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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung Nr.
201911193381.9 , die am 28. November 2019 eingereicht wurde und deren Offenbarung durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin eingebunden ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Fertigungstechnologien, zum Beispiel ein intelligentes Fertigungssystem.
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HINTERGRUND
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Industrielle Fertigung wird als Fertigungsindustrie bezeichnet. In China bezieht sich verarbeitende Industrie auf die Industrie, in der Produktionsressourcen gemäß den Marktanforderungen durch einen Fertigungsprozess in Industrieprodukte und Konsumgüter, die von Menschen genutzt und verwertet werden können, transformiert werden. Derzeit ist die Fertigungsindustrie als tragende Säule unserer Gesamtwirtschaft der führende Sektor unseres Wirtschaftswachstums und die Grundlage für die wirtschaftliche Transformation. Als eine wichtige Stütze der wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung ist die Fertigungsindustrie der wichtigste Kanal für den städtischen Arbeitsmarkt und das konzentrierte Spiegelbild internationaler Wettbewerbsfähigkeit.
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In einem industriellen Produktions- und Fertigungsprozess kann eine Aufsichtsperson derzeit jedoch nicht sofort die Fehlerinformationen erhalten, wenn eine Produktionseinrichtung nicht normal funktionieren kann, was die Produktionskapazität beeinträchtigt, und kann Fehler in einem Prozessschritt nicht beheben, wenn ein Qualitätsproblem nach der Produktion auftritt, was die Produktausbeute beeinträchtigt.
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KURZFASSUNG
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Die vorliegende Anmeldung stellt ein intelligentes Fertigungssystem zur Verfügung, das die Probleme einer geringen Produktionskapazität und einer geringen Produktionsausbeute in einem industriellen Produktions- und Fertigungsprozess bewerkstelligen kann.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung stellt ein intelligentes Fertigungssystem zur Verfügung. Das intelligente Fertigungssystem umfasst eine Demonstrationslinie-Standort-Ebene, eine Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene und eine Anzeige-Endgerät-Ebene.
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Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene umfasst eine Produktionslinie und ein Informationserfassungs-Subsystem. Die Produktionslinie ist eingerichtet, ein Produkt zu produzieren, und das Informationserfassungs-Subsystem ist eingerichtet, Produktionsinformationen der Produktionslinie zu erfassen.
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Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene ist eingerichtet, die durch das Informationserfassungs-Subsystem erfassten Produktionsinformationen zu erhalten und zu übertragen.
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Die Anzeige-Endgerät-Ebene ist eingerichtet, die Produktionsinformationen zu empfangen und anzuzeigen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines intelligenten Fertigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
- 2 ist eine schematische Darstellung eines intelligenten Fertigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
- 3 ist eine schematische Darstellung eines intelligenten Fertigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
- 4 ist ein Informationserfassungs-Flussdiagramm Informationserfassungs- und Übertragungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 ist eine schematische Darstellung eines intelligenten Fertigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. In der vorliegenden Ausführungsform kann das intelligente Fertigungssystem für die Fertigung verschiedener Produkte wie Waschmaschinen, Kühlschränke und anderer Elektroprodukte auf Grundlage industrieller Internettechnologien genutzt werden, und kann auch für die Fertigung verschiedener Modelle, Souvenirartikel und Kleinprodukte mit einfachen Funktionen auf Grundlage industrieller Internettechnologien genutzt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das intelligente Fertigungssystem eine Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1, eine Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 und eine Anzeige-Endgerät-Ebene 3. Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 umfasst eine Produktionslinie 1a und ein Informationserfassungs-Subsystem 1b. Die Produktionslinie 1a ist eingerichtet, ein Produkt zu produzieren, und das Informationserfassungs-Subsystem 1b ist eingerichtet, Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a zu erfassen. Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 ist eingerichtet, die durch das Informationserfassungs-Subsystem 1b erfassten Produktionsinformationen zu erhalten und zu übertragen. Die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 ist eingerichtet, die Produktionsinformationen zu empfangen und anzuzeigen.
