摘要
数字孪生技术在制造业中的应用已经成为一种必然趋势。将实际生产流程使用数字孪生技术进行仿真优化，可以 帮助车间管理人员根据实际作业状况制定最有生产方案的同时还可以设备故障进行预测。
本文的设计内容主要是对设计数字孪生技术应用现状，结合国内现有研究，使用OPCUA协议反方式实现物理世界与虚拟世界之间的信息传输，使用3dmax和Unity3D如啊年实现模型的绘制；并使用C#脚本驱动虚拟模型来实现车间作业仿真。
关键词：数字孪生 系统服务 生产作业仿真 系统监控
第一章 绪 论
1.1研究目的及意义
1.1.1研究目的
本设计将会利用数字孪生技术对下车间作业设备建立虚拟模型、通过数据获取传感器获取所需数据，对车间作业过程进行仿真，并对车间作业时实时工况进行监控。从而使车间工作人员与车间管理者便于获取直观、清晰的车间作业数据。通过此类数据提高企业对车间作业监督管理与最有生产计划的设计。
研究意义随着物联网技术在工业领域的应用，车间工作人员与车间管理人员对设备运转相关状况的获取更加便捷，车间作业数据的采集、数据系统的建立、虚拟模型的构建等对于提高车间作业生产效率，提高产品质量具有重大意义。在此基础上，进一步实现车间作业数字化、智能化，将车间设备与信息相互连通，对于车间数据的及时更新，车间工作人员能够快速监测设备运行状况、车间管理人能够根据实际作业条件指定最优生产计划具有重要意义。目前，对于如何获取、管理、应用在车间作业过程中实时产生的数据是急需解决的问题。
数字孪生技术对于以上问题解决提供较好的途径。数字孪生技术可以通过将现实世界的信息传输至虚拟环境中，并根据输入数据在虚拟环境中将现实世界进行模拟，从而实现物理世界与数字世界的相互沟通。数字孪生技术通过建立的模型对现时中的实体进行整个作业周期的实时模拟，确保了数字世界与现时世界的同步运行。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数字孪生技术的发展现状
数字孪生技术相关理念最早由X的Grieves教授在2005年提出，在其演讲中提出了现实空间与虚拟空间的概念，并提出了数据在现实空间与虚拟空间的相互传输。数字孪生技术最早被应用与航天工业与国防工业相关领域，比如飞机的故障检测。飞机等大型设备的故障监测与安全维护具有非常重要的意义，通过仿真的高度保真与数据及时传输，不断更新模拟数据对设备工作状况进行仿真，可以实现对大型设备的安全检测与故障检测。X国家航空航天局就基于数字孪生技术通过将物理系统与高度保真的虚拟系统相结合，设计研发了复杂系统故障预测与消除方法。制造业代表企业西门子公司构建了聚集各生产流程的模型数字孪生系统，并通过其自有成产流程上证明了其可行性。数字孪生技术也被应用于物质文化遗产的研究工作，通过分析研究数字孪生技术于物质文化遗产数字化之间的共性，使用数字孪生技术模拟物质文化遗产的相关状态。夏令等人设计一种基于数字孪生技术的Buck电路检测方法，使得数字技术在电路检测领域得到应用。在通讯方面，通过数字孪生技术模拟5G与6G通信信道中的关键场景与环节。在智慧城市建设方面，西班牙通过在城市内部设置大量传感器，通过传感器将城市内的水里、交通等信息传输至搭建的信息平台中，使用数字孪生技术模拟搭建仿真模型，模拟城市运行状态。雄安新区的建设中，也提出了数字孪生城市理念，并规划“坚持数字城市与现实城市同步规划和建设”。在车间作业方面，背机经航空航天大学的陶飞等人首次提出了数字孪生车间技术，为了此技术的规范实施，同时提出了数字孪生五维模型与数字孪生标准体系；李浩等人开发了应用于数字孪生复杂产品设计制造一体化框架。
1.2.2 车间作业仿真研究现状
1.国外研究现状
韩国首尔大学与三星重工船厂合作，开发了一个基于DELMIAQUSET的数字化造船厂仿真系统，对中型船厂建立了三维模型，基于此仿真系统使用三维模型对船厂的整个生产过程进行模拟仿真。德国Freysburg Schiffburg Selschaft造船厂针对钢材堆放、分段运输等车间作业场景设计仿真模板，并使用Em-plant软件卡法设计了面向对象的造船专用模型构建库。
2.国内研究现状
清华大学张林鍹等人提出一种基于HoloLens的智能装配生产线仿真方法，将车间作业的调度问题转化为混合整数规划模型问题，将遗传算法改进，对得到的混合整数规划问题进行计算从而得到最有的生产方案。用户也可以通过HoloLens显示设备实时观看设备的运转状况。此类方法有助于缩短加工工期，制定最佳生产方案，增加用户的人机交互体验。郑成军等人使用甘特图将车间的工作计划和状态直接、清晰的表现给车间人员，实现通过软件仿真实现车间作业的可视化，便于车间工作人员与车间管理人员及时掌握车间生产的真翻译运行步骤。邓啸尘等人提出基于PlantSimulation的船厂平直车间作业仿真与优化方法对船厂的车间制作流程进行仿真模拟。
结合国内外车间作业仿真与监控的研究现状，国内外众多学者、企业对车间作业的仿真和检测领域进行了大量研究，并得出了各种优质的方法与思路，对本次设计均具有重要借鉴意义。数字孪生技术可以实现车间作业全工作过程的仿真与检测工作，在车间作业仿真与检测领域具有重要意义。本文研究重点为使用车间数据监测传感器与车间数控设备信息采集的孪生数据驱动模拟系统，完成车间作业的仿真与监测工作。
1.3 本文研究内容
结合数字孪生车间作业系统仿真与监测的研究背景与国内外研究现状，设计一款根据数字孪生五维模型的机构基础对数字孪生车间作业仿真与监测系统。本文具体研究内容如下：
（1）基于数字孪生的车间作业仿真与监控系统的相关技术研究
通过查阅相关文献与技术资料，对数字孪生技术的基本概念、基础构成与常见应用场景进行了解研究。通过对OPCUA技术的优势和其与OPCDA的区别研究对OPCUA技术进行研究。
（2）基于数字孪生技术系统仿真设计
首先根据实际显示目前车间作业与车间作业监测过程中存在的问题与不足进行分析，得出本系统的设计原则与系统需求分析，制定出基于数字孪生技术的车间作业仿真系统的系统构架，并对系统构架中数据采集、系统虚拟、系统服务等关键模块进行设计。
