銀豐數字孿生鋼筋加工系統

一、銀豐數字孿生鋼筋加工系統

    

        銀豐數字孿生鋼筋加工系統，采用自動化鋼筋加工設備和管理軟件，經過科學的工藝流程，對鋼筋進行自動化加工。綜合應用人工智能、圖像識別、數字孿生、自動化控制等科技前沿技術，形成理論、系統、平臺、裝備等一系列融合，實現鋼筋加工的智能管理與無極調控。人工智能識別二維箍筋、板筋、網片、桁架等圖紙，數據自動轉換加工，比人工識圖提高20倍效率；鋼筋加工設備的數字孿生智能管控系統，完成生產過程的虛擬分析，提供實時管控策略，提高生產效率。生產成本極大的降低：以柔性焊網機為例，使用自動識圖軟件、數字孿生系統控制，日產40噸，可節約6名拆圖技術人員、3名MES物料編碼錄入人員、40名鋼筋綁扎檢驗人員。與人工綁扎鋼筋網片對比，加工鋼筋網片每噸可節省300元以上。

MES生產管理系統可以對施工安裝、構件及鋼筋制品的加工過程至原材料采購進行追溯性管理，確保溯源清晰，杜絕偷工減料，嚴格把控全過程質量，減少業主的顧慮；MES生產管理系統還可以展示全流程中生產進度及各環節庫存狀態，確保施工進度可控。

二、銀豐數字孿生鋼筋加工系統內容

一）系統概述

數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、 多物理量、多尺度、多概率的~過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對 應實體的全生命周期過程。

鋼筋加工產線的數字孿生管控平臺分為數據孿生感知、智能理解、智慧管理三個方面。數據孿生感知模型包括數字展示、~預警。數字孿生智能理解包括圖紙識別、下單協調、軟件對接、成品清單。數字孿生智慧管理包括啟停管理、 物料管理、用戶權限管理。

二）系統功能

2.1 圖紙識別

利用人工智能算法，自動識別并提取出 CAD圖紙中鋼筋網片、箍筋等各種類型鋼筋的關鍵信息，替代傳統鋼筋加工依靠人工讀圖的環節，實現效率高 、準確提取。經測試，1套 131張的鋼筋網片圖紙從拆分、提取到實際加工的整個過程 僅需 1h 以內，準確率達 100％， 如圖 1和 2所示：

（a）1 套 131 張的鋼筋網片圖紙

（b）自動拆分、按序編號

（c）軟件自動提取

圖 1   鋼筋網片自動提取

   

                                  （a）箍筋圖紙                         （b）箍筋提取結果

圖 2    箍筋自動提取

2.2 數字孿生模型

數字孿生是作為實現物理空間與虛擬空間交互融合的較佳途徑， 其載體正是自動化鋼筋加工設備的數字孿生模型，例如：數控鋼筋彎箍機、柔性焊網機、數控鋼筋桁架生產線三臺設備的數字孿生，如圖 3 所示。

（a）柔性焊網機

（b）數控鋼筋彎箍機

（c）數控鋼筋桁架生產線

圖 3    三臺設備的數字孿生模型

2.3 設備 PLC 采集系統

通過 Modbus 協議開發網片機、彎箍機及桁架機運行狀態的 PLC實時采集 系統， 將模型和設備的主要動作關聯起來， 實現對數控鋼筋彎箍機、數控鋼筋桁架生產線、柔性焊網機生產全過程管理進行三維可視化展示，如圖4所示。

  

                                                   （a）PLC 采集軟件界面                 （b）設備聯調測試成功

圖 4   PLC 采集軟件界面

2.4  ~預警模塊

通過物聯網技術實時采集鋼筋加工設備的電壓、氣壓、水溫及油溫等參數，動態監測鋼筋加工過程中各個重要參數的變化，當超出閾值時及時報警， 為實現 ~生產提供依據，如圖5 所示。

圖 5 ~預警

2.5 MES 系統對接模塊

通過與 MES 系統中項目統計、產量信息及生產計劃等功能模塊的對接，實現對生產過程的透明化監督和效率高 管理，如圖6所示。

圖 6    與 MES 系統對接

2.6數字孿生云平臺

將數字孿生模型展示、設備 PLC采集系統、~預警及與 MES 對接等功能

集成在數字孿生云平臺中， 構建人工智能虛擬大腦實時分析各種數據來源， 實現項目信息實時監測管理控制， 從而達成生產運行自動化和智能化， 支持動態環境下的快速變化和精準決策，如圖 7 所示。

（a）數字孿生云平臺登錄界面

（b）柔性焊網機數字孿生云平臺大屏展示

（c）數控鋼筋彎箍機數字孿生云平臺大屏展示

圖 7   數字孿生云平臺

2.7  其余功能模塊

權限管理、系統管理、及日志管理等功能已在數字孿生云平臺實現，可根據需求增加功能。

圖 8    數字孿生云平臺功能展示