基于数字孪生技术的仿真系统及其在物流系统中的应用的制作方法

本发明涉及数字孪生技术、物流，尤其涉及基于数字孪生技术的仿真系统及其在物流系统中的应用。

背景技术：

1、随着数字孪生技术的日益广泛应用，在物流工厂、生产车间、仓储场地等工作场地建立数字孪生模型以提高后台监测的直观性、灵活性也成为时下热门的技术课题，而在物流工厂的仓储转运系统中，当前大部分的数字孪生建模主要集中在固定物的建模上，对于agv小车、待转运物以及货物等存在移动状况的对象进行数字孪生建模还少有文献揭示，尤其是在仿真度上，还存在较多局限性和不足，例如，工作现场的物料情况无法及时地与数字孪生模型建立更新联系，因此，对于工厂车间、仓储中转场地等工作场景而言，如何提高工作场地中不同对象的仿真度以及参考可靠性，以及为工作场地的数字孪生建模提供可靠参考信息是具有积极现实意义的课题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种实施可靠性、运行灵活且仿真度高的基于数字孪生技术的仿真系统及其在物流系统中的应用。

2、为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种基于数字孪生技术的仿真方法，应用于工厂物流中，其包括：

4、s01、获取工厂物流所在工作场地的场地信息，根据场地信息建立与工作场地相对应的数字孪生模型；

5、s02、根据场地信息对工作场地中放置物料的区域进行划分和物料信息统计，生成物料记录数据，且该物料记录数据与放置物料的区域一一对应；

6、s03、获取物料转移任务，将其分配至工作场地中工作状态及工作参数符合预设要求的agv小车，由agv小车根据物料转移任务将待转运的物料第一区域转移至第二区域；

7、s04、实时获取agv小车在执行物料转移任务的位置信息和状态信息，且根据位置信息、状态信息对第一区域、第二区域中的物料记录数据进行更新，同时，还通过数字孪生技术在工作场地对应的数字孪生模型中建立与agv小车对应的对象。

8、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案s01中，所述工作场地的场地信息包括：建筑物位置及空间占用信息、加工设备位置信息、待加工物料放置区域信息、待加工物料承载物信息、原料配件放置区域信息、原料配件承载物区域信息、成品暂存区域信息、成品暂存承载物信息、行走通道区域信息、行走通道规格信息、货物入库区域信息、货物入库承载物信息中的一项以上。

9、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s02中，所述放置物料的区域对应包括待加工物料放置区域信息、原料配件放置区域信息、成品暂存区域信息、货物入库区域信息分别所指向的待加工物料放置区域、原料配件放置区域、成品暂存区域、货物入库区域；

10、其中，所述待加工物料放置区域信息、原料配件放置区域信息、成品暂存区域信息、货物入库区域信息均对应包括用于放置物品的分隔区域信息以及空置状态信息；

11、另外，与工作场地相对应的数字孪生模型中形成有与分隔区域信息以及空置状态信息对应的标记信息。

12、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s02中，进行物料信息统计的方式包括人工统计、传感器反馈统计和影像设备结合预设计数识别软件统计中的一种以上；

13、其中，用于放置物料的待加工物料放置区域、原料配件放置区域、成品暂存区域或货物入库区域对应的分隔区域信息所指向的分隔区域均具有唯一id标识，且在物料信息统计时，还对其是否为空置进行判断和反馈，以此生成空置状态信息。

14、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，所述物料转移任务所包含的信息包括：待转移物料的当前位置信息、目标位置信息、规格、重量；

15、其中，目标位置信息用于表明待转移物料需要被转移的目的地；

16、另外，所述工作场地中的agv小车根据其工作状态被标记为工作执行中或工作待命，已被分配物料转移任务的agv小车的工作状态为工作执行中。

17、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述agv小车的工作参数包括其对应的品牌、型号、规格、运载能力参数、运载对象规格参数、行走参数、工作精度、供电方式和通信交互参数中的一项以上。