（3）基于数字孪生的车间作业仿真的实现
构建车间虚拟模型，根据车间作业实际情况，结合系统设计，完成虚拟模型的搭建，并对OPCUA数据架构与OPCUA数据的采集与传输设计，构建车间作业的仿真。
1.4 论文组织结构
本论文共分为五个章节，其中各章节具体内容如下：
第一章主要介绍了基于数字孪生的车间作业系统与仿真的研究背景与研究意义，同时概括介绍数字孪生技术与车间作业仿真与监控的国内外研究现状，从而引出本文具体研究内容与论文组织框架。
第二章主要是对数字孪生技术与OPCUA技术在理论层面得介绍，分别从孪生技术得基本概念、基本构成、应用场景和OPCUA技术得优势和其与OPCUA技术与OPCDA技术得差异进行表述，最后通过章节小结，对本章被内容进行总结。
第三章主要是对基于数字孪生技术系统仿真设计得研究。首先通过分析目前数字孪生技术存在得问题，结合系统设计原则，分析系统设计需求，确定基于数字孪生得车间作业仿真系统得设计目标。根据所设计目标其需求，确定设计得系统总体框架，并制定设计流程。最后，通过将本次设计的系统划分为数据采集模块、虚拟系统模块、系统服务模块，将系统模块化设计，通过分别对各个模块进行设计，清晰各模块功能，便于实现各模块的稳定运行。最后通过章节小结，对本章内容跟进行总结。
第四章完成基于数字孪生的车间作业仿真的实现，首先明确仿真实现流程，对所需模型进行搭建。完成搭建后实现现实物理世界的数据获取，传输搭建OPCUA数据框架，并由其完成数据获取、传输任务。完成搭建后完成系统作业的仿真的机械手的仿真。最后，通过章节小结对本部分内容进行总结概括。
第二章 相关技术研究
2.1 孪生技术的理论研究
本小结将通过对数字孪生技术的基本概念、基础构成以及应用场景的介绍来了解数字孪生技术，从而为数字孪生技术在车间作业仿真系统中应用提供理论基础。
2.1.1 数字孪生技术的基本概念
数量级孪生技术理念最初是由Michael·Grieves教授提出，是一种将现时物理世界通过信息技术进行数字化映射的一种超现实理念，Michael·Grieves最初将之称为“信息镜像模型”，后来随着对此类技术研究的不断深入，各专家学者将其正式命名为“数字孪生”。之所以被称之数字孪生，是指通过数字化手段将现时物理世界的“物理实体”如机加设备、运输设备等在虚拟世界中生成一个可以与其同步运行、具有相同的动作和反应的虚拟实体，二者犹如孪生双胞胎一样，可以通过观察虚拟世界的模型动作了解现实物理世界的“物理实体的运动状态。工业互联网联盟(IIC)技术及架构组联合xx林诗万对数字孪生的描述：数字孪生是实体或逻辑对象在数字空间的全生命周期的动态复制体，可基于丰富的历史和实时数据、先进的算法模型实现对对象状态和行为高保真度的数字化表征、模拟试验和预测。
2.1.2 数字孪生技术的基础构成
在数字孪生概念最初被提出时，所使用的数字孪生模型主要是MichaelGrieves教授定义的三维模型，三维模型主要是包括现实世界中的物理模型、虚拟空间导种的虚拟数字模型和联系二者的数据传输连结。
把随着数字孪生技术相关理论研究的深入与数字孪生在各个行业领域应用需求的增加，最初的三维模型难以满足应用需求，北京航天航空大学陶飞团队在MichaelGrieves提出的三维模型的基础上添加了服务和孪生数据两个模块，提出了五维模型的概念。五维模型的机构图如图2-1所示:
图 2-1 数字孪生五位模型
数字孪生五维模型的五个维度为别是指：
（1）物理实体（PhysicalEquipment，PE），是指在现时世界实际存在的客观实体，是在虚拟世界数字孪生技术所需构成的对象参考，物理实体本身具有各种功能与工作状态，各个不同的实际模块来控制其功能与目前所处的工作状态，是在虚拟数字技术系统中最终需要获取、预测得信息，通过在不同得工作模块下安装相关传感器，可以将其设备相关信息传输至虚拟实体，从而实现对其仿真监测。在建立仿真模型时，首先要对物理实体进行准确分析与有效拆解，以确保仿真过程顺利进行和仿真数据真实有效。
（2）虚拟实体（VirtualEquipment，VE），是指对物理实体在虚拟空间内进行的数字化映射。虚拟实体的组成主要包括几何模型、物理模型、行为和规则。通过根据实体模型的真实状态对以上参数进行确定，可以实现对物理实体的真实还原。其中，几何模型是将物理世界的形状、尺寸，实体的位置关系、装配关系进行表达，使得在虚拟空间中实体与现实世界的物理实体具有高度一直的布局关系；物理模型是指将上述的几何模型加以装配约束，以致于实现虚拟工作过程、虚拟运动轨迹与各几个模型的物理属性与现实世界中保持一直；行为是指在现实世界中对物理设备中的正常操作和非人为因素对物理实体的影响；规则是指物理实体中存在的必须考虑的相关规律。虚拟实体的构建需要对物理实体的结构特征、功能特性、操作规律、环境影响、运动规律、使用磨损等进行详细研究获取可靠数据。
（3）连接（IterativeOptimization，CN-PV），在数字孪生技术模型中完成物理实体、虚拟实体、孪生数据和服务之间的彼此联通，是保证现实世界中物理实体与虚拟世界中数字实体保持一直的关键所在。数据是现时世界中物理实体与数字世界中虚拟实体之间的桥梁，通过数据传递，可以实现真实模型和虚拟模型之件、孪生数据与物理模型、孪生数据与虚拟模型、服务于虚拟模型之间的相互连接，在数字孪生系统给中，使用通讯协议（如OPCUA）来实现数据的传输，实现物理实体于虚拟实体之间的连接通讯。
（4）孪生数据（DTdata，DD），孪生数据是数字模型构建的重要因素之一。孪生数据主要包括物理实体运行状况和实时性能的及时数据、虚拟实体中几个模型、物理模型、行为和规则要素的相关数据、用于提供系统服务的相关数据据一斤行业标准、专业预算等有效数据。
（5）服务（Services，Ss）是指对数字孪生过程中所产生的各类数据进行封装。服务包含虚拟建模服务和数据连接等抽象服务的功能性服务和数据分析和监测等系统相关的业务型服务。
