基于數(shù)字孿生的微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為了解決微波組件產(chǎn)線制造過程精細化管控數(shù)據(jù)信息反饋不及時、虛實不同步、虛實交互閉塞等問題，結(jié)合數(shù)字孿生的理念及技術(shù)，以微波組件產(chǎn)線為基礎(chǔ)，文章設(shè)計了基于數(shù)字孿生技術(shù)的微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)，研究了微波組件產(chǎn)線的孿生建模、微波組件產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集與虛實映射、微波組件產(chǎn)線實時管控與抗擾動管理等關(guān)鍵技術(shù)。通過微波組件產(chǎn)線實體與數(shù)字孿生模型進行交互映射，實現(xiàn)數(shù)字孿生三維化產(chǎn)線模型與微波組件產(chǎn)線數(shù)據(jù)的實時采集、虛實交互同步、質(zhì)量管控，以提升微波組件裝配的可靠性和一致性，縮短微波組件的生產(chǎn)周期。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生；微波組件：虛實交互

中圖分類號：TP391" 文獻標志碼：A

0 引言

雷達是各種軍工裝備中的關(guān)鍵部分，具有技術(shù)復雜和可靠性要求高等特點。微波組件是雷達生產(chǎn)制造的關(guān)鍵組成部分，決定著雷達質(zhì)量和性能。微波組件制造工藝流程煩瑣，生產(chǎn)擾動復雜，生產(chǎn)進度和實時管控難度大。因此，有效管控微波組件制造過程是雷達生產(chǎn)制造急需解決的難題之一。

現(xiàn)代高頻/極高頻和寬帶微波組件的集成度、一致性與直通率要求非常高，微波組件的制造技術(shù)是微波組件的核心技術(shù)，對滿足復雜軍用電子裝備小型化、輕量化、數(shù)字化、低功耗的要求有不可替代的作用。而微波組件制造具有產(chǎn)品型號多、產(chǎn)品產(chǎn)量大、質(zhì)量要求非常高的特點。當前傳統(tǒng)的微波組件制造工藝存在以下問題：首先是可靠性和一致性較差。當前微波組件的制造過程多采用分立式手動、半自動或自動化工藝裝備，依賴于人工操作，對產(chǎn)品的制造性能和過程無法做到實時監(jiān)控，產(chǎn)品制造一致性較差，長期以來難以有效提高，直通率較低，返工返修周期長、成本高，嚴重影響研發(fā)與生產(chǎn)進度。其次是生產(chǎn)周期長。傳統(tǒng)的微波組件制造工藝缺乏對微波組件制造過程眾多信息的有效信息化管控，無法實現(xiàn)各設(shè)備資源的合理配置和有效利用，因此，面對微波組件品種和數(shù)量快速的增長，難以實現(xiàn)生產(chǎn)的快捷無縫切換，造成系統(tǒng)調(diào)整和首件試制的周期長，對生產(chǎn)研制進度造成影響。最后是微波組件產(chǎn)線孿生管控的基礎(chǔ)比較差。微波組件產(chǎn)線化技術(shù)在國內(nèi)還處于起步期，目前還沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范，各科研院所還處于探索階段，研究的對象和方向以及采用的解決方案各不相同，造成大量浪費，阻礙微波組件制造技術(shù)的發(fā)展。

因此，迫切須要研究基于數(shù)字孿生技術(shù)的微波組件產(chǎn)線管控技術(shù)，實現(xiàn)變批量微波組件零部件的高精度化制造和精確焊接等生產(chǎn)過程，同時基于數(shù)字孿生技術(shù)對生產(chǎn)過程中的物料清單、生產(chǎn)信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的追蹤和管理，達到多品種變批量微波組件產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)和制造。