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In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich eine Demonstrationslinie der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 auf die Produktionslinie 1a des intelligenten Fertigungssystems und ein Standort der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 bezieht sich auf einen Produktionsstandort der Produktionslinie 1a. Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 umfasst die Produktionslinie 1a und die entsprechende Produktionsstruktur. Die Produktionslinie 1a ist eingerichtet, ein Produkt zu produzieren. Optional kann es sich bei der Produktionslinie 1a um eine Produktionslinie zur Produktion von großformatigen Produkten wie Waschmaschinen, Kühlschränken und Automobilen handeln, um eine Produktionslinie zur Fertigung von kleinformatigen Produkten wie Souvenirartikel und Spielzeugwaren handeln oder um eine Demonstrationslinie zum Demonstrieren eines Produkt-Produktionsprozesses handeln.
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Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 umfasst ferner das Informationserfassungs-Subsystem 1b, das eingerichtet ist, die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a zu erfassen. Die Produktionslinie 1a produziert ein Produkt, und das Informationssystem 1b erfasst die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a in Echtzeit. Zu den Produktionsinformationen gehören Daten wie ein Betriebszustand und ein Betriebsparameter einer Produktions-Einheit in der Produktlinie 1a, zum Beispiel ein Betriebszustand und ein Betriebsparameter eines Doppelarm-Roboters. Zu den Produktionsinformationen gehören auch Daten wie ein Produktionszustand und ein Produktionsparameter eines Produkts in der Produktionslinie 1a, zum Beispiel zumindest ein Parameter eines Fertigprodukts nach der Produktion. Beispielhaft kann das Informationserfassungs-Subsystem 1b im Wesentlichen die Daten der Produktionslinie 1a erhalten, die hier nicht im Einzelnen dargestellt sind. Zu den optionalen Produktionsinformationen gehören die Betriebsinformationen der Produktionseinheit in der Produktionslinie 1a, wie Zustandsinformationen und Fehlerinformationen. Zu den optionalen Produktionsinformationen gehören die Qualitätsinformationen eines Fertigprodukts. In der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 sind die Produktion und die Erfassung der Produktionsinformationen durch Internettechnologien realisiert.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 eingerichtet, die durch das Informationserfassungs-Subsystem 1b erfassten Produktionsinformationen zu erhalten und zu übertragen. Das Informationserfassungs-Subsystem 1b erfasst beispielsweise die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a in Echtzeit und lädt die Produktionsinformationen in eine Datenbank. Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 erhält die durch das Informationserfassungs-Subsystem 1b gespeicherten Produktionsinformationen aus der Datenbank. Optional können die durch das Informationserfassungs-Subsystem 1b in der Datenbank gespeicherten Produktionsinformationen klassifiziert und gespeichert sein, beispielsweise nach Zeit und Datum gespeichert sein. So werden beispielsweise die Produktionsinformationen innerhalb einer Woche gemeinsam gespeichert und überfällige Videos werden nach Monaten klassifiziert und gespeichert, was die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 zur Durchführung von Klassifizierungsüberprüfungen und Datenextrahierung erleichtert. Beispielsweise überträgt die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 die Produktionsinformationen der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 über die Netzwerk-Cloud auf die Anzeige-Endgerät-Ebene 3. Der Übertragungsmodus gewährleistet die hohe Sicherheit und hohe Echtzeit-Übertragung der Produktionsinformationsdaten. Optional umfasst die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 einen Netzwerkserver wie einen Cloud-Server oder eine Cloud-Disk. Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 führt die Produktionsinformationsübertragung auf Grundlage von Internettechnologien durch.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 eingerichtet, die Produktionsinformationen zu empfangen und anzuzeigen. Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 produziert beispielsweise ein Produkt und erfasst gleichzeitig eine Vielzahl von einzelnen Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a. Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 extrahiert die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a und überträgt die Produktionsinformationen an die Anzeige-Endgerät-Ebene 3, die dann die Produktionsinformationen in Bezug auf das Produkt anzeigt. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 die Produktionsinformationen der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 auf einem Endgerät in Echtzeit anzeigen, während die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 ein Produkt in Echtzeit produziert. Auf diese Weise werden die Echtzeit-Anzeige und Überprüfung der Produktionsinformationen realisiert. Optional umfasst die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 ein Anzeige-Endgerät und die entsprechende Hilfsanzeigeeinrichtung. Das Anzeige-Endgerät ist zum Beispiel ein mobiles Endgerät. Beispielhaft zeigt die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 die Produktionsinformationen an. Eine Aufsichtsperson kann durch die Produktionsinformationen überprüfen, ob die Produktionseinrichtung normal arbeitet, und die Fehlerinformationen gemäß den Produktionsinformationen sofort erhalten, wenn die Produktionseinrichtung nicht normal arbeitet. Die Aufsichtsperson kann anhand der Produktionsinformationen außerdem überprüfen, ob nach der Produktion ein Qualitätsproblem auftritt. Falls ein solches Problem auftritt, kann die Aufsichtsperson Probleme in dem problematischen Schritt durch Überprüfung der historischen Produktionsinformationen beheben. Auf der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 werden die Produktionsinformationen auf Grundlage von Internettechnologien angezeigt.