2.1.3 数字孪生技术应用场景
由于数字孪生服务自身的优点明显，信息化发展水平不断提高，各个领域学企业研究人员都对数字孪生技术在本领域的应用进行研究使用。目前市场上数字孪生技术应用的领域主要有设备故障诊断、智慧医疗、产品研发和智慧城市等。
(1)数字孪生技术在设备故障诊断领域的应用：将数字孪生技术最早应用于设备故障诊断的案例是X国家航天局使用数字孪生技术对阿波罗号非常进行故障预测。再次之后，数字孪生技术被应用于传播、风力涡轮发电机等作业环境恶劣、产品自身庞大的设备故障监测，相关产业通过对设备的工况于作业环境进行专业分析，使用数字孪生技术对设备进行虚拟模型建立，可以根据分析所得的数据快速判断故障发生位置和故障发生的原因，通过这也技术对虚拟数字技术进行处理可以做到对故障的提前预测，减少维修成本，降低停用损失。
（2）数字孪生技术在智慧医疗领域的应用：医护人员通过对人体健康状与人体生理结构，利用数字孪生技术构建虚拟人体，可以做到对人体某种疾病爆发的预测，可以根据所得数据对最佳身体状况进行设定，从而得出最佳的保养、锻炼方案；数字孪生技术在专家会诊中也起到重要作用，随和信息技术的发展，在专家对某种疾病进行会诊的时候，可以利用患者相关数据，构建虚拟模型，通过对虚拟模型的研究完成治疗方案的确定；在高难度手术是，也可以用数字孪生技术对患者构建虚拟模型，确定手术方案名通过对虚拟模型进行预先手术方案尝试，判断方案是否合理；在医护人员的培训和考核过程中，利用数字孪生模型提供医护人员的患者处理能力，可以提高医生专业操作技术；在新药开发时，可以利用数字孪生模型对新药进行临床试验，可以有效降低新药研发周期与研发成本。
（3）数字孪生技术在产品研发领域的应用：产品研发需要历经需求考察、方案策划、上线生产等环节，历时周期长、研发成本高，虽然随着CAD、CAE技术的引用可以在一定程度上降低研发周期与研发成本，但是随着制造业的快速发展，已难以满足研发需求，通过数字孪生技术对产品研发全周期进行模拟，可以实现对研发过程中物理建模、加工方法等方案合理性预测，通过分析可以得出最佳研发方案，将数字分析结果与物理实体相结合，可以有效算短研发周期、将低研发成本、提高研发质量。
（4）数字孪生技术在智慧城市建设中的应用：新加坡XX与Dassault飞机制造公司合作，通过建立虚拟场景完成对城市的可视化监控与城市发展决策制定；XCity zenith软件公司构建“5D智能城市平台“，可以实现城市基础建设过程中全生命周期的监测管理。利用数字孪生技术，辅助对城市建设的监测管理，可以更加科学有效的提高城市规划质量和城市的有序性，对建造美好城市具有重大辅助作用。
2.2 OPCUA技术
OPC（ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl），OPC协议规范是为了在自动化行业不同厂家的设备和程序之间进行数据交换所定义的接口函数，使用OPC协议规范可以实现用统一的方式访问不同厂家设备作业过程中所产生的数据。简而言之，OPC作用是在设备和软件之间进行数据 交换。UA（unifiedarchitecture）是指统一架构，随着生产的标准化与生产软件的跨平台使用趋势，OPC基金会在之前OPC成功案例上新推出了一个全新的OPC标准-OPCUA，OPCUA接口协议对以前版本的A&E、DA、OPCXMLDAorHAD均包含在内，不仅可以只使用一个地址空间就访问以前任意版本的对象，还可以不受Windows平台的限制。
2.2.1 OPCUA技术的优势
OPCUA技术实现可车间设备各设备之间数据通讯和设备与企业个管理之间的通讯，其跨网络、多平台操作和强大的建模能力等优点，被广泛应用于智能制造中。本文所设计的系统中。数据采集部分使用OPCUA框架进行开发。OPCUA技术具有一下优点：
访问统一性
OPCUA协议将目前已有的OPC规范全部兼容继承，并提供统一的地址空间，可以动过OPCUA协议访问多种OPC协议内容。客户端可以实现一次访问获取所有信息。
面向服务架构
通过OPCUA设计的程序是通过服务进行通讯的，可以在不同的操作平台，如Windows、Linux、Unix众多平台使用C++、C# 、Java等语音及进行开发。
高性能通信
OPCUA可以通过任意一个经过管理员开放权限的窗口通过互联网进行通讯，通讯过程中可以跨过防火墙，对于提高传输速度具有一定的意义。数据传输过程中的编码格式和传输协议不受到限制，可以使用XML格式和二进制数据的编码格式，搭配TCP/IP协议或者HTTP协议即可实现通讯。
（4）安全性
OPC UA 通过应用标准安全模型来达到安全通信的目的，并且要求所有 OPC
UA 应用都必须贯彻遵循。OPC UA 底层使用非对称加密和 X.509 证书提供安全
保障。OPC UA 支持多项安全技术，每个 OPC UA 的客户端和服务器的身份都要
通过SSL 证书标识和验证，来实现安全连接。
（5）设计的可靠性
错误检测和恢复特性使得OPC UA 产品具备对错误的自动检查与纠正能力。
去重功能的支持使得OPC UA 模块可以兼容不同品牌厂家产品的应用。
（6）客户端/服务端与发布者/订阅者实现机制
OPC UA 提供了两种不同的实现机制：基于 TCP 的客户端/服务器模型和基于UDP 的发布者/订阅者模型。
对于制造业过程中数据来源较多，传输安全要求高，传输可靠性高的特点，选用OPCUA技术来完成数据的传输是最佳选择。
2.2.2 OPCUA与OPCDA的区别
