基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型研究

姚培福，王建国，谭正洲

(云南铜业(集团)有限公司，云南 昆明 650051)

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近年来，随着分布式传感器网络、边缘计算、大数据挖掘和虚拟可视仿真等新兴热点技术在制造业领域的广泛应用[1]，物理实体智慧工厂发展迅速并呈现出显著的系统自主感知、实境扩增整体可视、系统重组及自优化、经验自主学习及进化和人机协同共存等属性，是工业4.0背景下智能制造产业发展的主要载体[2]，推动了全球制造业的智能化跨越式发展。

随着物理实体智慧工厂日常运维中产生的数据流变量集和控制流变量集等全景信息的日益增多，物理实体智慧工厂在工程实践中日益凸显出环境变量动态变化实时感知失效、多维因素约束下设备互联与数字集成失衡和较长周期内自主预测机制缺失等若干缺陷[3]，无法构建基于全景数据建模与深度关联模型的全要素、全流程、全感知的组织结构和运行逻辑，故构建了基于工业数字孪生仿真建模的虚拟工厂业务协同模型，并进行了典型环境下的仿真验证。

融合考虑物理实体智慧工厂物理空间、数字空间和虚拟空间之间的耦合关系，对物理实体智慧虚拟工厂业务协同模型完整生命周期运维逻辑进行目标导向下的任务分解[4]，引入数字孪生技术，构建数据感知及高效传输、融合事件驱动的虚实映射和基于深度学习的虚拟工厂业务协同等3个子模型，实现虚拟工厂业务协同模型多目标最优决策。……