[發明專利]用于對物理裝備的操作進行建模的方法和系統

有效

• 申請號: 201880027516.1
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN110573973B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 馬爾科·佩萊拉;米爾科·卡洛西
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B19/418
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳俊;楊忠

提出了用于對物理裝備(110)的操作進行建模的方法和系統(100)。例如，一種系統(100)包括至少第一部件(111)和第二部件(112)。第一部件(111)和第二部件(112)具有至少一個物理連接(130a)。分別從第一模型(121)和第二模型(122)接收物理連接的第一模型操作參數和第二模型操作參數。分別用第二模型操作參數和第一模型操作參數來更新第一模型(121)和第二模型(122)。在一個示例中，第一模型(121)和第二模型(122)在不同的計算機系統上運行。在另一個示例中，從第一部件(111)和第二部件(112)接收實時操作數據，并且分別用從第二部件和第一部件接收的實時操作數據來更新第一模型(121)和第二模型(122)。在另一個示例中，系統(100)可接收并處理模擬輸入。在各種示例中，物理連接(130a)可包括材料流、旋轉軸或控制信號。

說明書

背景技術

本文公開的主題涉及操作和建模技術，并且更具體地說涉及用于對物理裝備的操作進行建模的方法和系統。例如，在石油和天然氣工業中，物理裝備可提供用于氣體液化、精煉等的功能。物理裝備可包括壓縮機、熱交換器、渦輪機、泵、閥、致動器、調節器、鼓風機、控制系統和其他物理部件。在物理裝備的設計中，物理部件以特定方式連接以實現特定工程設計目標。部件被連接來實現例如有機和無機流體(處于氣相和液相兩者)的材料流，允許例如燃氣渦輪機、蒸汽渦輪機、燃氣發動機或電動馬達的旋轉設備的機械連接，驅動諸如壓縮機(諸如軸向、離心和往復式壓縮機)和泵(諸如軸向、離心和往復式泵)的操作機構，并且實現靜態設備和旋轉設備兩者的相關控制系統。

在一個示例中，物理裝備可包括由不同供應商供應的眾多物理部件。為了實現對物理裝備的行為的建模和模擬，不同的供應商可設計并實施專有的建模軟件，這種建模軟件基于物理部件的操作模型以及部件的輸入和輸出(也被稱為邊界條件或邊界極限)來對特定物理部件的行為進行建模。由于每個部件的建模軟件的專有性質，常規的系統建模技術通常需要離散的模擬階段，其中在假設某些邊界極限的情況下由第一模型來模擬第一部件，所述第一模型的輸出隨后被輸入到第二模型中，以便同樣使用第一模型的輸出作為邊界極限來模擬第二部件，以此類推。所述過程被手動地迭代若干次，直到不同的模型收斂于相同的邊界極限和得到模擬場景中涉及的若干方驗證的解。這種手動迭代過程可能要花費數周來實現，由此增加了對物理裝備操作進行建模和/或模擬時的時間和成本要求。當外部控制系統連接到一個或多個不同的動態模型，并且需要若干次計算迭代來收斂于對于所有子系統都有效的同一個解(即邊界極限收斂)時，上述場景甚至會變得更復雜。對此的替代方案是，單方對設備使用脫離其自身專長和直接供應的簡化模型來創建唯一的模型。在這種場景中，不可能使用裝備的所有部件的高保真模型。

發明內容

提出了用于對物理裝備的操作進行建模的方法和系統。例如，一種系統包括至少第一部件和第二部件。第一部件和第二部件具有至少一個物理連接。分別從第一模型和第二模型接收物理連接的第一模型操作參數和第二模型操作參數。分別用第二模型操作參數和第一模型操作參數來更新第一模型和第二模型。在實踐所述方法或系統的一些公開的實施方案時可實現的優勢是，有能力提高質量并且減少對整個物理裝備的操作進行模擬或建模的循環時間。另一項優勢是，僅在模型之間交換與被建模部件之間的物理連接相對應的操作參數，因此不需要共享有關模型以及有關所交換操作參數的產生方式的專有細節。

在一個示例中，第一模型和第二模型在位于不同地理位置的計算機系統上運行，所述計算機系統并未通過共同的局域網連接。在另一個示例中，從第一部件和第二部件接收實時操作數據，并且分別用從第二部件和第一部件接收的實時操作數據來更新第一模型和第二模型。在另一個示例中，所述系統可接收并處理模擬輸入。在各種示例中，所述物理連接可包括材料流、旋轉軸或控制信號。

以上實施方案僅是示例性的。其他實施方案也在所公開的主題的范圍內。

附圖說明