[發(fā)明專利]基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110143201.7
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN112925281B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡天亮;魏永利;孟麒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開的基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成方法及系統(tǒng)，包括：將需求域設(shè)定為使用數(shù)字孿生技術(shù)解決物理實(shí)體具體應(yīng)用服務(wù)問題所需必要條件；將功能域設(shè)定為使用數(shù)字孿生技術(shù)解決物理實(shí)體具體應(yīng)用服務(wù)問題所需物理實(shí)體未滿足的必要條件；將物理域設(shè)定為實(shí)現(xiàn)功能域所需的必要條件；將過程域設(shè)定為物理域中設(shè)計(jì)元素的部署實(shí)施方案；對(duì)功能域與物理域之間的設(shè)計(jì)矩陣、物理域與過程域之間的設(shè)計(jì)矩陣進(jìn)行獨(dú)立性公理分析；對(duì)滿足獨(dú)立性公理的部署實(shí)施方案進(jìn)行信息公理分析，選取信息量最小的部署實(shí)施方案為最優(yōu)部署實(shí)施方案。將數(shù)字孿生技術(shù)與公理性分析相結(jié)合，獲取了基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)的最優(yōu)部署實(shí)施方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

最近幾年，隨著CPS(Cyber-Physical Systems)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生(DigitalTwin)技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。通過構(gòu)建物理實(shí)體在數(shù)字空間的孿生體，物理空間和數(shù)字空間虛實(shí)共生，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界對(duì)物理世界的全面、真實(shí)、客觀的映射。

憑借以上技術(shù)優(yōu)勢(shì)，數(shù)字孿生技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展。它的應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸擴(kuò)展到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域，并在相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。數(shù)字孿生技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)給基于模型的應(yīng)用分析帶來了質(zhì)的飛躍。然而，目前的研究在物理實(shí)體是否滿足利用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題時(shí)的必要條件等方面沒有相關(guān)的成熟經(jīng)驗(yàn)，即對(duì)于使用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題時(shí)，物理實(shí)體應(yīng)滿足什么必要條件，當(dāng)使用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題時(shí)，如何設(shè)計(jì)優(yōu)化部署實(shí)施方案使得物理實(shí)體以更好的性能狀態(tài)利用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題尚無系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成方法及系統(tǒng)，將數(shù)字孿生技術(shù)與公理化設(shè)計(jì)相結(jié)合，獲取了實(shí)體制造系統(tǒng)的最優(yōu)部署實(shí)施方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提出了基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成方法，包括：

將需求域設(shè)定為使實(shí)體制造系統(tǒng)以更好的性能狀態(tài)利用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題；

將功能域設(shè)定為使實(shí)體制造系統(tǒng)以更好的性能狀態(tài)利用數(shù)字孿生技術(shù)解決其具體應(yīng)用服務(wù)問題；

將物理域設(shè)定為實(shí)現(xiàn)功能域所需的必要條件；

將過程域設(shè)定為物理域中設(shè)計(jì)元素的部署實(shí)施方案；

對(duì)功能域與物理域之間的設(shè)計(jì)矩陣、物理域與過程域之間的設(shè)計(jì)矩陣進(jìn)行獨(dú)立性公理分析；

對(duì)滿足獨(dú)立性公理的部署實(shí)施方案進(jìn)行信息公理分析，選取信息量最小的部署實(shí)施方案為最優(yōu)部署實(shí)施方案。

第二方面，提出了基于數(shù)字孿生的實(shí)體制造系統(tǒng)部署方案的生成系統(tǒng)，包括：

需求域設(shè)定模塊，用于將需求域設(shè)定為使用數(shù)字孿生技術(shù)解決物理實(shí)體具體應(yīng)用服務(wù)問題所需必要條件；

功能域設(shè)定模塊，用于將功能域設(shè)定為使用數(shù)字孿生技術(shù)解決物理實(shí)體具體應(yīng)用服務(wù)問題所需物理實(shí)體未滿足的必要條件；

物理域設(shè)定模塊，用于將物理域設(shè)定為實(shí)現(xiàn)功能域所需的必要條件；

過程域設(shè)定模塊，用于將過程域設(shè)定為物理域中設(shè)計(jì)元素的部署實(shí)施方案；

獨(dú)立性公理分析模塊，用于對(duì)功能域與物理域之間的設(shè)計(jì)矩陣、物理域與過程域之間的設(shè)計(jì)矩陣進(jìn)行獨(dú)立性公理分析；