[發(fā)明專利]一種數(shù)字孿生模型多時空尺度融合方法和系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114201792A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶飛;程江峰;鄒孝付;徐慧;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學;北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/27;G06K9/62;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種數(shù)字孿生模型多時空尺度融合方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)、進行數(shù)字孿生模型空間尺度融合，針對構(gòu)成裝備模型的各異構(gòu)子模型進行融合；

步驟(2)、進行數(shù)字孿生模型時間尺度融合，針對構(gòu)成裝備模型的在時間尺度上因磨損、應力、老化導致的外形、功能變化的子模型進行融合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生模型多時空尺度融合方法，其特征在，所述步驟(1)、數(shù)字孿生模型空間尺度融合，針對構(gòu)成裝備模型的各異構(gòu)子模型進行融合，具體實現(xiàn)如下：

(1.1)裝備包括多個異構(gòu)單元，在建立其數(shù)字孿生模型時需要對多個異構(gòu)單元的子模型進行融合組裝，對同一格式的子模型，對每個子模型設(shè)計空間屬性接口，該接口定義了子模型在父模型中的空間位置和角度區(qū)間，此處的父模型指的是由各子模型融合組裝成的裝備數(shù)字孿生模型；空間屬性接口包括子模型在父模型中的x/y/z空間坐標區(qū)間和x/y/z旋轉(zhuǎn)角度區(qū)間，分別表征子模型在父模型中的位置和角度，此處的位置和角度是一個區(qū)間值，即表明用戶可在此區(qū)間對位置和角度根據(jù)實際進行微調(diào)；

(1.2)對不同格式的子模型，首先以目標格式為參照進行格式轉(zhuǎn)換，即將目標格式轉(zhuǎn)換邏輯固化在微處理器中，將轉(zhuǎn)換前模型的二進制數(shù)據(jù)輸入微處理器中的一級緩存中進行緩存，轉(zhuǎn)換邏輯對一級緩存中的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入二級緩存，最后將二級緩存中的數(shù)據(jù)輸出成目標格式模型；針對轉(zhuǎn)換后的子模型，按照步驟(1.1)設(shè)計空間屬性接口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生模型多時空尺度融合方法，其特征在，所述步驟(2)、進行數(shù)字孿生模型時間尺度融合，針對構(gòu)成裝備模型的在時間尺度上因磨損、應力、老化等導致的外形、功能變化的子模型進行融合，具體實現(xiàn)如下：

(2.1)對子模型設(shè)計時間屬性接口，該接口基于事先輸入的裝備各單元機理公式完成磨損、應力、老化計算；

(2.2)根據(jù)實際裝備各單元運轉(zhuǎn)時間并結(jié)合(2.1)中對該裝備各單元磨損、應力、老化計算，動態(tài)調(diào)整步驟(1.1)中構(gòu)建的子模型參數(shù)，使其能夠表征磨損、應力、老化的狀態(tài)，并完成裝備動態(tài)數(shù)字孿生模型的組裝融合。

4.一種數(shù)字孿生模型多時空尺度融合系統(tǒng)，其特征在于，包括：

數(shù)字孿生模型空間尺度融合模塊，該模塊主要針對構(gòu)成裝備模型的各異構(gòu)子模型間的融合，具體實現(xiàn)如下：

(1.1)裝備一般由多個異構(gòu)單元構(gòu)成，在建立其數(shù)字孿生模型時需要對多個異構(gòu)單元的子模型進行融合組裝，對同一格式的子模型，對每個子模型設(shè)計空間屬性接口，該接口定義了子模型在父模型中的空間位置和角度區(qū)間，此處的父模型指的是由各子模型融合組裝成的裝備數(shù)字孿生模型；空間屬性接口包括子模型在父模型中的x/y/z空間坐標區(qū)間和x/y/z旋轉(zhuǎn)角度區(qū)間，分別表征子模型在父模型中的位置和角度，此處的位置和角度是一個區(qū)間值，即表明用戶可在此區(qū)間對位置和角度根據(jù)實際進行微調(diào)；

(1.2)對不同格式的模型，首先以目標格式為參照進行格式轉(zhuǎn)換，即將目標格式轉(zhuǎn)換邏輯固化在微處理器中，將轉(zhuǎn)換前模型的二進制數(shù)據(jù)輸入微處理器中的一級緩存中進行緩存，轉(zhuǎn)換邏輯對一級緩存中的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入二級緩存，最后將二級緩存中的數(shù)據(jù)輸出成目標格式模型；針對轉(zhuǎn)換后的模型，按照(1.1)設(shè)計空間屬性接口；

數(shù)字孿生模型時間尺度融合模塊，該模塊主要針對模型在時間尺度上因磨損、應力、老化等導致的外形、功能變化時的模型間融合，具體實現(xiàn)如下：

(2.1)對模型設(shè)計時間屬性接口，該接口基于事先輸入的裝備各單元機理公式完成磨損、應力、老化等計算；

(2.2)根據(jù)實際裝備各單元運轉(zhuǎn)時間并結(jié)合(2.1)中對該裝備各單元磨損、應力、老化等的計算，動態(tài)調(diào)整步驟(1)中構(gòu)建的子模型參數(shù)，使其能夠表征磨損、應力、老化等的狀態(tài)，并完成裝備動態(tài)數(shù)字孿生模型的組裝融合。