數(shù)字孿生是一種通過物理模型、傳感器數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)等，集成多學科、多物理量、多尺度的仿真過程，在虛擬空間中完成實物映射從而反映相對應的實體全生命周期的技術(shù)^［1-3］。隨著虛擬制造等在微波組件制造工藝中的興起，國內(nèi)外學者在數(shù)字孿生及產(chǎn)品管控方面進行了廣泛研究。Grieves等^［4］將物理系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)相結(jié)合，研究基于數(shù)字孿生的復雜系統(tǒng)故障預測與消除方法并應用驗證。盡管國內(nèi)外學者對數(shù)字孿生有了初步研究，但是針對軍工產(chǎn)品的制造過程管控仍存在以下問題：對制造過程中種類繁多、信息量大等情況很難有效實現(xiàn)虛實采集、虛實交互同步，在數(shù)字孿生管控的全面性和實時性方面仍有不足，對數(shù)字孿生管控中實時管控和抗擾動動態(tài)分析方面仍有些欠缺。

綜上所述，通過研究數(shù)字孿生在微波組件產(chǎn)線系統(tǒng)方面的相關(guān)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)字孿生管控中虛實采集、虛實交互同步、實時管控和抗擾動動態(tài)分析方面缺少整體的解決方案。因此，為實現(xiàn)組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生，提高生產(chǎn)過程的質(zhì)量和一致性，本文在已有研究的基礎(chǔ)上，對微波組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程的孿生建模、產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集與虛實映射、微波組件產(chǎn)線制造過程的實時管控與和微波組件產(chǎn)線制造過程孿生數(shù)據(jù)的抗擾動管理等關(guān)鍵技術(shù)進行詳細闡述，縮短了微波組件的生產(chǎn)周期并通過實例進行了驗證。

1 微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)設(shè)計

1.1 數(shù)字孿生產(chǎn)線管控機制

微波組件產(chǎn)線的數(shù)字孿生管控機制主要是通過構(gòu)建與物理實體要素完全一致的虛擬產(chǎn)線，通過數(shù)據(jù)采集部件實時采集微波組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，如硬件設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)物流數(shù)據(jù)、生產(chǎn)進度數(shù)據(jù)和操作人員數(shù)據(jù)等，通過數(shù)據(jù)處理平臺進行數(shù)據(jù)清理、解析、存儲等操作，最終將這些過程數(shù)據(jù)與微波組件產(chǎn)品數(shù)字孿生模型和制造產(chǎn)線的數(shù)字孿生模型進行互聯(lián)，實現(xiàn)管控。

1.2 數(shù)字孿生產(chǎn)線管控系統(tǒng)主要組成

數(shù)字孿生產(chǎn)線管控系統(tǒng)主要由微波組件產(chǎn)線服務系統(tǒng)、微波組件產(chǎn)線實物制造過程、微波組件產(chǎn)線虛擬制造過程、微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生4部分組成，如圖1所示。通過數(shù)字孿生管控技術(shù)，實現(xiàn)變批量微波組件零部件的高精度化制造和精確焊接等生產(chǎn)過程。同時基于數(shù)字孿生技術(shù)對生產(chǎn)過程中的物料清單、生產(chǎn)信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的追蹤和管理，實現(xiàn)多品種變批量微波組件產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)和制造。

2 微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

在微波組件制造工藝的基礎(chǔ)上，本文通過對微波組件生產(chǎn)流程進行研究，建立面向微波組件產(chǎn)線的數(shù)字孿生模型，利用微波組件制造過程中的數(shù)據(jù)采集部件進行實時數(shù)據(jù)采集，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至虛擬產(chǎn)線層，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)對微波組件產(chǎn)線制造過程的實際物理模型的實時映射，通過三維可視化功能和孿生管控實現(xiàn)微波組件產(chǎn)線制造全過程的實時交互和抗擾動管理。

2.1 微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生模型

微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生模型可根據(jù)微波組件制造工藝流程，對微波組件制造過程所產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)進行實時感知、快速可靠傳輸、存儲、分析、決策、預測等。對微波組件產(chǎn)線制造的信息集成組建統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，完成對生產(chǎn)設(shè)備的加工狀態(tài)、加工信息、檢測信息等數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)專用數(shù)據(jù)鏈路和傳輸協(xié)議形式，將數(shù)據(jù)傳輸至服務器數(shù)據(jù)庫中進行存儲、分析和處理，實現(xiàn)微波組件產(chǎn)線制造過程的管控，模型布局如圖2所示。

