Research on multi-scale modeling method for digital twin workshop with considering multi-levels, domains and dimensions

Dieser Artikel befasst sich mit der Entwicklung einer mehrskaligen Modellierungsmethode für digitale Twin-Workshops, wobei der Schwerpunkt auf der Integration von mehrschichtigen, mehrdomänen- und mehrdimensionalen Skalen liegt. Die Forschung unterstreicht die Bedeutung der digitalen Zwillingstechnologie für die Verbesserung der intelligenten Fertigung und adressiert die aktuellen Beschränkungen der digitalen Zwillingswerkstattmodellierung. Der Beitrag schlägt einen einheitlichen Modellierungsansatz vor, der SysML- und Modelica-Sprachen verwendet, die objektorientiert und standardisiert sind, wodurch sie sich für die Modellierung großer komplexer Systeme eignen. Das mehrstufige Modell umfasst Einheiten-Komponenten-System-Systeme-Ebenen (Sos), die hierarchische räumliche Zusammenbaubeziehungen aufzeigen. Das Multidomänenmodell besteht aus multidisziplinären Feldmodellen für Geräte und multiheterogenen Elementmodellen für Workshops, die Koppelverbindungen und Interaktionsintegrationsbeziehungen aufzeigen. Das multidimensionale Modell umfasst Modelle der Geometrie-Physik-Verhaltensregeln, die die Struktur und Funktionsmerkmale der physikalischen Einheit widerspiegeln. Der Artikel führt auch einen hierarchischen Modellbaum ein, um die Beziehungen zwischen den Skalen auf mehreren Ebenen, mehreren Domänen und mehreren Dimensionen zu klären. Die vorgeschlagene Methode zielt darauf ab, das Leistungsverhalten, die Zustandsinformationen und Attributeigenschaften des gesamten Workshopsystems vollständig darzustellen und gleichzeitig die Modellierungskomplexität zu verringern und die Effizienz zu verbessern. Die Forschungsarbeiten enden mit einer Fallstudie über eine Getriebefertigungswerkstatt, in der die praktische Anwendung der mehrskaligen Modellierungsmethode demonstriert wird. Zukünftige Forschungsrichtungen umfassen die weitere Untersuchung der Transformation und Integration von SysML, Modelica und anderen Modellen, die Standardisierung von Kommunikationsmechanismen und die Verbesserung der Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit der Modelle, um eine schnelle Neukonfiguration zu unterstützen und die Flexibilität digitaler Twin-Workshops zu verbessern.