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Optional realisiert die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 die Produktion und die Erfassung der Produktionsinformationen, wie Echtzeitsignal-Erfassung, Manufacturing-Execution-System-(MES)-Daten-Erfassung und Standortüberwachungsdaten-Erfassung, speichert die Echtzeitsignale und die Informationssystemdaten über eine Zeitreihen-Datenbank und speichert die hochauflösenden Videodaten über ein Netzwerk.
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Optional kann ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) in der Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 aufgebaut sein, um die Sicherheit von Datenübertragung zu verbessern. Darüber hinaus kann die Echtzeitleistung und Integrität von Datenübertragung durch die Kombination eines User Datagram Protocol (UDP) und eines Transmission Control Protocol (TCP) verbessert werden. Die optionale Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 umfasst beispielsweise einen Cloud-Server, auf dem Webdienste bereitgestellt sind. Auf diese Weise kann die Schwierigkeit der Datenübertragungsverwaltung durch einen Server verringert werden, die Sicherheit von Datenübertragung in dem intelligenten Fertigungssystem kann verbessert werden, und die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 kann besser an andere Cloud-Plattformen angepasst werden. Alternativ kann die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 auch einen Fluorit-Cloud-Dienst nutzen, um die Zugriffsschwierigkeit einer Überwachungseinrichtung zu verringern und so die Verwaltung eines Überwachungssystems zu erleichtern, und kann gleichzeitig aufgrund der flexiblen Änderungen im Fluorit-Cloud-Dienst besser starken gleichzeitigen Zugriff bewerkstelligen.
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Bei der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 kann es sich um einen großen Anzeigebildschirm, einen gewöhnlichen Computer oder ein mobiles Endgerät handeln. Auf Grundlage der Internettechnologien kann ein Benutzer über einen Browser auf der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 auf eine Digitaler-Zwilling-Plattform in dem Endgerät zugreifen. Darüber hinaus kann die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 auch eine Next-Generation-Versatile-Disc (NVD), eine harte Decodiereinrichtung in einer Szene, in der sich die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 befindet, nutzen, um die Decodiergeschwindigkeit und Auflösung der Produktionsinformationen, wie Videodaten, zu verbessern.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1, die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 und die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 das intelligente Fertigungssystem. Die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 führt Echtzeit-Produktion über die Produktionslinie 1a und Echtzeit-Erfassung der Fertigungsinformationen über das Informationserfassungs-Subsystem 1b durch. Die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 ist eingerichtet, die Produktionsinformationen in Echtzeit über ein Netzwerk zu übertragen. Schließlich zeigt die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 die Produktionsinformationen an. In der vorliegenden Ausführungsform basiert das intelligente Fertigungssystem auf einem industriellen Internetkonzept. Das intelligente Fertigungssystem implementiert die intelligente Informatisierung in einem Produktions- und Fertigungsprozess auf Grundlage von Internettechnologien. Die Aufsichtsperson kann die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a in der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 auf der Anzeige-Endgerät-Ebene in Echtzeit überprüfen, wodurch die Überwachung und Überprüfung im Produktionsprozess erleichtert wird, wodurch der Defekt von komplizierter manueller Verwaltung im Stand der Technik gelöst wird und die Intelligenz der Fertigungsindustrie verbessert wird. In einem industriellen Produktions- und Fertigungsprozess kann eine Aufsichtsperson beispielsweise die Fehlerinformationen sofort erhalten, wenn eine Produktionseinrichtung nicht normal arbeiten kann, wodurch die Produktionskapazität verbessert wird; und kann auch Fehler in einem Prozessschritt rechtzeitig beheben, wenn nein Qualitätsproblem nach der Produktion auftritt, wodurch die Produktausbeute verbessert wird.
