本技術(shù)涉及無機(jī)板件生產(chǎn)領(lǐng)域，且更為具體地，涉及一種基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、無機(jī)板是一種以無機(jī)材料為主要成分的板材，具備優(yōu)良的耐火性、防潮性、隔音性和環(huán)保性能。這類板材在建筑、裝飾和防火領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。常見的無機(jī)板類型包括硅酸鈣板、纖維增強(qiáng)水泥板和石膏板等，這些板材不僅能滿足現(xiàn)代建筑對安全和環(huán)保的高標(biāo)準(zhǔn)要求，還能提供多樣化的功能選擇，是現(xiàn)代建筑材料的重要組成部分。

2、在無機(jī)板件生產(chǎn)過程中需要對原料混合后的漿料進(jìn)行攪拌以確保各種原料在漿料中均勻分布，防止氣泡和空洞的產(chǎn)生，以提高無機(jī)板的密實(shí)度和強(qiáng)度。

3、然而，傳統(tǒng)攪拌控制方法主要依賴操作員的經(jīng)驗(yàn)和預(yù)設(shè)的工藝參數(shù)，雖然在某些簡單場景下能夠滿足基本的生產(chǎn)需求，但在面對復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境和高精度要求時(shí)，存在顯著的缺陷和弊端。具體來說，傳統(tǒng)攪拌控制依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)和視覺檢查來判斷混合漿料的狀態(tài)，然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，混合漿料的狀態(tài)可能會(huì)迅速變化，傳統(tǒng)方法無法及時(shí)捕捉這些變化并做出快速響應(yīng)，可能導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定性。此外，混合漿料的狀態(tài)變化復(fù)雜，包括稠度、均勻性、氣泡等多種因素。人工難以全面、準(zhǔn)確地評估這些復(fù)雜狀態(tài)，以致難以在短時(shí)間內(nèi)確定最佳的刮刀轉(zhuǎn)速調(diào)整點(diǎn)，導(dǎo)致混合漿料的均勻度和稠度不一致，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的性能。

4、因此，期望一種優(yōu)化的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，提出了本技術(shù)。本技術(shù)的實(shí)施例提供了一種基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)及方法。

2、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其包括：

3、數(shù)字孿生體構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建所述無機(jī)板件生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體；

4、傳感數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收由工業(yè)攝像頭采集的混合漿料狀態(tài)圖像以及由轉(zhuǎn)速傳感器采集的刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列；

5、傳感數(shù)據(jù)映射模塊，用于將所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列映射于所述無機(jī)板件生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體；

6、孿生體智能中心模塊，用于對所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列進(jìn)行處理以得到轉(zhuǎn)速管理結(jié)果，所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果用于表示增加轉(zhuǎn)速擋位、降低轉(zhuǎn)速擋位或保持轉(zhuǎn)速擋位，其中，所述孿生體智能中心模塊，包括：狀態(tài)刮刀轉(zhuǎn)速分析單元，用于分別對所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列進(jìn)行編碼處理以得到混合漿料狀態(tài)語義編碼特征和刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征；漿料刮刀跨模態(tài)聯(lián)合單元，用于對所述混合漿料狀態(tài)語義編碼特征和所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行跨模態(tài)連續(xù)提示聯(lián)合編碼以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征；轉(zhuǎn)速管理結(jié)果生成單元，用于基于所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征，得到所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果；

7、指令遠(yuǎn)程控制模塊，用于基于所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果來控制所述刮刀的轉(zhuǎn)速值。

8、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述狀態(tài)刮刀轉(zhuǎn)速分析單元，包括：混合漿料狀態(tài)語義編碼特征提取單元，用于將所述混合漿料狀態(tài)圖像輸入基于深度可分離卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的漿料狀態(tài)特征提取器以得到混合漿料狀態(tài)語義編碼特征圖作為所述混合漿料狀態(tài)語義編碼特征；刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征提取單元，用于將所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列輸入基于前向lstm模型的刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序編碼器以得到刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量作為所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征。

9、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料刮刀跨模態(tài)聯(lián)合單元，包括：混合漿料狀態(tài)語義編碼局部特征分解子單元，用于對所述混合漿料狀態(tài)語義編碼特征圖進(jìn)行沿通道維度的局部特征分解以得到混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣的集合；漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示感知子單元，用于將所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量和所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣的集合進(jìn)行提示感知跨模態(tài)聯(lián)合以得到所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征。

10、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示感知子單元，包括：漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速查詢提示二級子單元，用于以所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量作為查詢向量且以所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣的集合中的各個(gè)混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣作為鍵矩陣，將所述查詢向量和所述鍵矩陣輸入基于轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)的提示學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部查詢提示語義編碼向量的集合；漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速特征掩碼二級子單元，用于將所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量和所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部查詢提示語義編碼向量的集合中的各個(gè)漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部查詢提示語義編碼向量輸入基于提示信息的跨模態(tài)掩碼編織網(wǎng)絡(luò)以得到基于提示信息的漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部特征掩碼權(quán)重矩陣的集合；漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速特征交互二級子單元，用于計(jì)算所述基于提示信息的漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部特征掩碼權(quán)重矩陣的集合和所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣的集合中每組對應(yīng)的基于提示信息的漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部特征掩碼權(quán)重矩陣和所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣之間的按位置點(diǎn)乘以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部粒度顯著交互矩陣的集合；漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征生成二級子單元，用于將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部粒度顯著交互矩陣的集合進(jìn)行特征聚合以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征圖作為所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征。

