(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221080759 9.4 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 苏州帅牛自动化科技有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山 开发区剑 湖路333号005幢036 (72)发明人 谭恩庆　王亮　殷得波　 (74)专利代理 机构 苏州高专知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32474 专利代理师 孙晓宇 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) (54)发明名称 柔性无刷电机生产线数字 孪生系统 (57)摘要 本发明公开了柔性无刷电机生产线数字孪 生系统， 包括物理产线、 虚拟产线、 网络服务系 统、 孪生数据系统， 所述物理产线与网络服务系 统之间连接有交互反馈， 所述虚拟产线与网络服 务系统之间同样连接有交互反馈， 所述网络服务 系统与孪生数据系统之间连接有服务数据模块 与数据驱动模块， 所述物理产线与孪生数据系统 之间连接有数据采集模块。 本发 明所述的柔性无 刷电机生产线数字孪生系统， 具有设备运行状态 数据监测功能、 实时数据展示功能、 历史数据记 录及查询功能、 故障诊断功能， 通过深度学习算 法模型对监测的设备状态数据分析计算， 诊断设 备是否存在运行故障， 以便对生产现场情况有整 体的了解判断。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115526095 A 2022.12.27 CN 115526095 A 1.柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 包括物理产线、 虚拟产线、 网络服务系统、 孪生 数据系统， 其特征在于： 所述物理产线与网络服务系统之 间连接有交互反馈， 所述虚拟产线 与网络服务系统之 间同样连接有交互反馈， 所述网络服务系统与孪生数据系统之 间连接有 服务数据模块与数据驱动模块， 所述物理产线与孪生数据系统之间连接有数据采集模块， 所述虚拟产线与网络服务系统之间同样连接有数据驱动模块， 所述虚拟产线与 物理产线之 间连接有感知数据模块与反馈控制模块。 2.根据权利要求1所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述网络服 务系统内部设置有数据展示与 统计模块、 工程能力 分析预测模块、 视觉检测模块和故障预 警与诊断模块。 3.根据权利要求1所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述孪生数 据系统内部 设置有传感器数据模块、 PLC数据模块、 虚拟数据模块、 仿真数据模块、 数据预 处 理模块、 数据融合模块、 分析模型、 仿真模型与几何模型， 所述传感器数据模块、 PLC数据模 块、 虚拟数据模块、 仿 真数据模块连接数据预 处理模块， 所述数据预 处理模块连接数据融合 模块与三组模型。 4.根据权利要求2所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述故障预 警与诊断模块分为离线学习阶段与在线识别阶段， 所述离线 学习阶段内部 设置设备故障样 本数据， 所述设备故障样本数据输出数据归一化处理与故障类别编码， 所述数据归一化处 理与故障类别编码输出训练集与测试集， 所述训练集与测试集输出训练样本集与测试样本 集， 所述训练样本集输出故障诊断模型， 所述故障诊断模型输出预训练半监督学习模块与 微调有监督学习模块， 所述微调有监督学习模块与测试样本集输出故障诊断模型测试， 所 述在线识别阶段接入故障诊断模型测试与采集设备实时运行数据后处理模块且输出数据 导入故障诊断模块， 最终得 出故障诊断结果。 5.根据权利要求2所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述视觉检 测模块内部 设置有智能A I实时视觉检测模块、 检测模型构建模块、 检测数据处理模块、 模型 框架、 模型训练、 数据预处 理、 数据存 储、 模型输出模块、 数据输出模块。 6.根据权利要求1所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述物理产 线与虚拟产线之间双向连接， 所述网络服务系统与物理产线、 虚拟产线之间通过交互反馈 双向连接， 所述物理产线向孪生数据系统输出采集数据， 所述网络服务系统向孪生数据系 统输出服 务数据。 7.根据权利要求5所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述智能AI 实时视觉检测模块的输出端与检测模型构建模块、 检测数据 处理模块的输入端电性连接， 所述检测模型构建模块的输出端输出模型框架与模型训练， 所述检测数据处理模块输出端 输出数据预处 理与数据存 储， 最终进行模型输出与数据输出。 8.根据权利要求3所述的柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 其特征在于： 所述传感器 数据模块、 PLC数据模块、 虚拟数据模块、 仿 真数据模块将数据传输到数据预 处理模块， 所述 数据预处 理模块将数据输出到三组模型中构建模型将传输 到数据融合模块进行融合存 储。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115526095 A 2柔性无刷电机生产线数字孪生系统 技术领域 [0001]本发明涉及柔性无刷电机生产领域， 特别涉及柔性无刷电机生产线数字孪生系 统。 背景技术 [0002]柔性无刷电机生产线数字孪生系统是一种进行柔性无刷电机生产的模拟系统， 近 年来生产设备朝着智能化、 自动化方向发展， 生产线设备集群规模日益增大、 设备功能多样 导致结构复杂度提高， 以及生产设备运行状态数据繁杂多样并且数据量极大， 信息技术发 展日渐成熟， 为生产线的远程监控提供了新的解决方案， 随着科技的不断发展， 人们对于柔 性无刷电机生产线数字 孪生系统的制造 工艺要求 也越来越高。 [0003]现有的柔性无刷电机生产线在使用时存在 一定的弊端， 单凭人工去管理生产线上 的设备变得不切实际， 不仅对人力是一种浪费， 而且也效率低下， 对于复杂的机械生产设 备， 人工的管理变得越来越难， 管理者很难再依靠工作经验去主观判断一台设备是否正常 运行， 给人们的使用过程带来了一定的不利影响， 为此， 我们提出柔性无刷电机生产线数字 孪生系统。 发明内容 [0004]（一） 解决的技 术问题 针对现有技术的不足， 本发明提供了柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 具有设 备运行状态数据监测功能、 实时数据展示功能、 历史数据记录及查询功能、 故障诊断功能， 通过深度学习算法模型对监测的设备状态数据分析计算， 诊断设备是否存在运行故障， 以 便对生产现场情况有 整体的了解判断， 可以有效解决背景技 术中的问题。 [0005]（二） 技术方案 为实现上述目的， 本 发明采取的技术方案为： 柔性无刷电机生产线数字孪生系统， 包括物理产线、 虚拟产线、 网络服务系统、 孪生数据系统， 所述物理产线与网络服务系统之 间连接有交互反馈， 所述虚拟产线与网络服务系统之间同样连接有交互反馈， 所述网络服 务系统与孪生数据系统之 间连接有服务数据模块与数据驱动模块， 所述物理产线与孪生数 据系统之 间连接有数据采集模块， 所述虚拟产线与网络服务系统之 间同样连接有 数据驱动 模块， 所述虚拟产线与物理产线之间连接有感知数据模块与反馈控制模块。 [0006]作为本申请一种优选的技术方案， 所述网络服务系统内部设置有数据展示与统计 模块、 工程能力分析 预测模块、 视 觉检测模块和故障预警与诊断模块。 [0007]作为本申请一种优选的技术方案， 所述孪生数据系统内部设置有传感器数据模 块、 PLC数据模块、 虚拟数据模块、 仿真数据模块、 数据预处理模块、 数据融合模块、 分析模 型、 仿真模型与几何模型， 所述传感器数据模块、 PLC数据模块、 虚拟数据模块、 仿真数据模 块连接数据预处 理模块， 所述数据预处 理模块连接数据融合模块与三组模型。 [0008]作为本申请一种优选的技术方案， 所述故障预警与诊断模块分为离线学习阶段与说　明　书 1/5 页 3 CN 115526095 A 3