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申请/专利权人：上海海达通信有限公司

摘要：本发明公开了一种面向多维可视化管理的数字孪生工厂智慧控制系统及方法，属于数字工厂领域。面向多维可视化管理的数字孪生工厂智慧控制系统及方法，包括三维构建单元、综合管理单元和监控端。本发明解决了现有数字工厂平台复杂的问题，本发明通过三维构建单元工厂数据构建出工厂的三维模型，综合管理单元通过多种数据采集工具获得厂区各项数据并与已构建的三维模型相结合，形成动态的三维可视化效果的三维模型，同时，监控端利用可视化工具将厂区各项数据生成可视化图表并与三维模型一同展示，以便工作人员实时全面的监控与展示工厂以及车间、产线和员工的各项数据，并及时采取相对应的控制措施，从而有效提高了管理者的决策效率。

主权项：1.一种面向多维可视化管理的数字孪生工厂智慧控制系统，其特征在于，包括：三维构建单元，用于采集工厂数据并进行处理，根据处理后的工厂数据构建工厂的三维模型，具体执行以下操作：数据采集：采集工厂数据，工厂数据包括工厂的外部环境数据、内部构造数据以及设备运行数据；数据处理：对采集的工厂数据进行清洗、分类和整合处理，通过数据处理形成用于三维建模的数据；三维建模：根据处理后的工厂数据，构建工厂的三维模型，三维模型包括工厂的外部环境、内部构造以及设备设施；其中，三维建模，包括：数据获取模块，用于获取处理后的工厂数据，并基于数据表征对象将工厂数据进行拆分，得到三维对象数据集；数据分析模块，用于：提取三维对象数据集的数据表征，并基于数据表征确定三维对象数据集对应的三维对象的采集角度；同时，基于采集角度对相应三维对象数据集进行维度映射，得到每一采集角度对应的局部三维对象数据，并提取局部三维对象数据的数据特征；基于数据特征确定三维对象在相应采集角度下的姿态特征和目标尺寸，并基于姿态特征和目标尺寸构建三维对象的局部三维结构；基于采集角度的相对位置关系根据姿态特征和目标尺寸确定不同采集角度下的局部三维结构之间的第一特征衔接点，并基于第一特征衔接点将不同采集角度对应的局部三维结构进行特征拼接，得到独立三维对象结构，其中，第一特征衔接点是同一三维对象在不同采集角度下得到的局部三维结构之间的关联点，目的是为了根据第一特征衔接点将同一三维对象不同采集角度下得到的局部三维结构进行拼接；提取处理后的工厂数据中的位置参数，并基于位置参数确定独立三维对象结构之间的相对位置；基于相对位置确定独立三维对象结构之间的第二特征衔接点，并基于第二特征衔接点将独立三维对象结构进行位置关联，且对位置关联结果进行评估处理，得到工厂的初始三维模型，其中，第二特征衔接点是不同独立三维对象结构在空间中存在的关联关系；模型优化模块，用于：基于采集角度获取工厂的多角度场景图片，并基于采集角度将多维度场景图片在初始三维模型表面进行叠加；基于叠加结果对初始三维模型进行纹理映射，并基于纹理映射结果得到工厂的三维模型；综合管理单元，用于对厂区空气环境、员工和巡检区域进行检测，采集厂区的各项数据，对采集的厂区各项数据进行处理，将处理后的厂区各项数据与构建三维模型相结合，使三维模型形成动态的三维可视化效果；监控端，用于对形成动态的三维可视化的三维模型进行展示，并获取采集的厂区各项数据生成可视化图表，生成的可视化图表与三维模型一同进行展示，工作人员依据监控端展示的三维模型和可视化图表，对工厂采取相对应的控制措施；其中，监控端，包括：获取采集到的工厂数据，并基于工厂数据确定工厂中不同物品的测试尺寸；同时，基于模型构建要求确定对工厂的三维模型构建时的数据更新要求，并基于数据更新要求确定对三维模型进行同步更新的灵敏度；基于工厂中不同物品的测试尺寸和对三维模型进行同步更新的灵敏度计算对三维模型构建的准确率，并基于对三维模型构建的准确率计算对数字孪生工厂进行控制时的决策效率；根据如下公式计算对三维模型构建的准确率： ；其中，η表示对三维模型构建的准确率，且取值单位为（0，1）；μ表示误差系数，且取值范围为（0.05，0.015）；i表示工厂中包含的物品的序号值，且取值范围为[1，n]；n表示工厂中包含的物品的总个数；di表示根据工厂数据确定的第i个物品的长度测试尺寸值；Di表示第i个物品的实际长度尺寸值；li表示根据工厂数据确定的第i个物品的宽度测试尺寸值；Li表示第i个物品的实际宽度尺寸值；hi表示根据工厂数据确定的第i个物品的高度测试尺寸值；Hi表示第i个物品的实际高度尺寸值；σ表示对三维模型进行同步更新的灵敏度，且取值范围为（0，1）； ；其中，δ表示根据三维模型对数字孪生工厂做出决策策略所用的时间长度值；T表示对数字孪生工厂做出决策策略所用的理论时间长度值；η表示对三维模型构建的准确率，且取值单位为（0，1）；将计算得到的决策效率与预设决策效率进行比较；若计算得到的决策效率低于预设决策效率时，则判定对工厂的三维模型构建的准确率不合格，并对工厂的三维模型进行调整，直至决策效率大于或等于预设决策效率；否则，判定对工厂的三维模型构建的准确率合格，并基于三维模型对数字孪生工厂做出的决策策略对数字孪生工厂进行决策控制。

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