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Beispielsweise auf Grundlage der obigen technischen Schemata, wie in 2 dargestellt, umfasst die optionale Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 außerdem ein Steuerungs-Subsystem 1c und ein Überwachungs-Subsystem 1d. Das Steuerungs-Subsystem 1c ist eingerichtet, eine Produktion der Produktionslinie 1a zu steuern, und das Überwachungs-Subsystem 1d ist eingerichtet, die Produktion der Produktionslinie 1a zu überwachen. Das Informationserfassungs-Subsystem 1b ist eingerichtet, Produktionsdaten der Produktionslinie 1a über das Steuerungs-Subsystem 1c zu erfassen und ist außerdem eingerichtet, Produktionsvideodaten des Produktionsstandorts der Produktionslinie 1a über das Überwachungs-Subsystem 1d zu erfassen. Das optionale Überwachungs-Subsystem 1d umfasst eine Vielzahl von Überwachungseinrichtungen.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 eingerichtet, die Produkt-Produktion und Signalerfassung zu realisieren. Die Produktionslinie 1a realisiert beispielhaft die Produkt-Produktion. Das Steuerungs-Subsystem 1c steuert die Produktionslinie 1a, um ein Produkt zu produzieren. Das Überwachungs-Subsystem 1d erfasst ein Überwachungsvideo des Produktionsstandorts. Das Informationserfassungs-Subsystem 1b erfasst die Echtzeitsignale, Informationssystemdaten und das Standortüberwachungsvideo. Optional kann das Informationserfassungs-Subsystem 1b die Produktionsdaten der Produktionslinie 1a in Echtzeit über das Steuerungs-Subsystem 1c erfassen, ist außerdem mit einem Informationsverwaltungsmodul MES integriert, um die Informationssystem-Verwaltungsdaten der Produktionslinie 1a zu erfassen, und ist außerdem mit dem Überwachungs-Subsystem 1d verbunden, um die Produktionsvideodaten der Produktionslinie 1a zu erhalten. Das Informationserfassungs-Subsystem 1b speichert die erfassten Echtzeitdaten der Produktionslinie 1a und MES-Daten in der Zeitreihen-Datenbank, erhält die erfassten hochauflösenden Produktionsvideodaten durch das Überwachungs-Subsystem 1d und speichert die hochauflösenden Produktionsvideodaten in der Datenbank.
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Optional umfasst das Überwachungs-Subsystem 1d eine Vielzahl von Überwachungseinrichtungen. Bei den optionalen Überwachungseinrichtungen handelt es sich um vernetzte Überwachungskameras, die an Highlight-Stationen und wichtigen Verfahrenspositionen der Produktionslinie 1a verteilt sind, um die Überwachung des Produktionsprozesses der Produktionslinie 1a zu erleichtern.
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Optional umfasst das intelligente Fertigungssystem ferner eine Datenbank, die eingerichtet ist, Daten zu speichern, so dass Daten zwischen verschiedenen Subsystemen synchronisiert und übertragen werden.