11、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速查詢提示二級子單元，包括：漿料刮刀相似度分?jǐn)?shù)計(jì)算三級子單元，用于計(jì)算所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量與所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣中各個(gè)行向量之間的相似度分?jǐn)?shù)以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)的集合；漿料刮刀權(quán)重計(jì)算三級子單元，用于對所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)的集合中各個(gè)漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速權(quán)重系數(shù)的集合；漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部加權(quán)求和編碼三級子單元，用于基于所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速權(quán)重系數(shù)的集合，計(jì)算所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣中各個(gè)行向量的加權(quán)和以得到所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部查詢提示語義編碼向量。

12、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料刮刀相似度分?jǐn)?shù)計(jì)算三級子單元，用于：計(jì)算所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣中各個(gè)行向量的一范數(shù)以得到混合漿料狀態(tài)局部范數(shù)值的集合；計(jì)算所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量的一范數(shù)以得到刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量范數(shù)值；將所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量范數(shù)值與所述混合漿料狀態(tài)局部范數(shù)值的集合進(jìn)行按位置相乘以得到漿料刮刀聯(lián)合范數(shù)值的集合；分別計(jì)算所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量與所述混合漿料狀態(tài)局部特征矩陣中各個(gè)行向量的轉(zhuǎn)置向量之間的乘積以得到漿料刮刀相關(guān)值的集合；將所述漿料刮刀相關(guān)值的集合與所述漿料刮刀聯(lián)合范數(shù)值的集合中每組對應(yīng)的漿料刮刀相關(guān)值與漿料刮刀聯(lián)合范數(shù)值進(jìn)行相除以得到所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)的集合。

13、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料刮刀權(quán)重計(jì)算三級子單元，用于：計(jì)算以自然常數(shù)e為底，以所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)的集合中每個(gè)漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)為指數(shù)冪的自然指數(shù)函數(shù)值以獲得漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度調(diào)制分?jǐn)?shù)的集合；計(jì)算所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度調(diào)制分?jǐn)?shù)的集合的逐位置點(diǎn)加以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)總加和值；將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度調(diào)制分?jǐn)?shù)的集合與所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速相似度分?jǐn)?shù)總加和值進(jìn)行按位置相除以獲得所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速權(quán)重系數(shù)的集合。

14、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速特征掩碼二級子單元，用于：將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速局部查詢提示語義編碼向量的轉(zhuǎn)置向量與所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征向量進(jìn)行相乘以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示關(guān)聯(lián)矩陣；將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示關(guān)聯(lián)矩陣與所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示關(guān)聯(lián)矩陣的尺度的平方根進(jìn)行按位置相除以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示關(guān)聯(lián)調(diào)制矩陣；將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速提示關(guān)聯(lián)調(diào)制矩陣輸入softmax函數(shù)以得到所述基于提示信息的漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)局部特征掩碼權(quán)重矩陣。

15、在上述基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中，所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果生成單元，用于：將所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征圖輸入基于分類器的轉(zhuǎn)速管理引擎以得到所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果。

16、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理方法，其包括：

17、構(gòu)建所述無機(jī)板件生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體；

18、接收由工業(yè)攝像頭采集的混合漿料狀態(tài)圖像以及由轉(zhuǎn)速傳感器采集的刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列；

19、將所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列映射于所述無機(jī)板件生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體；

20、對所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列進(jìn)行處理以得到轉(zhuǎn)速管理結(jié)果，所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果用于表示增加轉(zhuǎn)速擋位、降低轉(zhuǎn)速擋位或保持轉(zhuǎn)速擋位，包括：分別對所述混合漿料狀態(tài)圖像和所述刮刀的轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列進(jìn)行編碼處理以得到混合漿料狀態(tài)語義編碼特征和刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征；對所述混合漿料狀態(tài)語義編碼特征和所述刮刀轉(zhuǎn)速時(shí)序關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行跨模態(tài)連續(xù)提示聯(lián)合編碼以得到漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征；基于所述漿料狀態(tài)-刮刀轉(zhuǎn)速跨模態(tài)聯(lián)合特征，得到所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果；

21、基于所述轉(zhuǎn)速管理結(jié)果來控制所述刮刀的轉(zhuǎn)速值。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)提供的基于數(shù)字孿生的無機(jī)板件生產(chǎn)線管理系統(tǒng)及方法，其首先構(gòu)建無機(jī)板件生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體，然后接收工業(yè)攝像頭采集的混合漿料狀態(tài)圖像和轉(zhuǎn)速傳感器采集的刮刀轉(zhuǎn)速值的時(shí)間隊(duì)列，并將這些采集到的數(shù)據(jù)映射到數(shù)字孿生體，在數(shù)字孿生體中處理這些圖像和時(shí)間隊(duì)列數(shù)據(jù)以得到用于表示增加、降低或保持轉(zhuǎn)速擋位的轉(zhuǎn)速管理結(jié)果，最后依據(jù)該結(jié)果控制刮刀轉(zhuǎn)速值。這樣，通過基于數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)了對無機(jī)板件生產(chǎn)線的智能化管理和優(yōu)化控制，顯著提高了生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性。