传统砂型铸造生产过程常可分为铸造、清理、后处理和检测四个阶段，在这些生产工序中，有很多数据本身即存在于设备之中，只是没有调取出来加以利用，有很多数据由于工人能力有限，无法全部记录，这些现象就造成了很多数据的流失。
铸造车间数字孪生系统结合流程制造车间的实际要求，利用数字孪生技术构建车间的数字孪生模型，再集成融合物料、设备、员工、产品、 质量、订单、能耗和产量等多源异构数据，实现物理车间与虚拟车间的双向真实映射与实时交互，通过实时数据采集与可视化监控，更新虚拟车间的生产流程，再虚实交互联动中，实现生产流程的精益改善和仿真优化，最终达到物料的实时跟踪和动态管理，优化生产管控过程。
1. 铸造车间数字孪生系统架构
铸造车间数字孪生系统架构主要由物理层、转换层、适配层和应用层组成。
1.1 物理层
物理层：物理层涵盖所有实际的物理资产，包括但不仅限于所述单片机、工控机、PLC、HMI等常见生产设备。它们是数据的源头，负责执行生产任务和生成实时数据。
1.2 转换层
转换层负责将物理层收集到的数据进行预处理，并通过适当的协议传输到数据层。这一层可能包括网关、协议转换器等设备，它们确保数据能够从各种工业通信协议转换为系统能够处理的格式。
采用适合跨平台运行，具有成熟网络通信库的程序开发语言开发中间件软件，通过同时运行多个线程的程序实现和物理层数据采集终端的数据通信过程，并将所采集实时数据存入数据库中。
1.3 适配层
适配层是数据层的一部分，它负责数据的存储、管理、建模、抽取和分析。这一层需要处理和整合来自不同来源和格式的数据，确保数据的一致性和准确性，为上层的应用提供清洁、完整、可靠的数据支持。让系统可以和企业现有的ERP、CRM、OA等管理系统实现对接，实现数据的共享与交互。
1.4 应用层
应用层是用户与系统交互的界面，它将所有采集到的生产数据，以及从其他管理系统获得的数据一起通过友好的用户界面呈现出来，方便企业用户进行查看和管理，并开发相应的电子看板系统，将实时的生产数据在车间通过看板展现出来实时监控生产状况，实现生产监控、设备管理、性能分析、预测维护等功能。
2. 铸造车间数字孪生系统功能
铸造车间数字孪生系统主要实现生产实时数据采集与可视化监控、铸造车间生产流程精益改善与仿真优化。
2.1 实时数据采集与可视化监控
铸造车间数字孪生系统不仅可以实时采集到准确的生产数据，还能直观的反映出铸造车间内各个生产工序的物料消耗数据，设备工作环境数据和设备运行状态数据等，并做出进一步统计分析。任何一台可以连接到车间局域网的PC设备，都可以通过浏览器访问到车间信息管理系统查看车间生产数据。
2.2 铸造车间生产流程精益改善与仿真优化
铸造车间生产流程精益改善与仿真优化强调的是，对生产流程的持续改善。通过物理与虚拟车间的联动，让数字孪生仿真模型能够有效体现物理车间实际状态，仿真模型更新带动物理车间的调整。调整后物理车间生产流程又不断经过分析改善，消除冗余。改善效果又继续在数字孪生仿真模型中得到体现。根据生产决策和虚拟车间模型对物理车间生产流程进行优化。以此往复，形成了物理车间与虚拟车间间的循环迭代，铸造车间生产流程持续改善，不断更新的良性循环。
铸造车间数字孪生系统通过对实时生产现场进行推演仿真，采用消除瓶颈工序，提高了生产线平衡率；引入看板系统，提高了产品增值率。定时清理和维护设备，降低了设备故障率。进而提升整个生产能效。
铸造车间数字孪生系统实现了对车间物料的实时跟踪和动态管理，达到了车间生产和管控的最优化。这种系统不仅提高了生产效率和产品质量，还为企业提供了强大的数据支持和决策辅助，是实现智能制造的重要工具。通过数字孪生技术，企业能够实现从产线规划到生产监控的全生命周期管理，提高车间的信息化、智能化水平，保证车间的生产效率，降低车间安全事故发生的概率。
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