OPCUA和OPCDA是两种在工业制造方面常用的通讯协议，OPC是来源于COM/DCOM的数据访问格式的标准。传统的OPC技术只能应用在Windows操作系统上。OPCUA不再是基于COM/DCOM的技术，它可以实现跨平台跨系统访问。它扩展了OPC的应用平台，可以在更多的硬件平台和软件平台上应用。以PC机、ARM、PLC、基于云的服务器等微处理器为代表的硬件平台以及以Windows操作系统、、Linux操作系统、OSX操作系统、Android系统等操作系统。OPCDA是基于OPC标准的数据访问。因为是基于COM/DCOM技术的，所以OPCDA只能在Windows操作系统上使用。由于OPCUA可以通过对传递的数据进行安全加密处理控制数据连接和信息本身的保密性，所以OPCUA比OPCDA具有更高的安全性。新的安全模型确保了数据从设备采集到数据传输过程中的可靠性。OPCUA的地址空间也进行了优化。所有的数据都可以被分成不同的数据结构类型，对于OPCUA的客户端来说读写数据就不受限与数据的类型和结构。
2.3 本章小结
本章首先介绍了数据孪生技术的基本概念，即数字孪生是在一个虚拟数字环境中建立一个与真实环境无差别的数字镜像。数字孪生五维模型的基础构成主要包括物理实体、虚拟实体、孪生数据、连接和服务，应用场景主要在故障诊断、智慧医疗、智能车间、智慧城市等方面并且取得一定的成就。然后介绍了本文的另外一个关键技术OPCUA，OPCUA在本文数据采集方面进行了应用。本文分别从它的定义、优势以及OPCUA和OPCDA的区别进行介绍。OPC规范包括OPC服务器和OPC客户端两个部分。其实质是在硬件设备和软件系统之间通过一座桥梁进行连接，并制定连接规则。OPAUA是在OPC协议的基础上的扩展。OPCUA具有访问统一性、高性能、可靠、安全、面向服务架构、使用订阅机制等优势。这些优势都为OPCUA在工业4.0智能制造的实现提供了通讯基础，并使其占据智能制造开发中的一席之地。
第三章 基于数字孪生技术系统仿真设计
3.1 基于数字孪生的车间作业仿真系统的设计目标
3.1.1 当前存在的问题
目前的车间生产的管理方式已经大大地将过去的那种完全凭借先验知识，一切依靠人工实践完成的生产活动进行了根本性的改善，不仅仅降低了对先验知识的依赖性，而且提高了相关工作的最终准确性，但是该管理方式仍然存在一定的缺陷和不足。比如在整个生产计划方面仍然会存在相关工作计划制定的不合理，从而导致发生了车间生产工作未完成的延期交货或者超期交货的相关情况，同时在车间工作设备相关故障检测方面依然很难实现设备的故障提前预测和提前预警，并且还会存在车间设备维护人员对车间生产工作实时监控困难等问题。
在车间生产计划的方面，车间的管理人员通常对每日、每周、每月等相应各个周期的车间生产计划和安排不太明确。车间各层级管理人员对车间生产工艺要求、车间生产的进度都是基于口头表述，通常对已经制定的计划生产的产品数量只能给出一个大约或者近似估计的不准确数字，缺乏一定整体层面的统筹、组织策划能力。管理人员由于这些能力的缺失，导致相应层级的管理人员在各自部门之间的工作不协调，因此可能会发生人员对流量的控制出现不可预知的问题，导致车间仓储系统积压了大量半成品。相应的市场部人员由于各部门不协调、人员及部门之间的信息交流不够充分等原因，从而对车间所需求的采购数量不够明确，导致车间生产急需的相关材料的提供跟不上车间设备生产运行的需要。这就会导致相应的项目在交付时间即将要截止的时候，车间还未完成生产目标时进行连续长时间的、高强度的加班作业。以上介绍的种种情况会降低各个部门员工的工作积极性，从而对自身的工作产生极大的厌烦感。没有确定性、不明确的生产计划也会影响员工的具体操作与执行，导致生产人员与管理人员的目标方向不一致，从而降低了整个部门联合体的生产工作效率。
在车间设备故障检测方面，如果不能对生产车间内正在处于运行中的设备发生的故障提前做出准确的预测和实施相应的预警手段，有很大的可能会导致车间设备发生与原计划相偏离，甚至是背离的情况。这种预期之外发生的故障将极大的恶化生产设备的使用情况并且影响整体的生产效率，从而为车间项目组带来相当巨大的经济损失和无法估量的计划拖延的后果。当发生预期之外的情况时，若无操作人员及时发现，还会造成对生产原料的浪费使用和不符合相关质量检测的产品的增加。此外生产设备的维修人员对设备的故障排查和故障维修还需要一定的时间花费，若生产设备故障发生在生产计划压力比较大的时间段内，则会影响到生产项目后期的交付，对整个生产制造产生难以估量的巨大的影响。
在对生产车间的实时监控方面，当前可使用的监控手段较为单一。生产车间维护人员缺乏对生产车间工作运行过程中的总体的、全面的、详细的感知。生产车间维护人员只能通过高频次的不间断的巡逻或者利用红外摄像头二维图像的形式进行监控，并且由于基于红外摄像头的监控天然存在监控死角，这导致不能对车间实现全面的监控，因此缺少更精细化的监控管理。
因此，本文提出基于数字孪生的车间作业仿真与监控来解决这些问题，希望能改进车间在生产过程中的一些问题，优化车间整体的管理效率，缩小企业生产成本的支出以及管理成本的支出，实现车间发展的数字化、虚拟化和智能化。
3.1.2 系统设计原则
系统设计的总体原则是保证系统功能齐全的前提下，系统的研发尽量达到科学化、经济化和低耦合的总体要求，满足系统资源的分配和技术应用能够平衡的状态，系统设计中应遵守以下原则：
（1）完备性原则完备性
主要是指研发的系统功能是完整的、健全的，能够满足用户的对系统功能的需求，系统具备数据采集、传输、管理、分析及反馈等功能。系统的完备性首先要求系统的设计必须是完备的，在进行系统设计时必须符合设计的规范和要求。
（2）可复用性原则
可复用性是开发人员在开发过程中实现的。可复用性可以实现系统在多种场景中的移植操作。要使系统具备可复用的特性，开发人员应当充分分析此类型系统搭建中共同存在的问题和常用方法，然后设计出一套解决问题的通用系方法，方便系统的移植。
（3）经济性原则
经济性原则是指在保证系统功能完备的情况下，尽可能的节约经费的支出。不能只根据预算的多少决定硬件配置的高低而是应该结合需求，以满足系统性能要求为前提进行选择。其次应该避免反复更换设备，选择设备前应做好提前分析，既要考虑眼前问题，又要考虑长期打算。在系统设计中应避免系统功能模块的代码的冗余和聚合，使各模块间的耦合度尽可能的低。
