[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字孿生模型的液壓支架全壽命周期管理方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110873007.4 | 申請日: | 2021-07-30 |
| 公開(公告)號: | CN113420465B | 公開(公告)日: | 2023-05-05 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 王宏偉;武亞丹;付翔;陳龍;王浩然;閆志蕊;耿毅德 | 申請(專利權(quán))人: | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號: | G06F30/20 | 分類號: | G06F30/20;G06Q50/02;G06F119/04 |
| 代理公司: | 北京一枝筆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11791 | 代理人: | 劉曉飛 |
| 地址: | 030000 *** | 國省代碼: | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 數(shù)字 孿生 模型 液壓 支架 壽命 周期 管理 方法 | ||
1.一種基于數(shù)字孿生模型的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1.建立物理模型,并獲得實時同步的數(shù)字孿生模型;
S2.在液壓支架設(shè)置多個傳感器;所述傳感器包括位置傳感器,和/或,壓力傳感器;
S3.根據(jù)多個所述傳感器的數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)分析與計算,在所述數(shù)字孿生模型上實現(xiàn)煤層頂板和底板情況的可視化;當(dāng)所述傳感器為位置傳感器,所述步驟S3具體包括:根據(jù)所述液壓支架的位置傳感器,以及所述液壓支架的傾斜角度,在所述數(shù)字孿生模型上可繪制煤層底板情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析與計算,可判斷煤層底板的傾斜角度;當(dāng)所述傳感器為壓力傳感器,所述步驟S3具體包括:根據(jù)所述液壓支架的壓力傳感器,可測得所述液壓支架的頂板的各狀態(tài)情況,在所述數(shù)字孿生模型上使煤層頂板情況實現(xiàn)可視化,以判斷井下是否處于安全狀態(tài);
S4.在所述數(shù)字孿生模型上放置用于監(jiān)測油壓的探針,可獲得實時的油壓監(jiān)測數(shù)據(jù),判斷油壓的實時狀態(tài);
S5.將測得的參數(shù)信息傳至云數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存,并且通過與所述數(shù)字孿生模型融合,進(jìn)行所述液壓支架的全壽命狀態(tài)分析;所述步驟S5包括:
S501.由所述傳感器感知環(huán)境狀況,并且發(fā)送給所述云數(shù)據(jù)庫,所述云數(shù)據(jù)庫融合各種所述傳感器的信號,并且根據(jù)功能和算法的定義進(jìn)行支架全壽命狀態(tài)的分析,將分析結(jié)果存入壽命狀態(tài)庫;
S502.對所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行實時監(jiān)測,獲得的模型監(jiān)測數(shù)據(jù)可與所述傳感器搜集到的信息融合,傳至控制臺執(zhí)行,對已經(jīng)達(dá)到支架損壞臨界值的信息做出判斷和及時處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,所述步驟S1包括:
S101.對所述液壓支架進(jìn)行建模,并導(dǎo)入軟件中生成物理模型;
S102.分析所述物理模型的各組件的運動關(guān)系,連接運動副;
S103.驗證所述物理模型能否跟實際狀況相符以及仿真精度是否一致,若上述驗證條件均滿足,則繼續(xù)下一步驟,若上述驗證條件至少有一項不滿足,則跳至步驟S102;
S104.將所述物理模型定義成所需的接口文件;
S105.將所述接口文件導(dǎo)入工作控制平臺進(jìn)行互聯(lián),形成所述數(shù)字孿生模型;
S106.連接所述數(shù)字孿生模型的輸入端口和輸出端口,以進(jìn)行實時驅(qū)動、實現(xiàn)物理體和數(shù)字體的實時交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,所述步驟S104具體包括:將所述物理模型通過Modelica建模語言導(dǎo)出形成符合FMI標(biāo)準(zhǔn)的FMU接口文件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,所述步驟S105具體包括:將已經(jīng)定義好的所述接口文件導(dǎo)入實時仿真的軟硬件工作控制平臺進(jìn)行互聯(lián),接口文件需要按照所述軟硬件工作控制平臺的接口和協(xié)議進(jìn)行發(fā)送,最終完成所述數(shù)字孿生模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,所述步驟S106具體包括,所述工作控制平臺對所述數(shù)字孿生模型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,以及計算,在所述工作控制平臺上形成有輸入端口和輸出端口的所述數(shù)字孿生模型,并且對所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行一系列的調(diào)試,達(dá)到模型仿真與工作平臺的同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓支架全壽命周期管理方法,其特征在于,所述步驟S5中的液壓支架全壽命狀態(tài)分析,采用大數(shù)據(jù)、智能算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)對所述液壓支架的健康狀態(tài)進(jìn)行評估,判斷部件發(fā)生故障的結(jié)構(gòu)部位,并且做出診斷,根據(jù)專家?guī)旌鸵酝泄ぷ鹘?jīng)驗的人員,對所述液壓支架及時進(jìn)行調(diào)整。
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