本发明涉及陶瓷生产领域,具体地,涉及一种基于陶瓷生产的综合仿真方法、系统及介质。
背景技术:
1、目前,在瓷砖新品研发生产方面主要面临以下几个问题:原材料的不稳定性(原材料产地、原材料所含的化学成分不同等);研发人员的个人素质技能不同;仪器设备的不稳定性;需要小试、中试;研发周期比较长等。往往这些问题会导致能耗较大,原料利用率低;漫长的产品研发周期,难以适应市场灵活性;造成前期生产线上的产质率较低。
2、且在陶瓷产品的生产的各个环节,存在众多参数,若各参数缺少质量验证,则各参数的微小变化也可能影响整体陶瓷产品的生产质量或生产效率,例如在陶瓷产品的压机生产阶段,如果压机的某一个部件长期处于应力集中状态,则可能会影响陶瓷产品本身的质量以及影响压机的寿命;又例如在陶瓷产品的窑炉烧成阶段,各陶瓷产品的温度变化也会影响陶瓷产品的质量,其需要根据陶瓷产品本身的属性,如物料清单等进行调整;还例如在陶瓷产品在棍棒的传送阶段,需要根据棍棒的传送速度来确定陶瓷产品的最佳的陶瓷产品的质量,或者调整棍棒的传送速度来适应陶瓷产品的目标质量等。
3、为了应对上述问题,需要投入大量的人力、物力,存在成本控制、时效性、安全性、经济性等方面的问题。此外,在现有技术中,陶瓷生产仿真的方法较为单一,现有技术中缺少可以直接面向陶瓷生产的综合仿真方法,来综合解决的陶瓷生产中面临的多种生产问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述,本发明提供一种基于陶瓷生产的综合仿真方法、系统及介质,至少解决上述背景技术中的一种问题。
2、本发明第一方面提供一种基于陶瓷生产的综合仿真方法,包括:
3、采集工艺流程参数,所述工艺流程参数至少包括物料清单、环境参数和生产参数;
4、采集设备图像;
5、基于工艺流程参数和设备图像建立仿真模型;
6、基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数之间的映射关系;
7、基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个。
8、作为一种可选的实施方式,所述基于工艺流程参数和设备图像建立仿真模型,包括:通过建模软件建立基于设备图像的三维模型;
9、目标陶瓷产品具有对应绑定的物料清单,且目标陶瓷产品和物料清单之间均可以进行调整;基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,且目标陶瓷产品处于生产过程中时,目标陶瓷产品和仿真模型存在关联。
10、作为一种可选的实施方式,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
11、通过建模软件建立基于窑炉的三维模型,所述窑炉内存在冷却带;
12、基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产中的热力仿真环境,将热力仿真环境和冷却带的三维模型结合生成热力仿真模型。
13、作为一种可选的实施方式,基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数之间的映射关系,包括:
14、目标陶瓷产品处于生产过程中;
15、获取冷却带对应的环境参数,所述环境参数至少包括空气的质量流量m和冷却带环境的温度t;
16、获取冷却带对应的生产参数,所述生产参数为风机参数,所述风机参数至少包括通入空气的比热c和送风温度ts;
17、基于冷却带对应的环境参数和生产参数获取目标陶瓷产品对应的实时温度q=cm(t-ts)。
18、作为一种可选的实施方式,基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个,包括:
19、获取目标陶瓷产品的预设温度范围,所述预设温度范围对应目标陶瓷产品的最佳质量;
20、判断目标陶瓷产品对应的实时温度是否处于该预设温度范围内,并基于判断结果选择性调整风机参数。
21、作为一种可选的实施方式,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
22、通过建模软件建立基于窑炉的三维模型,所述窑炉内存在传送带;
23、基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产中的传动仿真环境,将传动仿真环境和传送带的三维模型结合生成运动仿真模型。
24、作为一种可选的实施方式,所述基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
25、目标陶瓷产品处于生产过程中;
26、获取传送带对应的工艺流程参数,且该工艺流程参数中的生产参数在预设范围内选择性可调,所述生产参数包括设备参数和产品参数,所述设备参数包括速度,所述产品参数包括产品质量;
27、按次调整传送带的速度,并对应获得每次调整后的目标陶瓷产品的产品质量。
28、作为一种可选的实施方式,基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个,包括:
29、基于产品质量选择性调整目标陶瓷产品对应的物料清单,和/或设备参数中的速度。
30、作为一种可选的实施方式,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
31、通过建模软件建立基于压机的三维模型;
32、基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产中的压力仿真环境,将压力仿真环境和压机的三维模型结合生成压力仿真模型。
33、作为一种可选的实施方式,所述基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
34、目标陶瓷产品处于生产过程中;
35、获取压机对应的工艺流程参数,该工艺流程参数中的生产参数选择性可调;