（4）可靠性原则
可靠性是软件质量测试的重要指标，可以衡量系统是否能够正常运行。可靠性也是系统设计中需要重视的地方。系统的可靠性是实现系统可扩展的基础。在初期的设计中就考虑到系统的稳定性，可以节约后期很多的维护成本。因此，只有设计出的系统满足可靠性，才能保证系统能够长期安全稳定的运行。
（5）可扩展性
可扩展性决定了系统二次开发的成本和难易程度。可扩展性越好，在给原来的系统添加新功能或者修改现有功能时，开发成本就会越低。反之开发成本就会增加。系统功能的可扩展性要视软件的规模和复杂性而定，系统的开发应采用增量的形式进行螺旋式开发或者分层开发。
3.1.3 系统需求分析
通过对当前车间存在的问题进行分析，提出当前车间管理系统存在的问题。根据当前问题，确定以下系统需要实现的功能性的需求如图3.1所示。在系统性能方面，对计算机的配置要求不能太高并且需要满足日常条件下的使用。计算机CPU、GPU的占用率不能长时间高于90%。
在相关车间生产计划方面，通过采集的生产设备相关的实时数据以及生产物料的相关数据对生产状态进行实时跟踪并动态的调整生产计划，增强信息物理世界的融合，提高生产计划的抗干扰性和智能性。
在生产车间设备故障检测方面，基于物理设备比如数控系统、传感器等与虚拟模型实时交互，通过孪生数据驱动设备状态评估、设备故障诊断。通过温度监控，对设备老化或者功耗出现问题的设备提前预警。
在车间实时监控方面，通过建立现场制造设备的三维模型，在虚拟空间完成实体映射，实现制造设备的运行状态监控与作业参数监控。改善存在监控死角的问题，提供自由视角、第一人称视角、自动浏览视角多种监控视角，实现全方位监控车间的运行状况。通过可视化界面展示当前的生产细节。比如：当前工作工时、生产产品数量等。车间工作人员可以借助可视化的数据进行生产分析等其他工作。
3.2 基于数字孪生的车间作业仿真的系统构架
3.2.1 系统的设计流程
在确定车间作业仿真与监控系统的设计目标与设计原则后，搜集、阅读、研究相关资料确定系统的开发流程。按照正确的研发流程，可以提高系统的开发速度和达到系统的完备性、可复用性、经济性、可靠性和可扩展性的要求。经研究后，确定系统的开发流程如下图3.2所示。
确定系统整体流程后，进行系统架构设计，将系统划分为数据获取和虚拟建模模块分别进行开发之后将模型进行融合，进一步完善系统功能。最后进行系统测试。在本文整个系统开发中，主要对车间以及车间中的设备、传感器等为对象进行建模工作。
首先在3dMax软件中构建车间系统的三维模型并导出.fbx格式的模型。在模型导出前进行优化，控制片面数量控制防止模型加载不出来。将.fbx格式模型导入Unity3D，完成场景搭建和模型渲染的工作，利用C#编程语言在Visual Studio编辑脚本驱动模型，系统设计流程如下图3.3所示。
3.2.2 基于数字孪生的系统框架
本文通过在数字孪生五维模型的基础上确定系统整体框架框如下图3.4 所示：
3.3 基于数字孪生的车间作业仿真的系统模块设计
本节将整个系统划分成虚拟系统模块、数据采集模块和系统服务模块三大系统模块，接下来将分别从以上几个方面进行详细介绍。
3.3.1数据采集模块
关于本文的车间作业仿真与监控系统，需要实时监控车间的运行状态，以保证系统设计目的的实现。对于车间作业的仿真与监控系统，系统运行的关键所在便是通过数据的驱动。系统采集的数据应该满足数字孪生车间的数据处理的相关需求，保证系统功能的完整性和及时性。所以为了保证系统功能的及时性和完整性，本节总结了系统所需的所有数据的来源并进行分类。其中，数据主要来源包括数控设备、生产物料、辅助设备以及其他数据，如图3.5所示。
（1）数控设备数据包括数控机床的基本信息、报警信息和运行状态信息等。数控机床的基本信息包括车间数控机床的厂家名称、型号、设备参数等。运行状态信息包括设备运行中的主轴倍率和进给倍率、主轴转速、进给速度、机床运行模式、NC模式、数控机床开机时间、待机时间、设备和工序要求、加工零件个数等。报警信息包括故障的机床编号、故障种类、发生次数、发生率信息等。
（2）生产物料数据和仓库库存数据。生产物料数据包含产品的属性、原料种类、数量等。仓储库存主要包含产品入库、出库的数量、存储的数量等。
（3）辅助设备数据主要包含机械臂、AGV小车、无线温度采集器、物联集中器、三轴振动传感器等系统相关的辅助设备产生的数据，包括辅助设备的基本信息、技术参数等。
（4）其他数据主要包括环境数据和位置信息。环境数据包含车间的温度、湿度以及日期，位置信息是设备在车间中的坐标。
分析所有数据的来源和类型，根据系统的开发中对数据实时性的要求将所有数据分成两种类型：实时数据和非实时数据。非实时数据是在系统运行过程中变化较少的数据，数据更新速度比较慢，不需要实时获取的数据。非实时数据包括车间环境、设备相关的一些基础信息和通用信息。实时数据是随着车间生产的进行而产生，并不断更新变化的数据，在系统运行过程中需要进行实时的获取。实时数据包括生产设备运行产生的数据、传感器采集到的数据等。
3.3.2 虚拟系统模块
1.建模要求及原则
通过相关建模技术实现虚拟系统逼真的复刻，给用户提供良好视觉体验并且能够为虚拟模型系统在规则模型层次的实现提供良好的基础。因此，关于虚拟系统的建模，本节提出以下四点要求：
（1）层次性虚拟模型中包含较多的三维模型并且彼此之间存在一定的依赖关系。由于模型的数量比较多，依赖关系更容易产生混乱。因此，建立有较好的层次关系的模型，有助于在增强整个建模过程的逻辑性和条理性。还有助于在开发和维护过程中对模型进行调整，方便日后对模型进行二次开发。
（2）交互性虚拟模型是数字孪生系统中用户可以直接浏览并进行操作的模块，也是交互最频繁的模块。用户通过虚拟模型了解到车间作业的进行情况，通过多视角的监控全面了解车间生产状况。并且在使用过程中提供数据分析和挖掘的功能。所以要求系统应该具有一定的交互性，在满足系统管理人员的日常操作的基础上，提供更高的便捷性和灵活性。