微波組件產(chǎn)線包括各工序的自動化設(shè)備和物料自適應配置系統(tǒng)，各工藝設(shè)備通過專用數(shù)據(jù)鏈路和協(xié)議形式進行信息交互；在生產(chǎn)過程中，微波組件管控系統(tǒng)通過掃碼識別、實時物料數(shù)據(jù)、生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)采集以及制造設(shè)備的接口互聯(lián)，實時掌握物料情況、組件生產(chǎn)進度情況，實時監(jiān)控產(chǎn)線中各設(shè)備的工作狀態(tài)；根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計分析當前微波組件產(chǎn)線制造系統(tǒng)的運行狀態(tài)，建立故障報警機制，實現(xiàn)工藝過程的可視化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。

2.2 微波組件產(chǎn)線的三維可視化

微波組件產(chǎn)線三維可視化分為3個維度，分別是行為可視化、狀態(tài)可視化和動作可視化。行為可視化是由一組狀態(tài)可視化和動作可視化組成，其中行為是通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時驅(qū)動數(shù)字孿生模型，利用狀態(tài)和動作的變化實時展示虛擬要素的行為。狀態(tài)可視化是物理量在感受到信息數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)變響應參數(shù)與實體的狀況發(fā)生映照。動作可視化是由運動系統(tǒng)通過三維模型各模塊相應位置的變化來展示物理實體的變化。

2.3 微波組件產(chǎn)線虛實信息交互

微波組件產(chǎn)線虛實信息交互主要是虛擬產(chǎn)線和實物產(chǎn)線交互，使得虛擬產(chǎn)線能實時顯示實物產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)并能夠?qū)ιa(chǎn)狀態(tài)進行仿真，同時使實物產(chǎn)線得到優(yōu)化。虛實信息交互如圖3所示。

射頻識別微波組件虛擬產(chǎn)線為了實現(xiàn)實時同步，須要采集數(shù)據(jù)，如組件數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。通過射頻識別傳感器（RFID）、可編程邏輯控制器（PLC）和各種傳感器采集微波組件產(chǎn)線的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥Ｐ椭胁⑦M行仿真，同時調(diào)整實物產(chǎn)線的生產(chǎn)。

2.4 微波組件產(chǎn)線擾動管理

微波組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程中出現(xiàn)擾動事件，通常有2種處理方法：一是對生產(chǎn)計劃撤銷、增加、插入以及對設(shè)備故障、工藝的增加和修改等，直接調(diào)用技術(shù)算法進行重調(diào)度，將新的調(diào)度方案派發(fā)到生產(chǎn)線；二是針對制造節(jié)點誤差、制造數(shù)目誤差和差品返工等情況，對修改后的信息重新計算時間，如果在容忍度范圍之內(nèi)則不調(diào)整。但新的方案會引起生產(chǎn)資源重新配置，從而產(chǎn)生調(diào)整成本的缺點。因此，須要基于性能成本指標進行預測，評估調(diào)整對產(chǎn)線所造成的影響，確定調(diào)整方案執(zhí)行與否。本文在數(shù)字孿生微波組件產(chǎn)線動態(tài)調(diào)度模式中提出一種動態(tài)預測的擾動管理方法，如圖4所示。

當微波組件產(chǎn)線突發(fā)擾動事件時，首先分析擾動事件的類型，若是工藝信息以及儀器設(shè)備問題則進行重新調(diào)度，獲得新方案并傳輸?shù)教摂M產(chǎn)線進行模擬，通過設(shè)定的相關(guān)成本規(guī)律，再實時仿真預測調(diào)度成本，評估執(zhí)行與否；當微波組件產(chǎn)線突發(fā)制造節(jié)點誤差、執(zhí)行制造節(jié)點誤差、制造數(shù)目誤差和差品返工時，進入虛擬產(chǎn)線實時仿真預測，得到結(jié)果，判定是否在容忍度范圍內(nèi)，選擇是否繼續(xù)執(zhí)行原調(diào)度方案。對預測結(jié)果進行優(yōu)化并將最終方案反饋到微波組件產(chǎn)線中，從而實現(xiàn)虛實之間的交互反饋。

