在世界各国制造业加速向智能化、数字化方向转型升级的背景下,虚拟调试技术由于可以缩短产品生产准备周期、降低调试风险与时间、提高研发效率与数字化程度而成为实现转型升级的关键技术。本文提出一种基于分布式的数据驱动换向器柔性生产线虚拟调试方案,能够在生产线设计阶段实现对生产线的仿真调试与优化评估。同时选取生产线中的车内孔机台、车外圆机台和AGV作为简化生产线模型实现所设计的虚拟调试方案,并对其整体功能进行验证。本文的研究内容如下:首先,针对换向器柔性生产线虚拟调试的需求进行分析,并针对需求提出一种基于分布式的数据驱动生产线虚拟调试方案,方案包含模型层构建、控制层设计、调度层构建和总控层设计。将虚拟调试方案的实施划分为生产线各机台数字样机的搭建和各机台数字样机之间的联合通信与调度两个部分并分别进行详细介绍。其次,实现基于PLC数据驱动的生产线设备车内孔机台和车外圆机台数字样机的搭建。具体包括对模型层和控制层进行设计与构建,并且对模型层和控制层之间的通信进行设计,完成PLC信号和模型信号接口间的映射,实现模型层和控制层之间的信息交互。然后,通过调度层构建和总控层设计,解决生产线设备车内孔机台和车外圆机台数字样机间的联合通信与生产线调度问题,同时满足换向器生产线柔性要求。调度层构建主要通过构建AGV模块及其与机台之间的交互实现。总控层设计主要包括总控PLC程序设计、信号联合通信与交互设计、软件可视化集成设计三个方面。最后,对设计并实现的生产线虚拟调试方案进行异常检测和通信功能验证。通过结构干涉验证和PLC功能验证完成单机台虚拟调试功能验证,同时通过对AGV功能验证、柔性要求验证、总控PLC功能验证完成生产线虚拟调试功能验证,验证了该虚拟调试方案的有效性与适用性。