36、所述环境参数包括压机和目标陶瓷产品之间的接触状态和摩擦系数;
37、所述生产参数包括设备参数,所述设备参数包括压机几何模型及该压机几何模型对应的各子模型,该压机几何模型对应的各子模型的应力,以及压机的边界条件和压力载荷;
38、基于所述边界条件和压力载荷模拟陶瓷产品在生产中的压制动作;
39、基于所述接触状态和摩擦系数模拟压机几何模型与用于陶瓷生产的坯料的接触状态;
40、基于压制动作和接触状态进行目标陶瓷产品的压制,并获取压机结果;
41、当压机结果表示在压制过程中活动横梁存在应力集中现象时,基于该压机结果定位至对应的至少一个压机几何模型对应的子模型。
42、作为一种可选的实施方式,基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个,包括:
43、对定位到的压机几何模型对应的子模型进行横截面形状的修改。
44、作为一种可选的实施方式,所述基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
45、获取模拟环境,所述模拟环境至少包括小试、中试和大试;
46、接收并根据用户的输入信息选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数,其中,
47、当物料清单被选定时,自动模拟出该物料清单下对应的目标陶瓷产品、环境参数和/或生产参数,以及对应的原料参数。
48、作为一种可选的实施方式,所述环境参数至少包括温度、湿度、含氧量和气压;所述生产参数至少包括产品参数和设备参数。
49、作为一种可选的实施方式,所述当物料清单被选定时,自动模拟出该物料清单下对应的目标陶瓷产品、环境参数和/或生产参数,以及对应的原料参数,包括:
50、当模拟环境为小试,自动模拟出对应的目标陶瓷产品,以及产品参数,所述产品参数至少包括白度、强度、起泡情况和膨胀系数;
51、当模拟环境为中试,自动模拟出对应的目标陶瓷产品,以及环境参数和设备参数,所述环境参数至少包括气压、湿度、含氧量和温度,所述设备参数包括辊道窑传动参数和风机参数;当模拟环境为大试,自动模拟出对应的目标陶瓷产品,以及产品参数,所述产品参数至少包括硬性、吸水率、平稳性、镜面度、耐磨度、酸碱度、放射性、抗裂强度和切割性能。
52、作为一种可选的实施方式,所述采集设备图像,包括:
53、至少采集球磨机、浆池、陈腐仓、压机、干燥机、窑炉、淋釉机、喷墨机和/或抛光机的图像。
54、本发明第二方面提供一种基于陶瓷生产的综合仿真系统,包括:
55、第一采集模块,至少用于采集工艺流程参数,所述工艺流程参数至少包括物料清单、环境参数和生产参数;
56、第二采集模块,至少用于采集设备图像;
57、仿真模块,至少用于基于工艺流程参数和设备图像建立仿真模型;
58、映射模块,至少用于基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数之间的映射关系;
59、调整模块,至少用于基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个。
60、本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被计算机运行时,执行如本发明第一方面所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法。
61、本发明能够自动模拟出该配方能在设定的环境下的产生的各种陶瓷产品,可以促使在研发过程中,例如选定原料(物料清单)之后,系统自动模拟出该原料能所影响目标陶瓷产品的环境参数和生产参数等,提供过程中的参数调整等,提高了陶瓷生产效率,降低陶瓷生产成本,解决了现有技术中每种仿真技术处于一个独立领域的应用,不能综合仿真的问题。
1.一种基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,所述基于工艺流程参数和设备图像建立仿真模型,包括:
3.根据权利要求1所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
4.根据权利要求3所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数之间的映射关系,包括:
5.根据权利要求4所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于映射关系关联的参数选择性调整目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和/或生产参数中的一个或多个,包括:
6.根据权利要求1所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
7.根据权利要求6所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
8.根据权利要求1所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于环境参数和生产参数映射出陶瓷生产环境,将陶瓷生产环境与三维模型结合生成仿真模型,包括:
9.根据权利要求8所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
10.根据权利要求1所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法,其特征在于,基于建立的仿真模型,模拟目标陶瓷产品、物料清单、环境参数和生产参数之间的映射关系,包括:
11.一种基于陶瓷生产的综合仿真系统,其特征在于,包括:
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被计算机运行时,执行如权利要求1至10中任一项所述的基于陶瓷生产的综合仿真方法。