（3）平衡性由于虚拟模型文件体积较大且系统中存在很多实时交互的操作，对计算机的内存空间和数据处理性能都提出了较高的要求。在建模过程中，应考虑在尽量满足系统建设目标的情况下优化模型，尽量减小内存空间的占用量，减小对CPU、GPU性能的依赖。在功能需求与性能要求之间达到平衡，实现性价比的最大化。也方便系统的移植与扩展。
（4）美观性虚拟系统实现的是对真实物理模型的映射，与真实的物理模型在功能、布局等方面具有一致性，应选择使用功能完善的建模软件实现对真实物理模型的建模工作，使用逼真的贴纸实现对真实物理模型外观的模拟，以达到数字孪生的要求。
2建模层次划分
车间虚拟系统的搭建是一个逐渐深入的过程。先完成几何模型层次的搭建，再考虑动作模型层次，最后是规则模型层次。各层次的层级如下图3.6所示。
（1）几何模型层次
完成车间整体几何模型的搭建，就是完成车间虚拟模型中环境、灯光、控制器、传感器、数控设备等的静态要素的建模工作。这是虚拟系统搭建的第一步，也是整个虚拟系统搭建的基础工作。
（2）动作模型层次
真实车间是不断进行生产操作的，车间的运行是一个各种设备齐力完成工作的动态的过程。所以只有静态的几何模型是不够的，还需要让虚拟模型中的各种设备模型动起来。在这一层次需要完成的是各种设备的各种不同的操作。比如车间运输车辆的移动、拐弯，机械臂的抓取、放下，传送带的移动等操作。
（3）规则模型层次
在生产过程中会存在不同的指令。比如，开机、关机、暂停、添加物料等操作都对应这设备不同的状态，在这一层次整理真实车间生产过程中各生产要素的运行规则，完成在虚拟环境中规则的使用，实现在更深层次的物理车间的建模工作。
3.3.3 系统服务模块
系统服务模块是本文系统提供的一种直接面向用户的模块，该模块具有较强的交互性和展示性，可以根据系统需要实现的目标，提供相应的功能。结合对相关技术的了解，本文的系统服务模块提供了车间监控、数据管理和分析、生产仿真以及设备预警的功能。具体功能如下图3.7所示。
车间监控功能可以实现车间生产过程的全方位、多角度的监控，此功能提供了三种监控视角，分别是：第一人称、自由视角和自动浏览。第一人称视角可以提供最直观的监控视角。该功能是实现第一人称视图模式下的车间漫游，使用者以第一人称视角的方式，使用键盘按键操作方向，实现在车间中可以自由漫游。自由视角可以实现任意选取设备通过第一人称视角进行观察。自动浏览功能是系统安装车间的部件，在核心的区域自动的漫游，不需要用户操作就可以循环的对车间进行巡视。最后重置视角的功能是当场景沙盘移动的位置已经不可在窗口中观察到，点击“重置视角”用将场景恢复移动到初始位置处。
生产仿真功能是本文系统模拟真实物理车间生产的功能。需要通过实时数据驱动完成。在虚拟的环境中，同步展示真实的生产作业过程。
数据管理和分析功能提供的是系统数据的统计和分析功能，包括设备的运行状态数据统计、生产状态数据统计、生产环境数据统计。根据一定规则，分析车间最优效率、分析效率瓶颈，统计车间内数控机床等设备在运行时间内的运行效率和故障等。通过这些数据用户可以更方便的了解整体车间的运行状态，调整生产计划或者生产进度，提高了生产管理人员的管理效率。
系统预警功能主要是根据数据管理和分析功能衍生出来的功能。通过分析生产环境数据，当生产环境数据出现一定问题时，预示系统可能会发生某些问题。比如温度传感器收集到的温度数据一直处在较高位的水平，那么温度传感器监控的设备可能会存在功率过大、金属类的设备机械强度下降等问题。通过这种监测，可以尽早发现设备的问题。
系统服务模块是在本文系统的基础上根据系统采集的数据对车间设备、生产物料等方面进行监控。本层通过搭建虚拟系统模块，采集系统产生的实时数据，分析系统车间设备的运行状态并使车间管理人员更方便的对车间生产进行生产监控，实现了生产车间监控的全面无死角和车间管理的可视透明化，节约了车间生产的用人成本、物料成本、维护成本。
3.4 本章小结
本章对基于数字孪生的车间作业仿真与监控系统进行了设计，根据功能划分为数据采集模块、虚拟系统模块、系统服务模块三大模块，并分别进行设计。第一节在数据采集模块对系统涉及到的数据进行整理、并根据系统的开发要求进行分类，分成静态数据和动态数据；第二节在虚拟系统模块对系统的建模提出了要求，并根据建模要求对虚拟模型层次进行划分；第三节在系统服务模块对系统服务功能进行整理和总结，将系统功能分成车间监控功能、数据管理和分析功能、生产仿真功能以及设备预警的功能，为接下来的系统实现做准备。
第四章 基于数字孪生的车间作业仿真的实现
4.1 实现流程
在本文中以生产车间作为物理对象，首先搭建虚拟场景中的车间虚拟模型并对搭建好的模型进行优化、处理虚拟模型中存在的碰撞检测问题，其次通过OPCUA协议连接车间的数控设备、传感器和控制器采集车间的实时数据，将从车间数控设备、传感器、控制器中采集的数据传输到虚拟系统中，借助C#脚本驱动虚拟系统中的模型进行运动，从而完成整个动态仿真的工作，实现系统实时监控的功能。本文系统的整体开发流程如图4.1所示。基于此开发流程，首先要完成的是虚拟系统的搭建工作，确定建模对象、建模、优化及碰撞检测的方法；其次是分析系统的数据来源和类型，确定数据结构和哪些是需要采集的实时数据，通过OPCUA客户端/服务端的模式采集车间生产过程中产生的实时数据，然后存入到数据库中以及使用C#脚本通过Socket通信的方式将实时数据写入虚拟模型中，同时通过对数据库中存储的孪生数据进行加工和处理提供数据管理和统计的相关系统服务功能。最终，在Unity3D中建立车间生产的动态仿真模型，从而实现基于数字孪生的车间作业仿真与监控系统。
4.2 虚拟模型的搭建
以车间为对象的虚拟模型的建模过程如下图4.2 所示：
（1）分析并确定建模方案分析系统设计需求，决定使用3dMax、Unity3D来实现建模工作。