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Das Informationserfassungs-Subsystem 1b ist dafür bekannt, die Produktionsinformationen über die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 auf die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 zu übertragen. In diesem Fall umfasst das intelligente Fertigungssystem außerdem die Datenbank. Das Informationserfassungs-Subsystem 1b überträgt die Produktionsinformationen an die Datenbank. Dann extrahiert die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 die Produktionsinformationen aus der Datenbank und überträgt die Produktionsinformationen zur Anzeige an die Anzeige-Endgerät-Ebene 3. Bei der Datenbank kann es sich optional um eine Datenbank handeln, die auf dem Cloud-Server basiert. Die in der Datenbank gespeicherten Daten können zum Beispiel nach Zeit und Datum klassifiziert und gespeichert sein, um der Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 die Datenextrahierung zu erleichtern.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 optional ein Informations-Anzeigemodul 3a und ein virtuelles Produktionsmodul 3b. Das Informations-Anzeigemodul 3a ist eingerichtet, die Produktionsdaten und die Produktionsvideodaten anzuzeigen. Das virtuelle Produktionsmodul 3b ist eingerichtet, gemäß den Produktionsdaten und den Produktionsvideodaten ein Virtuelles-Produktionslinie-Modell zu bilden und virtuelle Produktion durchzuführen.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 die Produktionsdaten direkt anzeigen, um einer Aufsichtsperson die Beurteilung der Zustände der Produktionslinie 1a und des durch die Produktionslinie 1a produzierten Produkts gemäß der Produktionsdaten zu erleichtern, zum Beispiel Fehlerbehebung im Betriebszustand einer Produkteinrichtung, Fehlerinformationen der Produkteinrichtung in einem anormalen Betriebszustand und den Grad der Fertigstellung des Produkts sowie Fehlerbehebung in einem problematischen Verfahren, wenn ein Qualitätsproblem nach der Produktion auftritt.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 nicht nur die Produktionsdaten direkt anzeigen, sondern auch das Virtuelle-Produktionslinie-Modell, das der Produktionslinie 1a der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 vollständig entspricht, auf dem Anzeige-Endgerät gemäß den Produktionsdaten und den Produktionsvideodaten erstellen. Das Virtuelle-Produktionslinie-Modell auf der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 wird durch die von der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 empfangenen Produktionsdaten und Produktionsvideodaten gesteuert. Beispielhaft arbeitet die Produktionslinie 1a der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 in Echtzeit; die Produktionsinformationen wie die Produktionsdaten und Produktionsvideodaten, die durch das Informationserfassungs-Subsystem 1b in Echtzeit erfasst werden, werden über die Netzwerkübertragungs- und Cloud-Dienst-Ebene 2 auf die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 übertragen; das Virtuelle-Produktionslinie-Modell auf dem Anzeige-Endgerät der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 arbeitet synchron; basierend auf den Internet-Technologien implementiert das Virtuelle-Produktionslinie-Modell der Anzeige-Endgerät-Ebene 3 den verzögerten synchronen Betrieb mit der Produktionslinie 1a der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 und simuliert den Produktionsprozess, was die Integration virtueller Produktion und realer Produktion ermöglicht. Über die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 kann die Aufsichtsperson die Produktionsinformationen der Produktionslinie 1a überprüfen und kann außerdem den virtuellen Produktionsprozess und Verfahren der Produktionslinie 1a überprüfen. Somit wird die Echtzeit-Überwachung realisiert.
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Optional enthält die Anzeige-Endgerät-Ebene 3 außerdem ein Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 3c, das eingerichtet ist, Benutzerregistrierung, Anmeldung und Berechtigungsverwaltung durch Benutzerverwaltung durchzuführen. Die Funktion des Systemverwaltungs- und Erweiterungsmoduls 3c besteht darin, die Sicherheit des Systems zu verbessern, zu verhindern, dass andere externe Personen das System verändern, und die Sicherheit und Stabilität von Produktinhalt zu gewährleisten.
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Auf Grundlage der obigen technischen Schemata ist das optionale intelligente Fertigungssystem, wie in 3 gezeigt, ein Demonstrationslinie-Digitaler-Zwilling-Visualisiertes-Virtuelles-Anzeigesystem. Beispielhaft ist die obige Ausführungsform eine Unterteilung und Kurzbeschreibung des intelligenten Fertigungssystems aus dem Informationsübertragungsfluss. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Digitaler-Zwilling-Visualisierte-Virtuelle-Anzeigesystem hauptsächlich kurz aus einer funktionalen Architektur beschrieben. Die funktionale Architektur ist hauptsächlich in vier Kernmodule unterteilt, nämlich ein Signalerfassungs- und Übertragungsmodul 101, ein Videoüberwachungssystem 102, ein webintegriertes Anzeigesystem 103 und ein Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104. Eine Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 ist ebenfalls enthalten. Die optionale Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 kann ein mobiles Endgerät, ein Anzeige-Großbildschirm oder ein Computer-Anzeige-Endgerät sein.
