[發明專利]面向產品全生命周期的數字孿生體數據管理方法

有效

• 申請號: 201910294907.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110503290B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 閻艷;黃思翰;王國新;李盼
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉芳

本發明一種面向產品全生命周期的數字孿生體數據管理方法，具體過程為：構建一個Peer?to?Peer網絡，將產品全生命周期的所有參與者納入該網絡；創建區塊，包括區塊頭和區塊體；所述區塊頭是區塊的身份證明，具有唯一性，區塊體用來存儲數字孿生體的數據，以標準“Transaction”的形式存儲；按照時間戳順序，利用工作量證明共識機制，將不同的區塊連接起來，形成數字孿生體的全生命周期數據區塊鏈。本發明區塊鏈記錄了數字孿生體的全生命周期的數據，且不可篡改，在保證數據真實性的前提下，可以很方便地進行歷史數據的分析。

技術領域

本發明屬于先進制造技術領域，具體涉及一種面向產品全生命周期的數字孿生體數據管理方法。

背景技術

隨著數字化制造的發展(Digital manufacturing)，數字孿生體(Digital twin)應運而生。數字孿生體由物理產品和虛擬產品兩部分組成，它們之間利用信息技術和傳感器技術等進行無縫的數據交換。虛擬產品根據物理產品的實際狀態進行實時更新，以實現對物理產品的狀態監控和反饋。考慮到虛擬產品的高保真特性，基于虛擬產品的數據分析可以用來改進物理產品的性能、預測物理產品的故障情況等。

數字孿生體概念由Grieves在2003年的時候提出來的。在2010年的時候，NASA構建了第一個真正的數字孿生體，即航天飛機的數字孿生體，驗證了數字孿生體的巨大作用。Glaessgen和Stargel分析了實現高保真虛擬產品的關鍵因素。Rios等將數字孿生體的應用從航天飛機推廣到普通產品。Lee等進一步將數字孿生體推廣到制造系統，Uhlemann等研究了數字孿生體的數據獲取方法。

在產品的全生命周期中，由眾多的企業或者個人參與到數字孿生體的構建和更新中，從而組成了一個復雜的網絡。在數字孿生體的數據管理過程中，需要解決一下問題：

(1)在產品的全生命周期中，參與者眾多，共同為構建數字孿生體做出自己的貢獻，特別是數據的采集、存儲、分享等。考慮到數據的價值以及復雜的參與者網絡，需要對同時解決數字孿生體的數據存儲、數據準入、數據共享和數據真實性問題。

(2)在數字孿生體的發展過程中，虛擬產品總是更新到物理產品的最新狀態。在這個過程中，虛擬產品被不斷地重寫，即數據不斷丟失。考慮到歷史數據的價值，歷史虛擬產品記錄了數字孿生體的發展過程，可以服務與新產品的開發。因此，在數字孿生體的數據管理中，在保證虛擬產品處于最新狀態的條件下，解決歷史虛擬產品被重寫的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種面向產品全生命周期的數字孿生體數據管理方法，該方法從數字孿生體的全生命周期數據管理的角度出發，利用區塊鏈技術，綜合解決數字孿生體的數據存儲、數據準入、數據共享和數據真實性以及歷史虛擬產品重寫問題。

實現本發明的技術方案如下：

一種面向產品全生命周期的數字孿生體數據管理方法，具體過程為：

構建一個Peer-to-Peer網絡，將產品全生命周期的所有參與者納入該網絡；

創建區塊，包括區塊頭和區塊體；所述區塊頭是區塊的身份證明，具有唯一性，區塊體用來存儲數字孿生體的數據，以標準“Transaction”的形式存儲；

按照時間戳順序，利用工作量證明共識機制，將不同的區塊連接起來，形成數字孿生體的全生命周期數據區塊鏈。

進一步地，本發明產品生命周期的所有參與者包括產品設計、產品制造、產品物流、產品維護、產品購置和產品回收。

進一步地，在數字孿生體續存期間，如果不同參與者之間進行技術文檔的分享，則需要立即記錄到一個新的“Transaction”中。

進一步地，本發明存儲在“Transaction”中的數據包括產品簡介表。