基于工业场景的互联网实训平台的制作方法

    技术2024-11-10  6


    本发明涉及工业互联网培训,特别涉及基于工业场景的互联网实训平台。


    背景技术:

    1、随着工业互联网技术的不断发展,越来越多的企业开始重视工业互联网的应用。然而,当前市场上的工业互联网实训平台大多存在功能单一、场景模拟不真实等问题,无法满足企业对员工进行全面、真实的工业互联网技能培训的需求。现关于互联网实训平台,公开号为cn219758988u的中国专利公开了一种工业互联网实训平台,包括实验桌体、振动盘、相机和机器人。其中,振动盘、相机和机器人均设置在实验桌体上。振动盘用于放置至少一个物料,振动盘能够通过振动调整物料的摆放位置。相机用于对振动盘上的物料进行拍照。机器人能够根据相机的拍照结果进行抓取。该工业互联网实训平台自动化程度高,能够实现无序抓取的实训目的。

    2、然而,虽然该平台能够模拟物料抓取的过程,无法全面模拟真实的生产流程、设备故障处理、多设备协同等复杂场景,企业在培训员工时,可能仍需要依赖传统的实体设备和场地,限制了培训的灵活性和效率,对员工在实训中的表现无法进行全面、准确的评估,难以实现精准化和个性化的教学。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供基于工业场景的互联网实训平台,通过生产加工模拟平台的加工生产线、机械臂和转台流转装置模拟真实的工业生产流程,监测传感器能够全面监测生产过程中的各个环节,根据用户在实训过程中的操作数据和监测数据,进行智能的学习与评估,提升用户的技能水平,并提供个性化的学习建议,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、基于工业场景的互联网实训平台,包括实训台,实训台表面分别安装有控制面板、生产加工模拟平台和监测传感器,控制面板一侧设置有控制键,控制面板基于物联网与生产加工模拟平台和监测传感器进行数据交互,生产加工模拟平台表面分别设置有加工生产线、机械臂和转台流转装置。

    4、进一步的,加工生产线由流水线输送机构、堆垛机构和生产加工机构组成,机械臂设置在生产加工机构一侧,用于上料、加工、检测和下料,转台流转装置由圆形转台、伺服电机以及间歇机构减速电机构成。

    5、进一步的,所述控制面板,包括:

    6、实训管理单元,用于根据实际需求,在生产加工模拟平台建立各类工业实训方案,基于工业实训方案设置对应的实训课程和难度级别;

    7、工业场景模拟单元,用于基于工业实训方案构建对应的工业场景,并基于监测传感器实时监测用户在实训过程中的操作数据和行为数据;

    8、实训分析交互单元,用于根据采集到的监测数据进行分析,评估用户的技能水平和存在的问题,同时,根据分析结果提供对应的学习建议;

    9、实训分析交互单元,还用于基于物联网与工业场景实时交互,对工业场景中的设备进行操作和控制,并实时反馈操作结果和状态信息。

    10、进一步的,实训管理单元,包括:

    11、用户管理模块,用于管理实训用户的信息数据,基于用户的历史信息数据对用户的技能水平和教学需求进行用户技能评估;

    12、工业场景分类模块,用于基于各工业场景的场景特征确定各工业场景类别,基于工业场景类别匹配对应的工业场景模板,同时,依据工业场景模板建立工业场景标签;

    13、方案匹配模块,用于为每个实训课程定义不同的难度级别,并明确各级别的专业知识和技能数据,基于用户技能评估结果和选定的工业场景标签匹配对应实训课程的难度级别,生成工业实训方案。

    14、进一步的,工业场景分类模块依据工业场景模板建立工业场景标签,具体为:

    15、对各工业场景进行解析,确定场景特征数据,对场景特征数据根据工业场景类别划分成多个场景分块;

    16、获取每个场景分块的类型,并进行量化处理,形成多维度的特征向量,得到每个场景分块的类型值,同时,根据所述类型值确定各个场景分块之间的距离值;

    17、确定每个场景分块包括的内容区域,并对内容区域进行字体信息提取和文字识别,根据识别结果结合工业场景的先验知识,确定场景标签;

    18、将各场景标签基于其在工业场景中的重要性和相关性因素,建立排队队列并进行显示,同时,允许用户对生成的各场景标签进行反馈和修正。

    19、进一步的,工业场景模拟单元,包括:

    20、场景建模模块,用于基于选定的工业场景确定需要模拟的工业场景类型,获取工业场景类型对应的实际数据,根据收集到的实际数据创建工业场景模型;

    21、参数调整模块,用于根据工业实训方案的实训课程和难度级别对工业场景模型中的设备参数进行调整;

    22、数据采集模块,用于基于监测传感器采集工业场景模型中的设备运行数据、用户操作数据和设备状态数据。

    23、进一步的,实训分析交互单元,包括:

    24、行为分析模块,用于对采集到的用户操作数据进行分析,识别用户操作中的模式、趋势和潜在问题;

    25、实时交互模块,用于接收用户发送的控制指令到工业场景中的设备,并对获取到的设备运行数据和设备状态数据进行分析,判断设备运行状态和指令反馈是否正常;

    26、技能评估模块,用于根据制定的评估标准,将行为分析模块输出的识别结果和实时交互模块输出的分析结果进行综合评估,将综合评估结果与评估标准进行比对,生成技能评估报告。

    27、进一步的,实训分析交互单元,还包括:

    28、实训进度管理模块,用于实时获取用户的实训数据,提取工实训课程中的实训目标,确定用户的实训进度;

    29、实时反馈模块,用于接收到用户的操作指令和任务提交指令时,实时发出操作反馈结果,工业场景中的设备状态发生变化时,将变化信息实时传达至用户;

