuesta y falta de precisión en el control de la línea de producción. Por lo tanto, este documento propone un método de modelado de fusión de cuatro dimensiones de gemelos digitales para resolver los problemas mencionados anteriormente. Primero, se diseña una arquitectura de sistema de gemelos digitales para una línea de producción de fabricación discreta. Luego, se integra la dimensión de control de la información en los métodos tradicionales de modelado de gemelos digitales. Además, se propone un método de modelado de fusión de cuatro dimensiones geometría-física-comportamiento-control de información de gemelos digitales. Este método puede describir las características geométricas y físicas de una entidad física y mapear su mecanismo de comportamiento. Más importante aún, revela la lógica de control y las reglas de mapeo virtual-real, lo que proporciona un apoyo importante para el control mutuo inteligente virtual-real. Finalmente, la viabilidad y efectividad del método propuesto se verifican mediante experimentos en una línea de fabricación discreta de fidget spinners, y se desarrolla un sistema de gestión de operaciones y mantenimiento de gemelos digitales. Los resultados presentados en este estudio podrían proporcionar ideas para la transformación digital de empresas de fabricación discreta.
Descripción
Con el desarrollo de tecnologías de información de nueva generación, como el big data y la inteligencia artificial, los gemelos digitales se han convertido en una tecnología clave en la fabricación inteligente. La introducción de la tecnología de gemelos digitales ha abordado muchos problemas en las líneas de fabricación discreta, incluida la baja visualización y la difícil integración ciberfísica. Sin embargo, la aplicación de la tecnología de gemelos digitales a las líneas de fabricación discreta todavía enfrenta problemas de baja precisión de modelado, retraso en la respuesta y falta de precisión en el control de la línea de producción. Por lo tanto, este documento propone un método de modelado de fusión de cuatro dimensiones de gemelos digitales para resolver los problemas mencionados anteriormente. Primero, se diseña una arquitectura de sistema de gemelos digitales para una línea de producción de fabricación discreta. Luego, se integra la dimensión de control de la información en los métodos tradicionales de modelado de gemelos digitales. Además, se propone un método de modelado de fusión de cuatro dimensiones geometría-física-comportamiento-control de información de gemelos digitales. Este método puede describir las características geométricas y físicas de una entidad física y mapear su mecanismo de comportamiento. Más importante aún, revela la lógica de control y las reglas de mapeo virtual-real, lo que proporciona un apoyo importante para el control mutuo inteligente virtual-real. Finalmente, la viabilidad y efectividad del método propuesto se verifican mediante experimentos en una línea de fabricación discreta de fidget spinners, y se desarrolla un sistema de gestión de operaciones y mantenimiento de gemelos digitales. Los resultados presentados en este estudio podrían proporcionar ideas para la transformación digital de empresas de fabricación discreta.