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Für das Signalerfassungs- und Übertragungsmodul 101 werden in der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 die Bewegung der virtuellen Produktionslinie und der auf der Informations-Oberfläche angezeigte Inhalt durch ein Echtzeit-Steuersignal und Informationssystem- (MES)-Daten der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 dynamisch gesteuert. Das heißt, die Produktionsinformationen der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 treiben die virtuelle Produktionslinie an, zu arbeiten. Damit die Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform (Kombination aus virtuell und real) realisiert werden kann, überträgt das Signalerfassungs- und -Übertragungsmodul 101 ein produktionsbezogenes Signal und Informationsdaten der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 in Echtzeit, vollständig und sicher an einen Anzeigestandort und ein Anzeige-Endgerät. Zu den Funktionen des Signalerfassungs- und Übertragungsmoduls 101 gehören optional Erfassen des Echtzeitsignals der Produktionslinie 1a, Erfassen der Informationssystemdaten der Produktionslinie 1a und Speichern und Übertragen der erfassten großen Daten. Das Echtzeitsignal ist das produktionsbezogene Echtzeitsignal der Produktionslinie 1a. Die Informationssystemdaten, auch Informationsdaten genannt, beziehen sich auf die relevanten Daten des Informationssystems, das die Produktionslinie überwacht.
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4 zeigt ein Signal- und Informationsdaten-Erfassungsflussdiagramm des Signalerfassungs- und Übertragungsmoduls 101.
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Das Signalerfassungs- und -Übertragungsmodul 101 nutzt hauptsächlich O-pen-Platform-Communications-Unified-Architecture (OPC-UA)-Technologie für Echtzeit-Signalerfassung. Beispielhaft wird die internationale Standard-OPC-Oberfläche als ein primäres Verfahren für Informationsübertragung genutzt, um die effektive Datenübertragung zwischen der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 und der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 zu ermöglichen. OPC-UA ist eine neue Generation von Industriestandard, die eine vollständig sichere und zuverlässige plattformübergreifende Architektur zum Erhalten der Zeit von Echtzeit und historischen Daten bereitstellt.
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Das Signalerfassungs- und Übertragungsmodul 101 erfasst hauptsächlich die Informationssystemdaten über einen Webservice und eine gemeinsame Datenbank, um die Daten zu synchronisieren und zwischen verschiedenen Systemen zu übertragen.
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Um sich an die hochfrequente Erfassung von Echtzeitsignalen und Informationssystemdaten anzupassen, nutzt das Signalerfassungs- und Übertragungsmodul 101 hauptsächlich ein Open-Source-Zeitreihendatenbank-Verteiltes-Speichersystem (Hadoop Database, Hbase), das verteilt und spaltenorientiert für Datenspeicherung ist. Die Verkehrsdaten der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 nutzen MySQL, eine Open-Source-relationale-Datenbank, zur Datenspeicherung.
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Um die Effizienz und Genauigkeit von Datenübertragung zu verbessern, nutzt das Signalerfassungs- und Übertragungsmodul 101 hauptsächlich einen Datenübertragungsmodus, der UDP und TCP für die Datenübertragung kombiniert. Um die Sicherheit der Netzwerkübertragung zu verbessern, wird ein Advanced Encryption Standard (AES) zur Verschlüsselung des Übertragungsinhalts genutzt und eine virtuelle VPN-Verbindung wird aufgebaut.
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Das Vorstehende ist lediglich eine beispielhafte Beschreibung. Die Standards, Protokolle und Modi der Signal- und Informationsdatenerfassung des Signalerfassungs- und Übertragungsmoduls 101 sind nicht auf die vorangehende beispielhafte Beschreibung beschränkt. Auch die Datenspeicher- und Übertragungsmodi des Signalerfassungs- und Übertragungsmoduls 101 sind nicht auf die vorangehende beispielhafte Beschreibung beschränkt.
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Bei dem Videoüberwachungssystem 102 handelt es sich um ein webbasiertes Videoüberwachungssystem, das der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 ein Bild des Echtzeitzustands der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 bereitstellen kann. Auf diese Weise kann die Aufsichtsperson durch einen synchronen Vergleich zwischen der Produktionslinie 1a der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 und der virtuellen Produktionslinie der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 den Zustand einer Demonstrationslinie auf dem Anzeige-Endgerät in Echtzeit ohne geografische Einschränkungen vollständig erfassen und gleichzeitig eine Grundlage und Datenressource für Unternehmensöffentlichkeitsarbeit und den Aufbau einer Zukunftsbildungsplattform bereitstellen. Das Videoüberwachungssystem 102 ist in vier Teile unterteilt, nämlich die Überwachungseinrichtungsanordnung, Überwachungsvideoübertragung, Videospeicherung und Einrichtungsfernsteuerung.