    30、场景同步模块,用于实时更新工业场景模型中个设备运行状态和数据,将数据采集模块的用户操作数据和用户的实训进度进行可视化展示。

    31、进一步的,场景同步模块,包括:

    32、第一时刻数据实时采集模块,用于实时采集用户操作数据的变化时刻,作为第一数据变化时刻;

    33、第二时刻数据实时采集模块,用于实时采集用户的实训进度在可视化展示中的展示变化时刻,作为第二数据变化时刻;

    34、数据变化时刻差值获取模块,用于根据所述第一数据变化时刻和第二数据变化时刻获取数据变化时刻差值;

    35、差值系数获取模块,用于根据所述数据变化时刻差值获取差值系数,其中,所述差值系数通过如下公式获取:

    36、

    37、其中,f表示差值系数;n表示用户操作数据的数据变化的次数;tci表示第i次数据变化对应的数据变化时刻差值;te表示预设的数据变化时刻差值参考值;tcmax表示数据变化时刻差值最大值;ε表示预设的最小参数,用于防止分母为零;

    38、第一比较模块,用于将所述差值系数与预设的系数阈值进行比较;

    39、可视化运行质量判定模块,用于当所述差值系数未超过预设的系数阈值时,则对场景同步模块的可视化响应进行质量判断。

    40、进一步的,所述可视化运行质量判定模块包括:

    41、响应时长采集模块,用于实时采集场景同步模块的可视化响应时长;

    42、响应时长系数获取模块,用于利用所述场景同步模块的可视化响应时长获取响应时长系数;其中,所述响应时长系数通过如下公式获取:

    43、

    44、其中,s表示响应时长系数;n表示用户操作数据的数据变化的次数;tci表示第i次数据变化对应的数据变化时刻差值;txi表示第i次数据变化对应的可视化响应时长;tex表示预设的可视化响应时长参考值;te表示预设的数据变化时刻差值参考值;ε表示预设的最小参数,用于防止分母为零;

    45、差值系数提取模块,用于提取所述差值系数;ε表示预设的最小参数,用于防止分母为零;

    46、可视化运行质量评价参数获取模块,用于利用所述差值系数和响应时长系数获取可视化运行质量评价参数;其中,所述可视化运行质量评价参数通过如下公式获取:

    47、

    48、其中,k表示可视化运行质量评价参数;f表示差值系数;s表示响应时长系数;

    49、第二比较模块,用于将所述可视化运行质量评价参数与预设的评价参数阈值进行比较;

    50、运行异常判定模块,用于当所述可视化运行质量评价参数低于预设的评价参数阈值时,则判定可视化运行异常,并进行可视化异常报警。

    51、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    52、通过生产加工模拟平台的加工生产线、机械臂和转台流转装置模拟真实的工业生产流程,有助于用户深入了解工业生产过程,在模拟环境中进行实践操作,提高用户的实际操作能力,监测传感器能够全面监测生产过程中的各个环节,监测加工过程中的温度、振动、压力等关键参数,确保加工过程的稳定性和安全性,确保每个加工节点都在正常状态下进行,帮助用户及时发现并解决问题,提高实训效果,控制面板和控制键实现与真实工业场景相似的操作体验,从而加深对工业生产的理解和认识,同时根据用户在实训过程中的操作数据和监测数据,进行智能的学习与评估,提升用户的技能水平,并提供个性化的学习建议。


    技术特征:

    1.基于工业场景的互联网实训平台,包括实训台(1),其特征在于:实训台(1)表面分别安装有控制面板(11)、生产加工模拟平台(12)和监测传感器(13),控制面板(11)一侧设置有控制键(14),控制面板(11)基于物联网与生产加工模拟平台(12)和监测传感器(13)进行数据交互,生产加工模拟平台(12)表面分别设置有加工生产线(121)、机械臂(122)和转台流转装置(123)。

    2.如权利要求1所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:加工生产线(121)由流水线输送机构、堆垛机构和生产加工机构组成,机械臂(122)设置在生产加工机构一侧,用于上料、加工、检测和下料,转台流转装置(123)由圆形转台、伺服电机以及间歇机构减速电机构成。

    3.如权利要求2所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:所述控制面板(11),包括:

    4.如权利要求3所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:实训管理单元,包括:

    5.如权利要求4所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:工业场景分类模块依据工业场景模板建立工业场景标签,具体为:

    6.如权利要求5所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:工业场景模拟单元,包括:

    7.如权利要求6所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:实训分析交互单元,包括:

    8.如权利要求7所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:实训分析交互单元,还包括:

    9.如权利要求8所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:场景同步模块,包括:

    10.如权利要求9所述的基于工业场景的互联网实训平台,其特征在于:所述可视化运行质量判定模块包括:


    技术总结
    本发明公开了基于工业场景的互联网实训平台,涉及工业互联网培训技术领域。为了解决无法全面模拟真实的生产流程、设备故障处理、多设备协同等复杂场景,对员工在实训中的表现无法进行全面、准确的评估的问题;本基于工业场景的互联网实训平台,包括实训台,实训台表面分别安装有控制面板、生产加工模拟平台和监测传感器,生产加工模拟平台表面分别设置有加工生产线、机械臂和转台流转装置;通过生产加工模拟平台模拟真实的工业生产流程,在模拟环境中进行实践操作,提高用户的实际操作能力,监测传感器能够全面监测生产过程中的各个环节,确保加工过程的稳定性和安全性,同时根据用户在实训过程中的操作数据和监测数据,进行智能的学习与评估,提升用户的技能水平,并提供个性化的学习建议。

    技术研发人员:田海燕,傅玉斌
    受保护的技术使用者:济南铭楚信息技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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