3dMax是一款PC端的三维立体动画设计渲染和制作软件。它由Discreet公司开发，后被Autodesk公司合并收购。由于3dMax的学习成本较低、功能齐全、学习资料比较丰富，在广告设计、影视创作、工业制造以及工程可视化等领域被广泛应用。在Unity3D平台上可以进行任何创意的发挥与想法变现，包括但不仅限于游戏、艺术和设计等领域，支持在移动端、PC端以及虚拟设备端发布2D内容和3D内容。
（2）建立与真实车间一致的虚拟车间的几何模型
首先根据设备说明书中的资料确定模型结构和尺寸。其次在建模过程中，由于考虑到后续模型要与数据对接进行运动，所以要对整体模型进行拆解。具体到某个设备零部件进行建模，对子模块建模完成后再进行拼接。在导出模型前，还需要对模型进行优化处理。因为未做优化处理的模型顶点和片面数较多，加载速度慢，用户体验较差，对计算机性能要求也比较高。所以，为了减少计算机加载几何模型的时间，降低计算机的CPU、GPU的占用率，还需要对几何模型进行优化处理。在3dMax中选择需要优化的模型，点击修改→配置修改器集→优化，根据模型的实际情况对模型的优化参数进行设置，优化模型。找到工作栏中的“上次优化状态”观察模型顶点以及面数的优化情况，可以看到随着面阈值的增大，模型的面数会有明显的下降从而达到模型优化效果。最后，优化结束后以.fbx的格式将各个模型导出。
（3）搭建虚拟车间的环境要素
将优化好的车间生产设备的几何模型的预设体用在新创建的场景中，搭建虚拟车间的整体场景。在整体场景搭建中，为了达到模型的真实性和场景的真实性，虚拟场景中灯光的设置是必不可少的一步。通过在虚拟模型中添加定向光源、点光源或者聚光灯的方式给虚拟模型添加光线，模拟真实物理环境下的光源环境。选择Unity3D自身提供的的Light组件，点击Component选项下面的Rendering再选择Light选项添加光线。Light光照属性中包含了渲染模式、光照范围、颜色、强度、阴影类型等多种参数。在虚拟场景搭建中尽量多的选择使用定向光源，通过调节光源属性达到与真实环境中光线一致的目的。因为，点光源和聚光灯内存资源的消耗比较大，对计算机性能要求会略高一点，相比之下定向光源更适合本系统。
4.3数据采集和传输
4.3.1 OPCUA数据架构
OPC UA架构是由OPCUA的客户端和服务端组成。OPCUA的服务端负责底层设备的数据采集工作和响应客户端的请求。OPCUA的客户端负责对服务端提出请求，服务端响应后，将接收到的信息给用户。
OPC UA 客户端与服务端交互的具体步骤如下：
（1）OPC UA 客户端发送服务请求
（2）请求经由 OPC UA 通信栈后发送给服务器
（3）OPC UA 服务端接受请求后调用相应的服务集，在地址空间内的节点上或者是监视订阅等模块中执行任务
（4）服务器向客户端返回相应的请求响应
（5）响应经由 OPC UA 通信栈发送到客户端
（6）OPC UA 客户端会对服务器返回的信息进行处理 （7）OPC UA 客户端将从 OPC UA 服务端的地址空间获取到的节点信息等返回给用户
OPC UA客户端发送给服务端的请求主要有读、写、订阅三种形式。请求类型主要包括读数据、写数据、订阅数据或者事件、访问历史数据和事件。读和写操作是客户端从服务器地址空间的从一个或多个节点，读取或者写入一个或多个属性的过程。通常情况下只有变量的Value属性可以写入。发布订阅的过程（翁自觉和谢斌红，2014）是OPCUA客户端向服务器端发送订阅请求并等时间间隔的刷新等待消息的返回，OPCUA服务器端在收到客户端发来的订阅请求后向OPCUA客户端发送请求响应，创建监测项并返回相应的数据的过程。通过对话（Session）的形式来创建一个订阅，创建订阅过程如下图4.11所示。
4.3.2 OPCUA数据采集
将OPC UA 协议运用于车间中的原理是将 OPC UA 服务器嵌入到车间的各类底层生产设备中，将各类数控系统所采集的数据对应映射到OPC UA 服务器地址空间中，在OPC UA 的客户端与服务器端连接后，开始数据的通信。
采用OPC UA 架构进行数据采集，具体步骤如下所示：
步骤 一：查找服务器
OPC UA 客户端首先需要与发现服务器建立连接，然后通过发现服务器获取已注册的OPC UA 服务器列表，进而实现数据通信。具体过程如图4.12 所示。
OPC UA服务器通过调用RegisterServer()方法进行注册，当客户端与发现服务器建立连接之后，客户端通过调用发现服务器提供的FindServers()方法查找所有已注册的OPCUA服务器，从而获取所需的OPCUA服务器的相关描述信息，包括连接过程中的所有信息等。最后，通过调用GetEndpoints()方法来获取服务器的终端信息。这个终端信息包含了在OPCUA客户端和OPCUA服务器之间建立连接所需要的IP地址和安全设置等信息。
步骤二：浏览地址空间
地址空间是OPC UA 服务端中具有多种含义的信息的集合。相比较传统 OPC服务，OPC UA 对地址空间、服务和安全模型进行了统一，通过提供统一化的数据接口来实现信息的统一化访问，提升了数据的通信速率。
OPC UA 的地址空间是由服务器内部的一些节点组成，这些节点也被称为地址空间的基本单元（于旭冉，2019），地址空间内的数据通过这些节点来进行表示，且OPC UA 的节点有多种类型，不同类型的节点除了拥有一些通用属性外，还具有一些有类型决定的属性。
比较重要的节点类型有三种，分别是：对象节点、变量节点和方法节点。
地址空间中的对象类型的节点管理对象本身以及其包含的变量、方法及绑定的事件。OPCUA客户端可以通过读取和订阅的方式来获得OPCUA服务器端地址空间中的对象节点的变量值。变量类型的节点用来存储OPCUA服务端获取到的车间设备的底层信息。地址空间中变量节点的Value值可以被OPCUA客户端进行读取或者修改，也可以订阅变量节点的数据变化进行监控。方法节点由OPCUA服务器端进行配置，包括客户端输入参数的设置及返回的输出结果的形式，一般为简单的数据处理。
步骤三：订阅数据数