18、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03包括：

19、s031、获取物料转移任务，根据物料转移任务获取待转移物料的规格、重量以及其在数字孪生建模的工作场地中的当前位置信息、目标位置信息；

20、s032、以待转移物料在数字孪生建模的工作场地中的当前位置信息作为中心，对预设范围内的agv小车进行工作状态获取；

21、s033、对工作状态为工作待命的agv小车的工作参数进行获取，筛选出离待转移物料最近且运载能力参数、运载对象规格参数、行走参数、工作精度符合要求的agv小车；

22、s034、根据物料转移任务中待转移物料的当前位置信息、目标位置信息以及agv小车的行走参数、工作精度，对其进行路径规划，生成路径规划信息，所述路径规划信息包括agv小车的行进轨迹、速度、加速度及agv小车在行进轨迹中的位置与预期时间点；

23、s035、根据路径规划信息，结合agv小车的通信交互参数，生成与其对应的工作指令；

24、s036、将工作指令下发至agv小车，由agv小车根据物料转移任务将待转运的物料第一区域转移至第二区域。

25、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s034中，进行路径规划时，还结合当前工作状态处于工作执行中的agv小车的路径规划信息进行运行干涉规避，调整agv小车设定的行进轨迹、速度、加速度中的一项以上参数，以使得生成的路径规划信息与当前工作状态标记为工作执行中的agv小车对应的路径规划信息不存在行进干涉。

26、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s035中，根据路径规划信息，结合agv小车的通信交互参数生成初始工作指令，然后按预设条件将初始运行指令分割成一段以上可单独供agv小车执行的运行指令片段，再分别对运行指令片段进行标记其预期执行的时间，且按时间顺序将一段以上运行指令片段进行排列和与被分配的agv小车进行信息对应关联，生成工作指令。

27、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s04包括：

28、s041、实时获取agv小车在执行物料转移任务的位置信息和状态信息，生成位置监测信息和状态监测信息；

29、s042、根据位置监测信息，获取agv小车离待转移物料在未转运前对应的当前位置及目标位置的间距，生成行进状态信息；根据状态监测信息，获取agv小车运载状态，当agv小车未装载有待转移物料时，其状态被标记为空载，否则标记为运载；

30、s043、根据agv小车的行进状态信息和agv小车运载状态，对待转移物料是否被移出第一区域以及运入第二区域的状况进行判断，且相应对第一区域、第二区域中的物料记录数据进行更新，同时，还通过数字孪生技术在工作场地对应的数字孪生模型中建立与agv小车对应的虚拟对象。

31、基于上述，本发明还提供一种基于数字孪生技术的仿真系统，其包括：

32、数字孪生建模单元，用于获取工厂物流所在工作场地的场地信息，根据场地信息建立与工作场地相对应的数字孪生模型，还通过数字孪生技术在工作场地对应的数字孪生模型中建立与agv小车对应的对象；

33、数据处理单元，用于根据场地信息对工作场地中放置物料的区域进行划分和物料信息统计，生成物料记录数据，且该物料记录数据与放置物料的区域一一对应；

34、agv调度单元，用于获取物料转移任务，将其分配至工作场地中工作状态及工作参数符合预设要求的agv小车，由agv小车根据物料转移任务将待转运的物料第一区域转移至第二区域；

35、工作监测单元，用于实时获取agv小车在执行物料转移任务的位置信息和状态信息，且根据位置信息、状态信息对第一区域、第二区域中的物料记录数据进行更新。

36、基于上述，本发明还提供一种物流系统，其包括上述所述的一种基于数字孪生技术的仿真系统。

37、基于上述，本发明还提供一种计算机可读的存储介质，所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现上述所述的基于数字孪生技术的仿真方法。

38、采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过对工厂物流所在的工作场地进行建立数字孪生模型，同时，对工作场地中放置物料的区域进行划分和物料信息统计，使得生成的数字孪生模型能够更好地对工作场地中的物料信息进行对称化展示，提高后台监测人员的监测直观性和便利性，本方案还通过根据物料转移任务对工作场地中的agv小车进行工作状态、工作参数评估，使得agv小车的任务承担能力与物料转移任务匹配，提高工作调度分配的可靠性和灵活性，除此之外，本方案还通过实时获取agv小车的位置信息、状态信息来对待转移物料是否被转移进行评估，以此作为参考参数及时地对物料记录数据进行更新，使得数字孪生模型中的物料状况能够被方便地调整更新。