3 微波組件產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 微波組件產(chǎn)線孿生建模研究

微波組件產(chǎn)線孿生建模技術(shù)主要有以下4種。

3.1.1 微波組件產(chǎn)線三維模型的構(gòu)建技術(shù)

微波組件的三維模型是由組件的幾何信息構(gòu)成的。微波組件的幾何信息分為實體幾何庫和顯示幾何庫。兩者關(guān)系如圖5所示，組件的實體幾何數(shù)據(jù)與顯示幾何數(shù)據(jù)通過“實體—顯示幾何數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊”實現(xiàn)雙向關(guān)聯(lián)，即根據(jù)組件的幾何圖元可以得到具體的顯示幾何數(shù)據(jù)，并且可以互相轉(zhuǎn)化。同時，組件的顯示實例與顯示幾何數(shù)據(jù)是多對一的關(guān)系，顯示實例與顯示幾何信息通過顯示渲染引擎實現(xiàn)單向關(guān)聯(lián)，即根據(jù)顯示實例可以獲得對應的顯示幾何數(shù)據(jù)，反向則不可以。

微波組件三維結(jié)構(gòu)的組成分為2種情況。第一種情況是微波組件幾何信息的導入。第二種情況是微波組件顯示實例。如圖6所示，微波組件幾何信息的導入流程為：（1）基于XML文件獲取清單列表中的組件信息，主要為組件名稱及文件存儲路徑，構(gòu)建實體幾何單元。（2）使用構(gòu)造組件轉(zhuǎn)換器設(shè)置屬性；根據(jù)微波組件文件路徑讀取對應的文件，然后進行解析，得到解析的實體數(shù)據(jù)。（3）將剖析的實體數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換；經(jīng)由顯示數(shù)據(jù)構(gòu)建與實體有關(guān)系的組成。重復以上方法就會完成組件清單的解析。

完成微波組件的顯示實例構(gòu)造，如圖6所示。通過組件模型樹獲取組件信息并與實體數(shù)據(jù)庫中實體組成聯(lián)系；通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)獲取顯示數(shù)據(jù)；通過顯示數(shù)據(jù)構(gòu)建實例；最后將結(jié)構(gòu)樹中的所有單元完成實例構(gòu)造，就可以完成三維建模。

3.1.2 微波組件產(chǎn)線三維模型的輕量化技術(shù)

在使用Pro/E完成建模時，由于太過精細而造成大量點、線、面等的冗余。如果用模型導出數(shù)據(jù)，工作量巨大，因為微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)是在Web的頁面上實現(xiàn)的可視化，所以在解析文件時消耗很多的時間以及電腦內(nèi)存，造成操作卡頓以及顯示缺失的情況。因此，須對Pro/E進行輕量化轉(zhuǎn)變，主要流程如圖7所示。先將微波組件的三維文件以.stl格式保存；再將文件再導入3dmax軟件進行多余的點、線、面的處理；最后將完成處理的模型導出為常規(guī)格式。

3.1.3 微波組件產(chǎn)線三維模型可視化技術(shù)

將輕量化處理完成的模型保存后，利用WebGL技術(shù)將輕量化的模型載入頁面顯示，達到孿生模型的效果，如圖8所示。

三維模型的可視化過程主要步驟為：（1）先將服務器上面的文件以文本方式存放；（2）瀏覽器按照路徑下載模型文件；（3）通過JavaScript的解析規(guī)則完成文件解析；（4）依照剖析的數(shù)據(jù)生成顯示模型結(jié)構(gòu)；（5）將模型顯示在頁面上。

3.1.4 數(shù)據(jù)計算分析技術(shù)

數(shù)字孿生模型通過WebGL技術(shù)在網(wǎng)頁中運動以實現(xiàn)三維動態(tài)可視化。該過程實際上是對模型的組成矩陣進行計算，通過矩陣計算后，對模型進行更新，重繪模型的運動行為。

3.2 微波組件產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集與虛實映射研究

3.2.1 產(chǎn)線制造的數(shù)據(jù)分析

微波組件產(chǎn)線是多變的動態(tài)環(huán)境，根據(jù)動靜特性以及形成方式分為：動態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)以及中間數(shù)據(jù)^［5］，如圖9所示。

