[发明专利]数字双胞胎图

说明书

一种使用基于图的结构来管理多个数字双胞胎的系统，该系统包括存储包括多个子图的数字双胞胎图的一个或多个数据库。每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点。该系统还包括一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据。另外，该系统包括计算系统，该计算系统被配置为基于经由一个或多个传感器接口接收到的数据来修改多个子图以及多个子图之间的边缘连接。

技术领域

本公开主要涉及用于创建和利用基于图的结构来管理数字双胞胎的系统、方法和装置。本文描述的技术可以应用于例如分析现实世界、各种运行环境中的物理装置之间存在的关系。

背景技术

数字双胞胎(DT)为机器的数字版本。一旦创建，DT可用于以真实世界系统的数字表示来表示机器。创建DT以使其在对应机器的形式和行为上相同。此外，DT可以在更大的系统内反映机器的状态。例如，可以将传感器放置在机器上以从物理对象捕获实时(或接近实时)数据，以将其转发回远程DT。然后DT可以进行必要的改变，以保持其与物理双胞胎的对应关系。

常规DT实施方式的设计侧重于对象级行为。DT技术的当前焦点在于创建对象的、可用于识别提高对象效率的机会的数字对应物。例如，已经证明相比没有DT的风力涡轮机，风力涡轮机的DT可用于提供高达20％更多的能量容量。这通过收集、可视化和分析来自风力涡轮机的数据以及使用预测分析来协助运营战略规划来实现。这是一种对象级空间DT，因为它只在运行期间捕获对象(单阶段不捕获时间方面)。

其他常规系统借助对象级时空DT具有更广泛的视图。该DT从设计、工程、生产、操作、服务、维护和产品结束时捕获对象的特征。为了捕获时空方面，一些系统使用单片表示方法，对象的数字表示聚合不同生命周期阶段所需的所有方面和数据。这种被称为机电对象的方法效率不高，因为所得到的对象通过聚合所有必要数据会变得迅速膨胀。此外，此DT不捕获不同DT之间的交互流或对象在现实世界中遇到的业务流。

发明内容

本发明的实施例通过提供与用于管理数字双胞胎(DT)的基于图的结构相关的方法、系统和装置，解决和克服一个或多个上述缺点和缺陷。这种基于图的结构在本文中称为“数字双胞胎图”或“DTG”。本文所述的DTG技术可以用于例如向制造商提供各种现实世界的物理装置与其他实体(例如人)之间的关系的详细视图。使用DTG范例、设计人员、制造商和维护提供商可以相互交互，以获得更高质量的产品和更有效的维护结果。

根据一些实施例，一种用于使用基于图的结构管理多个数字双胞胎的系统，该系统包括存储包括多个子图的DTG的一个或多个数据库。每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点。例如，在一些实施例中，图中的每个节点对应于与不同物理对象相关联的数字双胞胎单元。该系统还包括一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据。另外，该系统包括计算系统，该计算系统被配置为基于经由一个或多个传感器接口接收到的数据来修改子图和子图之间的边缘连接。

例如，假设DTG包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图，该第二物理对象由指示第一物理对象使用第二物理对象的边缘连接。第一和第二物理对象可以分别为，例如人和车辆。如果计算系统确定第一物理对象不再使用第二物理对象，则可以从DTG中删除对应的边缘。代替(或除了)指示当前使用的图边缘，边缘可以指示第一物理对象过去使用第二物理对象。基于该过去使用的指示，可以预测与第一物理对象未来使用第二物理对象相对应的时间段。此外，可以在预测时间段之外，调度对第二物理对象的更新(例如，软件升级)。在一些实施例中，使用仿真第一物理对象和第二物理对象的行为的仿真模型来预测时间段。在这些实施例中，计算系统可以包括仿真平台，该仿真平台被配置为使用跨多个处理器并行执行的仿真引擎来执行每个相应的仿真模型。在一个实施例中，传感器接口包括web服务接口，其被配置为促进与远程物理对象的通信。该系统还可以包括移动装置接口，该移动装置接口被配置为促进(i)远程物理对象的监测，以确定与远程物理对象相对应的数据，以及(ii)经由web服务接口与远程物理对象相对应的数据的传送。