[發(fā)明專利]一種設備數(shù)字孿生建模方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113011085B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫洪喜;肖愛斌;路暢;劉瑞廷;林偉;李子辰;劉慶凱
• 申請（專利權）人: 青島彎弓信息技術有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06F111/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 丁爾宇

本發(fā)明涉及一種設備數(shù)字孿生建模方法，通過現(xiàn)實物理設備的數(shù)據統(tǒng)計，建立數(shù)字孿生模型；將數(shù)字孿生模型進行組合，形成數(shù)字孿生系統(tǒng)各設備的關聯(lián)；創(chuàng)建深度模擬神經網絡，通過物理設備的運行數(shù)據，生成數(shù)字孿生系統(tǒng)；建立異常監(jiān)控神經網絡，通過對系統(tǒng)運行數(shù)據的監(jiān)測，觸發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的重建模。本發(fā)明的方法可有效提高物理設備與孿生模型的匹配效率，可清晰實現(xiàn)各工藝流程設備之間的連接情況。

技術領域

本發(fā)明涉及計算機、智能計算領域，尤其涉及一種設備數(shù)字孿生建模方法及系統(tǒng)。

背景技術

隨著信息技術與制造業(yè)的融合，數(shù)字孿生系統(tǒng)可實現(xiàn)物理世界和信息世界之間的交互和融合，充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。通過數(shù)字孿生，可在不影響現(xiàn)實系統(tǒng)運行的情況下，方便快捷的對系統(tǒng)進行修改調整，并預測系統(tǒng)運行結果。然而，數(shù)字孿生作為新興技術，需花費大量的時間對物理設備進行數(shù)字孿生系統(tǒng)建模，一旦建模完成，物理設備若發(fā)生了改造或變化，則所建模型和數(shù)字映射都可能發(fā)生變化。因此，快速對物理設備進行數(shù)字孿生建模，并在物理系統(tǒng)發(fā)生變化時，進行自動迭代具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種云組態(tài)平臺的模型匹配處理方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的設備數(shù)字孿生建模方法，包括下列步驟，

S1通過現(xiàn)實物理設備的數(shù)據統(tǒng)計，建立數(shù)字孿生模型；

S2將數(shù)字孿生模型進行組合，形成數(shù)字孿生系統(tǒng)各設備的關聯(lián)；

S3創(chuàng)建深度模擬神經網絡，通過物理設備的運行數(shù)據，生成數(shù)字孿生系統(tǒng)；

S4建立異常監(jiān)控神經網絡，通過對系統(tǒng)運行數(shù)據的監(jiān)測，觸發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的重建模。

進一步的，所述S1中，建立數(shù)據轉換模型，通過對現(xiàn)實物理設備的數(shù)據點位特性進行編碼，將物理設備的特性轉換為數(shù)字信息，記CH_k＝[ch_k1，ch_k2，...，ch_kN]，CH_k表示設備k的特性轉換為數(shù)字編碼的信息集合，ch_kn表示設備k特征信息對應的數(shù)字編碼，N為特征信息數(shù)量；通過建立詳細數(shù)據點位特性來創(chuàng)建數(shù)字模型，為物理設備和數(shù)字孿生模型建立數(shù)字關聯(lián)；

匹配模塊20調用存儲模塊30的數(shù)字模型信息，并將數(shù)字模型信息通過相同應用特性的規(guī)則組織管理。通過數(shù)字模型第一特性，將模型集合劃分為m個集合，令dp¹表示數(shù)字模型集合，表示數(shù)字模型第一特性；再通過數(shù)字模型第二、第三特性將劃分為i×j個集合，并融合第一特性即：以此類推，將兩個特性作為集合進行劃分，直至將數(shù)字模型的所有信息劃分完成，最終獲得

進一步的，所述S1中，設置一個指針變量tip，首先令tip＝ch_k1，根據tip在集合dp¹中查詢，當時，跳轉至集合再令tip＝ch_k2ch_k3在集合中查詢，當時，再跳轉至集合迭代tip值，直至最終獲得至此，查詢完畢，對應的數(shù)字模型即為現(xiàn)實物理設備k根據自身點位特性所匹配獲得的數(shù)字孿生模型。

通過上述方法對存儲模塊30中的數(shù)字模型進行組織和管理，并使用指針變量tip進行查詢，可減少系統(tǒng)數(shù)據運算規(guī)模，快速匹配獲得現(xiàn)實物理設備對應的孿生數(shù)字模型。

進一步的，所述S2中，將匹配模塊獲得的數(shù)字模型發(fā)送至組合模塊，進行系統(tǒng)關聯(lián)，對數(shù)字模型設置數(shù)據集合LMOD表示各設備之間的關聯(lián)關系，P表示設備的數(shù)量。

通過LMOD集合進行各數(shù)字模型的連接，可清晰實現(xiàn)各工藝流程設備之間的連接情況。