[發明專利]面向工業互聯網的數字孿生體數據管理方法

在審

• 申請號: 202110883571.4
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113325816A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王濤;李騰;安士才;車偉帥
• 申請（專利權）人: 山東捷瑞數字科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L9/32
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 宮兆儉

本發明涉及工業互聯網技術領域，實現了一種面向工業互聯網的數字孿生體數據管理方法，所述方法包括以下步驟：S1：數據采集，通過數據采集模塊采集產品數據以及相關數據并進行預處理和初步分析；S2：數字孿生體構建，通過數字孿生模塊根據數據將物理實體建立模型，構建對應的數字孿生體；S3：數據存儲，通過區塊鏈模塊對數字孿生模塊的數據進行封裝和存儲；S4：建模預測，通過數據交互模塊進行數據仿真、預測，實現物理實體、模型和數字孿生體三者之間銜接；S5：終端展示，通過可視化模塊將虛擬仿真結果以及最終產品在終端進行多維度展示；所述的數據采集模塊與數字孿生模塊相連，所述的數字孿生模塊與區塊鏈模塊、數據交互模塊和可視化模塊相連。

技術領域

本發明涉及數字孿生體數據管理方法，尤其涉及一種面向工業互聯網的數字孿生體數據管理方法，涉及工業互聯網技術領域。

背景技術

工業互聯網的本質和核心是通過工業互聯網平臺把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地連接融合起來。近年來，數字孿生技術被廣泛應用于工業互聯網云平臺，數字孿生技術是在信息化平臺內模擬物理實體、流程或系統，實現物理域和虛擬域互聯互通。構建一個數字孿生體需要大量的數據計算，涉及到龐大的數據量，因此，共享數據是否安全可信是工業互聯網快速發展的前提和基礎，如何保證共享數據的安全、可信，成為工業互聯網中數字孿生技術所面臨的巨大挑戰。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種面向工業互聯網的數字孿生體數據管理方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種面向工業互聯網的數字孿生體數據管理方法，所述的方法包括以下步驟：S1：數據采集，通過數據采集模塊采集產品數據以及相關數據并進行預處理和初步分析；所述數據采集模塊包括智能感知節點和數據處理器；所述智能感知節點獲取設備和產品數據以及其他關聯數據，并能實現數據的自主采集、自動同步以及遠程控制；所述數據處理器設置于數據采集終端，通過卷積神經網絡的數據檢測算法對所述智能感知節點數據進行預處理和分析；所述智能感知節點的數據通過5G、WiFi或藍牙無線高速網絡通訊方式實現數據的無線傳輸；S2：數字孿生體構建，通過數字孿生模塊根據所述數據采集模塊傳入的數據將物理實體建立模型，構建對應的數字孿生體；S3：數據存儲，通過區塊鏈模塊將數字孿生模塊的數據封裝為交易并對數據進行存儲；S4：建模預測，通過數據交互模塊進行數據仿真、預測，實現物理實體、模型和數字孿生體三者之間銜接；S5：終端展示，通過可視化模塊將虛擬仿真結果以及最終產品在終端進行多維度展示；所述的數據采集模塊與數字孿生模塊相連，所述的數字孿生模塊與區塊鏈模塊、數據交互模塊和可視化模塊相連。更進一步地，所述的數字孿生模塊主要包括物理空間和數字虛擬空間；所述物理空間用于基于云計算、人工智能和大數據技術對孿生數據的分析和服務；所述虛擬空間用于對基礎設備、產品系統、生產環境進行多層次、全維度的仿真和建模；所述的數字孿生模塊將物理空間中的數據在數字虛擬空間完成映射，建立模型，構建對應的數字孿生體，所述數字孿生體實現產品的智能規劃設計、生產管理、運行維護和故障預測各種功能。

更進一步地，所述區塊鏈模塊包括依托互聯網技術構建一個對等網絡平臺；在所述區塊鏈模塊中構建區塊，所述區塊包含區塊頭和區塊體，所述區塊頭是區塊的唯一標識，所述區塊體用來存儲從孿生體模塊傳入的數字孿生體數據，通過共識機制將不同的區塊上鏈，連接起來形成一個完整的數字孿生體的數據區塊鏈，所述的共識機制防止惡意節點破壞區塊的形成。

更進一步地，所述區塊鏈模塊把數據封裝為交易并對數據進行存儲，所述存儲數據的結構為默克爾樹結構，不同時刻的數據將在預設時間內進行收集并形成一個新的交易，通過默克爾樹的形式進行存儲。

更進一步地，所述數據交互模塊通過數據驅動實現物理實體、模型和數字孿生體三者之間的銜接，使信息和數據在三者之間進行相互耦合，實現三者之間的數據通信；利用機器學習和深度學習的人工智能算法實現物理層面與虛擬數字孿生層面的交互與同步反饋，完善物理空間中的流程。