据实时获取的实现依靠的是OPCUA通过发布/订阅的模式来周期性的获取数据。首先OPCUA客户端初始化一个订阅服务，创建监控项。然后OPCUA服务端对监控项进行等间隔采样并将数据返回给OPCUA客户端。订阅实现主要依靠CreateSubscription、Publish、DeleteSubscription、CreateMonitoredItems、DeleteMonitoredItems、ModifyMonitoredItems方法
4.3.3 OPC UA数据传输
要想实现模型的同步映射，实现数据的实时传输是解决问题的关键所在。因为车间数据量比较多，本文允许存在一定延迟的情况下，尽量实现车间设备的运动状态与虚拟场景中设备的运动是一致的。在OPCUA客户端获得数据后，通过C#脚本进行基于TCP协议的Socket通信，将OPCUA获取到的数据发布到Unity中。Socket原理图如图4.17所示。另外还将OPCUA客户端获取到的数据存储到数据库中，方便对数据进行分析和管理以及系统仿真相关的其他操作。
4.4系统服务实现
4.4.1 车间作业仿真
数字化、虚拟化的车间是对实体车间中的要素、行为和规则三元素建模，得到映射的几何模型、行为模型和规则模型，从而能够对实体车间高度真实的仿真和模拟。采用仿真技术，完成孪生数据驱动下车间全维度仿真。本文中，对车间作业的仿真主要体现在以下三个方面：对生产过程的仿真、对生产工艺的仿真以及对设备布局的仿真。
对生产过程的仿真体现在车间中核心装配设备的运动仿真，车间中的核心装配设备主要有AGV小车、机器人、数控设备等。对于运动轨迹可预先设置的装备提前设置运动路线，对于运动轨迹实时变化的设备通过数据库或者Socket通信获取数据。
对生产工艺的仿真体现在对工艺数据库资源的支持方面。通过连接工艺数据库获取资源信息，形成车间数字孪生数据模型和工艺信息全维度数据库。工艺数据库信息包括车间设备类、工件类、人员类、环境类、车间布局类、设备健康模型类、工件质检模型类、生产模型类等。仿真系统和工艺数据库连接起来，将数据库中的设备数据和模型信息加载到仿真系统中。数据库中的资源按照制造方法被分为树形结构，从各级子节点中可以选择所属的生产设备资源。
对设备布局的仿真体现在采用有向图拓扑结构描述车间各设备和设施的位置，采用实体几何模型的动态加载技术，实现标准三维模型文件的动态加载，实现自定义车间布局和仿真优化。
4.4.2 机械臂的运动仿真
系统服务中仿真功能是通过孪生数据驱动实现的。本节主要介绍车间中机械臂的运动仿真。本文车间中的机械臂是六自由度的机械臂，在仿真过程中通过OPCUA协议采集真实设备中各轴的参数，驱动虚拟场景中机械臂的运动并做出与真实场景中相同的动作。
4.5 本章小结
本章首先对系统的实现流程进行介绍，实现系统的搭建首先要完成虚拟模型的建立，实现数据的采集，通过数据驱动模型的运转并完成其他的系统功能。然后对系统实现的关键部分进行介绍，分别从虚拟模型的搭建、数据的采集和传输方面分别介绍具体的实现方法。虚拟模型的搭建包括分析并确定建模方案、建立与真实车间一致的虚拟车间的几何模型、搭建虚拟车间的环境要素、通过C#脚本实现基于真实物理模型的数据的虚拟模型的驱动。数据的采集和传输方面介绍了OPCUA的数据架构，数据的采集步骤和传输方法。采用基于TCP协议的Socket通信达到协同的目的。
第五章 总结
数字孪生技术是实现物理信息融合的有效手段。根据国家战略计划的制定也可看出数字孪生技术的重要性。本文是对数字孪生技术在车间作业仿真和监控方面的探索，一定程度上为车间生产管理的发展提供一些思考。本文的主要研究工作如下：
（1）本文基于数字孪生对车间作业仿真与监控系统进行设计与实现，对系统的相关技术进行理论研究。在理论研究后分析当前车间作业仿真与监控存在的问题，并根据此提出了系统的设计原则和实现目标。根据功能将本文系统划分为的数据采集模块、虚拟系统模块、系统服务模块，并分别进行设计。
（2）针对系统的实现，首先要搭建虚拟模型，通过3dMax、Unity3D完成虚拟模型的搭建工作。在建模过程中，首先对各个子模块进行分层次的建模，然后将模型组合起来进行优化，减少顶点和片面的数量，在不影响效果的基础下降低模型的质量。其次是实现数据的实时采集。先对数据进行分类，确定需要进行实时采集的数据，通过OPCUA架构实现数据的实时获取。然后，构建数据库，通过C#脚本实现实时数据驱动完成模型的运转和其他的系统功能。
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致谢
在论文基本定稿的时候，我心里夹杂着难以表达的伤感和欣喜，毕业论文是我即将毕业的主要任务之一，这一个任务饱含了指导老师的诲人不倦、朋友同学的帮助以及自己一点一滴的努力。回首大学生活，师院承载了我最美年华里的四个春翡夏翠秋金冬银，有过欢笑也曾留下遗憾，但庆幸的是，此时此刻我们还能聚首一起畅想未来。
借此机会，我想对我的指导老师以及帮助过我的同学朋友致以最真挚的谢意。
最想感谢的是我的指导教师—，一位见闻广博而又耐心细致的良师。他在本文的选题、构思和撰写等方面给以了我很好的指导、极大的帮助，也在我论文的修改上给予了许多好的建议，多次认真的审阅和耐心的指导使我的论文得到了不断的完善，乃至终于定稿。这些都多亏了闭老师的辛勤指导和教诲。此外，陆XX老师、王XX老师、陈XX老师、赵XX老师等也曾在开题报告时对我的论文提纲结构的完善提出了宝贵建议，使我进入初稿写作前有了一个更清晰的思路，对此我内心也充满了感激。
另外，我也要感江某某、赵某某、宋某某等我亲爱的同学朋友们，对我论文的资料来源收集与格式规范化提供了一些帮助;他们在我繁忙时提醒我要注意的论文事项以及需要及时完成的任务，有利于我顺利完稿、交稿。
总之，感谢所有帮助过我、给予我善意微笑的所有同学们，在这四年里给了我莫大的帮助和关怀，让我的青春岁月充满友谊的光辉和温暖。
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