(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211161271.6 (22)申请日 2022.09.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115238529 A (43)申请公布日 2022.10.25 (73)专利权人 北自所 （北京） 科技发展股份有限 公司 地址 100032 北京市西城区教场口街1号3 号楼 (72)发明人 王勇　李岩　徐慧　刘泽锐　郑刚　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 葛钟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06K 17/00(2006.01) G06Q 50/04(2012.01) (56)对比文件 CN 114611235 A,2022.06.10 CN 114996918 A,202 2.09.02 CN 114637262 A,202 2.06.17 CN 114399227 A,202 2.04.26 US 20202 95936 A1,2020.09.17 张超等.新 一代信息技 术赋能的数字 孪生制 造单元系统关键技 术及应用研究. 《机 械工程学 报》 .2022,全文. SABAH SUHAI L etc..Blockchain-based Digital Tw ins: Researc h Trends, Is sues, and Future C hallenges. 《arxiv》 .2021, 审查员 雷诗娴 (54)发明名称 基于数字孪生的化纤长丝工艺溯源方法、 装 置及存储介质 (57)摘要 本发明涉及基于数字孪生的化纤长丝工艺 溯源方法、 装置及存储介质， 应用于工艺溯源技 术领域， 包括： 通过搭建数字孪生模型， 并通过数 字孪生模型获取化纤长丝在各个工艺流程中各 装备的状态数据， 通过对数据进行存储， 实现对 整个化纤长丝的工艺流程的监控， 以及为后续的 溯源提供数据支撑， 通过数字孪生模 型还原工艺 流程， 溯源过程直观可见， 且相比于现有技术中 需要对工艺过程中的诸多工位、 产品及装备进行 编码， 本申请仅需对每个丝饼进行信息编码即可 实现对整个工艺流程的溯源。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115238529 B 2022.12.16 CN 115238529 B 1.基于数字 孪生的化纤长 丝工艺溯源方法， 其特 征在于， 包括： 构建整个化纤长 丝生产包 装的数字 孪生模型； 通过通讯协议将化纤长 丝生产包 装所涉及的装备的相关数据发送给 数字孪生模型； 赋予每一锭丝 饼独有的电子标签， 将丝 饼所涉及的各个工艺 流程作为区块链的节点； 丝饼在经过每一个工艺流程时， 通过所载运或途径的物流装备上的RFID读码器或者传 感器读取电子标签并获取节点数据信息， 将在该工艺流程中获取的节点数据信息上传至节 点内， 将该丝 饼在各个节点内的节点数据信息发送给 数字孪生模型的数据库进行存 储； 数字孪生模型通过 该丝饼的数据信息对整个工艺 流程进行溯源； 所述方法还 包括： 根据各工艺流程的装备信息历史数据在数字孪生模型中对整个产线进行多次虚拟仿 真； 每一次虚拟仿真均可以得到生产、 转 运、 包装以及仓储四部分的工艺 流程参数； 将各部分的工艺流程参数进行均值化处理得到工艺流程曲线， 将四部分工艺流程曲线 连接得到 完整的标准工艺 流程曲线； 当同一批次的丝饼完成整个工艺流程后， 数字孪生模型根据其数据库中的数据信 息还 原该批次丝饼的工艺流程， 得到第二工艺流程 曲线， 将第二工艺流程 曲线与标准工艺流程 曲线进行比较； 若两者误差值小于第一误差阈值时， 为可允许误差； 如果两者误差值在第一误差阈值 与第二误差阈值之间时， 则需要调整工艺参数， 使产线达到最优； 如果两者误差值大于第二 误差阈值或出现异常点 位时， 则需要对产线工艺过程中的装备进行检验。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述节点数据信 息包括载运或途径的物流装备自身的状态信 息、 执行该工艺流程的时 间以及执 行完该工艺 流程的时间。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述构建整个化纤长 丝生产包 装的数字 孪生模型包括： 通过3dmax软件对化纤长丝生产包装所涉及的装备进行原比例构建贴图渲染还原， 实 现装备的几何模型的构建； 通过ANSYS软件和MATLAB软件进行仿真模拟计算， 实现装备的物理模型的构建； 通过Unity3D设定装备的行为模型以及规则模型； 将几何模型、 物理模型、 行为模型以及规则模型进行耦合得到整个化纤长丝生产包装 的数字孪生模型。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述几何模型用于描述装备的几何形状； 所述物理模型用于描述装备的力学变化特性； 所述行为模型用于明确装备的具体运动行为； 所述规则模型用于明确装备的路径、 范围及约束条件。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述通过通讯协议将化纤长丝生产包装所涉及的装备的相关数据发送给数字孪生模 型包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238529 B 2通过通讯协议将装备的传感器数据、 PLC运行数据、 编码器数据以及历史运行数据导入 数字孪生模型中， 通过 数据驱动数字 孪生模型在虚拟空间中运行。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述电子标签包括丝饼所用原浆液的种类材料、 等级、 生产加工日期及批次， 丝饼的直 径。 7.基于数字 孪生的化纤长 丝工艺溯源 装置， 其特 征在于， 包括： 模型构建模块： 用于构建整个化纤长 丝生产包 装的数字 孪生模型； 数据传输模块： 用于通过通讯协议将化纤长丝生产包装所涉及的装备的相关数据发送 给数字孪生模型； 电子标签生成模块： 用于赋予每一锭丝饼独有的 电子标签， 将丝饼所涉及的各个工艺 流程作为区块链的节点； 数据存储模块： 用于丝饼在经过每一个工艺流程时， 通过所载运或途径的物流装备上 的RFID读码 器或者传感器读取电子标签并获取节点数据信息， 将在该工艺流程中获取的节 点数据信息上传至节点内， 将该丝饼在各个节点内的节点数据信息发送 给数字孪生模型的 数据库进行存 储； 溯源模块： 用于数字 孪生模型通过 该丝饼的数据信息对整个工艺 流程进行溯源； 还包括： 根据各工艺流程的装备信息历史数据在数字孪生模型中对整个产线进行多次虚拟仿 真； 每一次虚拟仿真均可以得到生产、 转 运、 包装以及仓储四部分的工艺 流程参数； 将各部分的工艺流程参数进行均值化处理得到工艺流程曲线， 将四部分工艺流程曲线 连接得到 完整的标准工艺 流程曲线； 当同一批次的丝饼完成整个工艺流程后， 数字孪生模型根据其数据库中的数据信 息还 原该批次丝饼的工艺流程， 得到第二工艺流程 曲线， 将第二工艺流程 曲线与标准工艺流程 曲线进行比较； 若两者误差值小于第一误差阈值时， 为可允许误差； 如果两者误差值在第一误差阈值 与第二误差阈值之间时， 则需要调整工艺参数， 使产线达到最优； 如果两者误差值大于第二 误差阈值或出现异常点 位时， 则需要对产线工艺过程中的装备进行检验。 8.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质存储有计算机程序， 所述计算机程序被主 控器执行时， 实现如权利要求1 ‑6任一项所述的基于数字孪生的化纤长丝工艺溯源方法中 的各个步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238529 B 3