靜態(tài)數(shù)據(jù)一般在生產(chǎn)過程中不發(fā)生變化。靜態(tài)數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)的基本信息，在生產(chǎn)之前就必須制定。

動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括組件的狀態(tài)信息、設(shè)備信息等。動態(tài)數(shù)據(jù)體現(xiàn)了產(chǎn)線每時每刻的狀況，展示了任務加工的進度，為產(chǎn)線仿真優(yōu)化提供幫助。

中間數(shù)據(jù)不是直接形成的，一般是由靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)整合獲得。該種數(shù)據(jù)一般應用在信息處理上，對管控系統(tǒng)的運作非常重要。

3.2.2 產(chǎn)線制造信息感知技術(shù)

隨著物聯(lián)技術(shù)在制造業(yè)的不斷發(fā)展與應用，物聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)了對產(chǎn)品制造與控制過程中的制造資源與信息資源的動態(tài)感知，為制造過程的實時感知提供技術(shù)基礎(chǔ)^［6］。產(chǎn)線制造信息的獲取方式：靜態(tài)數(shù)據(jù)通過人工錄入或數(shù)據(jù)導入的方式；動態(tài)數(shù)據(jù)通過采集狀態(tài)信息的方式。采用RFID技術(shù)、PLC和傳感器可以實現(xiàn)微波組件產(chǎn)線數(shù)據(jù)的實時采集，其中RFID技術(shù)能夠采集實時狀態(tài)信息；采用PLC搜集功率等產(chǎn)線數(shù)據(jù)；用傳感器搜集溫度、頻率等加工數(shù)據(jù)。

3.2.3 孿生同步技術(shù)

微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生管控首要是實現(xiàn)微波組件產(chǎn)線現(xiàn)實與模擬的同步。微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生管控經(jīng)過4個方面實現(xiàn)同步，如圖10所示。當微波組件產(chǎn)線接到任務開始生產(chǎn)時，通過RFID、視覺識別、PLC和傳感器將制造過程的實時數(shù)據(jù)進行采集并傳輸?shù)椒掌鬟M行處理。然后將處理后的數(shù)據(jù)存儲至歷史加工數(shù)據(jù)庫，以便后續(xù)實現(xiàn)質(zhì)量追溯和數(shù)據(jù)查找。數(shù)字孿生同步中實時數(shù)據(jù)將輸送至數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)實現(xiàn)微波組件產(chǎn)線虛擬制造過程對微波組件產(chǎn)線實物制造過程的管控提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.3 微波組件產(chǎn)線實時管控與抗擾動管理

3.3.1 數(shù)字孿生實時管控技術(shù)

在微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)中的孿生管控模塊實現(xiàn)了物理層的管控，管控模塊對于存儲在數(shù)據(jù)庫中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過動態(tài)貝葉斯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)挖掘和機器學習算法，實現(xiàn)對微波組件產(chǎn)線的生產(chǎn)進度、物流、質(zhì)量等動態(tài)優(yōu)化與調(diào)整。通過對微波組件產(chǎn)線的歷史數(shù)據(jù)挖掘以及微波組件產(chǎn)線制造過程的評價，實現(xiàn)對微波組件產(chǎn)線工藝過程和微波組件產(chǎn)線的實時監(jiān)控、修正及優(yōu)化。

3.3.2 抗擾動技術(shù)

在微波組件生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)任務的復雜和多變，會出現(xiàn)隨機擾動事件。因此，微波組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程的動態(tài)擾動事件分為：計劃任務層擾動、生產(chǎn)工藝層擾動、物料層擾動、生產(chǎn)層擾動。生產(chǎn)擾動事件組成如圖11所示。