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Optional wird der Demonstrationslinie-Standort mit einer Vielzahl von Webcams oberhalb der 5-Megapixel-Ebene ausgestattet. Optional werden die Highlight-Stationen mit Bullet-Kameras überwacht und eine ganze Produktionslinie wird mit Dome-Kameras überwacht. Der Demonstrationslinie-Standort kann auch mit einem Netzwerk-Videorekorder (NVR) ausgestattet sein, der hochauflösende Aufzeichnung des Produktionsvideos des Demonstrationslinie-Standorts mit Hilfe eines Gigabit-LANs am Demonstrationslinie-Standort realisiert.
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Darüber hinaus ermöglicht der Cloud-Videoserver den Zugriff auf das Netzwerk für Überwachungskameras an mehreren Orten und bietet Unterstützung für die gleichzeitige Online-Überwachung durch mehrere Personen. Der optionale Cloud-Videoserver ist ein Fluorit-Cloud-Videoserver. Mit Hilfe der vielen externen Oberflächen des Fluorit-Cloud-Videoservers kann eine Videoressource für ein Computer-Endgerät, eine mobile Endgerät-Anwendung (APP), zumindest eine Anzeigeplattform und eine Streaming-Media-Plattform bereitgestellt sein.
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Darüber hinaus kann das Überwachungsvideo verteilt gespeichert sein. Der NVR-Netzwerk-Videorekorder des Demonstrationslinie-Standorts kann die Videodaten der letzten 1 bis 3 Monate speichern, und das überfällige Video wird auf die Netzwerk-Cloud-Disk übertragen. Der Fluorit-Cloud-Videoserver kann die Videodaten der letzten 7 Tage für die aktuelle Videowiedergabe speichern.
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Ein vollständiges Prozessvideo kann auf dem Netzwerk-Cloud-Server gespeichert werden, um genutzt zu werden, wenn der Demonstrationslinie-Standort vom Internet getrennt ist oder abgeschaltet ist. Das Anzeige-Endgerät der Anzeige-Endgerät-Ebene kann die Videodaten der letzten 3 Tage und ein vollständiges Prozessvideo speichern, um genutzt zu werden, wenn der Demonstrationslinie-Standort vom Internet getrennt ist oder abgeschaltet ist.
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Auf Grundlage der Web-Entwicklung überwacht der Demonstrationslinie-Standort das Steuerungs-Subsystem der Produktionslinie, um Start, Stopp sowie Schwenk- und Neigungssteuerung der überwachten Produktionslinie zu realisieren.
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Bei dem webintegrierten Anzeigesystem 103 handelt es sich um ein webbasiertes Digitaler-Zwilling-Anzeigesystem, das auf einem leistungsstarken Cloud-Server bereitgestellt ist. Das webintegrierte Anzeigesystem 103 kann Domain-Namen-Zuordnung ohne ein öffentliches Internetprotokoll (IP) durchführen, Fernanmeldung und Anzeige ohne die Hilfe von VPN implementieren und sich an eine Plattform und eine späte Erweiterung von zumindest einem Hersteller anpassen. Die Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 nutzt eine Browser/Server-(B/S)-Struktur. Das webintegrierte Anzeigesystem 103 ist in vier Teile unterteilt, nämlich Cloud-Server-Anordnung, virtuelle-Umgebung-Aufbau, Benutzer-Oberfläche-(UI)-Design und Mensch-Computer-Interaktion.
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Basierend auf der derzeit populärsten Dreidimensionalen-(3D)-Unity Engine wird eine dreidimensionale virtuelle Umgebung einer Web-Graphics-Library (WEBGL) aufgebaut. Das WEBGL beinhaltet die Echtzeit-Bewegung der virtuellen Produktionslinie und die Anzeige der Informationssystem-Oberfläche. Darüber hinaus kann die virtuelle Produktionslinie problemlos auf einem allgemein konfigurierten Computer über eine Webseite mit WEBGL laufen.
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Auf Grundlage von html5, css3, echarts, Photoshop und anderen Webpage-Frontend-Technologien werden Web-Oberfläche-Design und -Entwicklung umgesetzt. Auf diese Weise können die Echtzeit- und historischen Daten der Demonstrationslinie-Standort-Ebene 1 angezeigt werden und auch die Leistungsfähigkeit einer COSMOPlat-Plattform kann angezeigt werden.
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Auf der Webpage und in WEBGL können die Operationen der Mensch-Computer-Interaktion durchgeführt werden. Optional umfassen die Operationen der Mensch-Computer-Interaktion dreidimensionales Roaming, Perspektivwechsel, Informations-Oberfläche-Popup, Wechsel zwischen verschiedenen Elementen auf Webpages und Wechsel zwischen verschiedenen Webpages.
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Das Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104 kann Benutzerregistrierung, Anmeldung, Passwortänderung und die Berechtigungsverwaltung durch Benutzerverwaltung durchführen, um die Popularisierung und Sicherheit der Digitaler-Zwilling-Anzeigeplattform 105 zu verbessern. Das Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104 kann die Produktionskapazität der Demonstrationslinie durch den virtuellen und realen Kombinationsmodus der virtuellen Produktlinie analysieren und nutzen, um die Design-Qualität der Produktlinie der Demonstrationslinie zu verbessern. Das Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104 kann auch Plattformerweiterung durchführen, vor allem tiefgreifende Entwicklung. Das Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104 kann auch in andere Cloud-Dienste integriert sein, um Plattform-Lastausgleich, hohe Gleichzeitigkeit und zeitnahe Antwort zu realisieren. Das Systemverwaltungs- und Erweiterungsmodul 104 kann auch an die COSMOPlat-Plattform zumindest eines Herstellers angepasst sein.
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Basierend auf dem Gebiet einer intelligenten Fertigungsindustrie-Internet-Plattform, stellt die vorliegende Ausführungsform ein visualisiertes Anzeigesystem einer intelligenten Fertigungs-Demonstrationslinie unter Verwendung der Virtual-Real-Integration-Technologie bereit und stellt hauptsächlich einen Gesamtsteuerungsfluss des intelligenten Fertigungssystems und das Layout-Oberfläche-Design des Systems bereit.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden ein Digitaler-Zwilling-Modell der Demonstrationslinie und ein virtuell-reales Anzeigesystem der Demonstrationslinie am Anzeige-Endgerät durch die Erfassung von Echtzeit-Produktions-, Einrichtungs-, Benutzer- und anderer Daten der intelligenten Fertigungs-Demonstrationslinie und ein Echtzeit-Überwachungsvideo der Demonstrationslinie erstellt. Das Gesamtsystem verfügt über eine stabile und effektive Architektur, eine umfassende Informationsanzeige, eine sichere Datenübertragung, eine hohe Echtzeitleistung, eine starke Kompatibilität der Simulationsmodellanzeige und ein einfaches und klares Oberflächendesign, wodurch die Benutzerfreundlichkeit bei der Steuerung des intelligenten Fertigungs- und Produktionsprozesses effektiv verbessert wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das intelligente Fertigungssystem die Produktionslinie der Demonstrationslinie-Standort-Ebene und die virtuelle Produktionslinie der Anzeige-Endgerät-Ebene. In diesem Fall können die virtuelle Produktionslinie und die reale Produktionslinie als Zwillingsproduktionslinien verstanden werden, die auf der realen Szene der Demonstrationslinie-Standorte-Ebene basieren. Exemplarisch kann das intelligente Fertigungssystem als das Demonstrationslinie-Digitaler-Zwilling-Visualsierte-Plattform-Virtuelles-Anzeigeystem mit der Funktion der dreidimensionalen Echtzeit-Überwachung und Überwachungsvideoanzeige durch das Überwachungs-Subsystem und der Funktion der Informationsanzeige und Prozesssimulation durch die Anzeige-Endgerät-Ebene konstruiert sein, so dass die Effekte der virtuell-realen Integrationsanzeige und der interaktiven Demonstrationslinie erzielt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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