（1）計劃任務層擾動。

計劃任務層擾動分為生產(chǎn)任務的增添與插入、生產(chǎn)任務撤銷、生產(chǎn)任務變動，主要是計劃任務的改變造成擾動。

（2）生產(chǎn)工藝層擾動。

生產(chǎn)工藝層擾動分為變動工藝線路和增添工序，主要是生產(chǎn)工藝的改變造成生產(chǎn)工藝層擾動。

（3）物料層擾動。

物料層擾動分為儀器設(shè)備問題和生產(chǎn)準備欠缺。儀器設(shè)備問題是設(shè)備不能正常生產(chǎn)。生產(chǎn)準備欠缺主要為某些工裝、耗材、物料的準備不足，致使無法生產(chǎn)。

（4）生產(chǎn)層擾動。

生產(chǎn)層擾動分為制造節(jié)點誤差、制造數(shù)目誤差和差品返工。生產(chǎn)執(zhí)行層擾動須要對生產(chǎn)計劃作出調(diào)整，以滿足組件按時完成。

其中，計劃層擾動和工藝層擾動一般是由領(lǐng)導者形成的擾動。但在實際制造過程中，擾動主要發(fā)生在物料層和生產(chǎn)層，因此，利用RFID感知技術(shù)來研究這2類擾動技術(shù)。RFID技術(shù)是通過在組件或物資上粘貼標簽并在各個工位進出口安裝RFID，通過RFID實時采集工序的開工、完工時間和數(shù)量，組件和物料的到達、離開時間等。將這些信息聯(lián)系起來就能夠判斷出擾動事件的發(fā)生。

4 數(shù)字孿生產(chǎn)線的實踐

基于以上研究，微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生管控系統(tǒng)通過對物理世界的數(shù)據(jù)進行解析并將這些數(shù)據(jù)與建立的數(shù)字孿生模型進行關(guān)聯(lián)映射和匹配，實現(xiàn)對微波組件產(chǎn)線制造過程的精細化管理，通過數(shù)據(jù)挖掘和學習算法，實現(xiàn)對微波組件產(chǎn)線制造過程的實時動態(tài)優(yōu)化和調(diào)整。

微波組件產(chǎn)線數(shù)字孿生管控具備報警、位姿信息報錯、反饋信息缺失等反饋功效，實現(xiàn)任務、工藝、物料和生產(chǎn)的管控，如圖12所示。

5 結(jié)語

本文從微波組件產(chǎn)線制造過程管控系統(tǒng)的組成出發(fā)，引入數(shù)字孿生技術(shù)，提出一種基于數(shù)字孿生的微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)，對微波組件產(chǎn)線管控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方式進行了分析和研究。該系統(tǒng)提高了微波組件產(chǎn)線制造過程的可靠性和一致性，縮短了微波組件的生產(chǎn)周期，解決了微波組件產(chǎn)線制造過程直通率較低、返工返修周期長和成本高等問題，實現(xiàn)變批量微波組件零部件的高精度化制造和精確焊接等生產(chǎn)過程。同時基于數(shù)字孿生技術(shù)對生產(chǎn)過程中的物料清單、生產(chǎn)信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一追蹤和管理，達到多品種變批量微波組件產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)和制造，使各微波組件產(chǎn)線的設(shè)備資源得到合理配置和有效利用，有效提高了微波組件制造進度、質(zhì)量和技術(shù)狀態(tài)的數(shù)字化管控水平。

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（編輯 王雪芬編輯）

Design of microwave component production line control system

based on digital twins

YANG" Fan， KUANG" Xiaole， XU" Hongxiang， YOU" Yushan

（The Eighth Research Academy of CSSC， Nanjing 211153， China）

Abstract： In order to solve the problems of delayed feedback of refined control data information， lack of synchronization between virtual and real， and blockage of virtual and real interaction in the manufacturing process of microwave component production lines， based on the concept and technology of digital twin， a microwave component production line control system is designed based on digital twin technology. Key technologies such as twin modeling， data acquisition and virtual real mapping， real-time control and anti-interference management of microwave component production line are studied. By interacting and mapping the entity of the microwave component production line with the digital twin model， real-time collection， virtual real interaction synchronization， and real-time control of data between the digital twin model and the microwave component production line can be achieved， in order to improve the reliability and consistency of microwave component manufacturing and shorten the production cycle of microwave components.

Key words： digital twin; microwave components; virtual-real interaction