[发明专利]一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法及系统，涉及信息、建模仿真技术领域，包括：驱动机制确定步骤、评估单元划分步骤、测试环境搭建步骤、数据获取步骤、数据预处理步骤、可信指标计算步骤、可信指标聚合步骤。本发明提出了针对装备数字孪生演化过程的可信度评价指标及其量化计算方法，弥补了现有技术的空白，提高评估的科学性和有效性。

技术领域

本发明涉及信息、建模仿真技术领域，尤其涉及一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法及系统。

背景技术

装备的数字孪生技术目前正处于蓬勃发展期，针对如何根据具体需求构建装备的数字孪生体模型，各细分行业进行了积极探索，总体可以划分为两大类，一类是充分结合领域知识的机理模型，一类是不依赖于领域知识的数据驱动模型，也称非机理模型。但是，目前尚没有形成一套标准的数字孪生演化过程方法流程，而数字孪生模型依据真实世界物理对象实时传感数据进行演化更新，与其在全生命周期保持一致是数字孪生最重要的难点和特点。因此，对数字孪生演化过程进行可信评估尤为重要，一方面，对其演化过程进行可信评估可以倒逼数字孪生演化过程的进一步完善，另一方面，可信的数字孪生演化过程才能发挥数字孪生模型的价值和作用，避免错误决策，造成损失。

当前的针对数字孪生可信评估的方法研究较少，大都是借鉴建模仿真领域的VVA技术，大致可以分为三类，一类是以专家打分、图灵测试为主的主观评价法，一类是将仿真结果与实物数据对比的客观结果校验法，还有一类是以层次分析法(AHP)、贝叶斯网络为代表的主客观结合的方法。

由此可见，针对装备数字孪生可信评估的方法尚处于起步阶段，尚没有形成一套方法体系，而具体到数字孪生的演化过程可信评估，现有技术则更为缺乏，只能依赖与之不太适应的传统的建模仿真校核、检验方法。显然，目前的技术很难与装备的数字孪生技术特点相一致，第一，现有的技术没有明确涉及装备的数字孪生演化过程对应评价指标，第二，现有的技术无法给出装备数字孪生演化过程可信度量化及计算方法，第三，针对装备数字孪生系统多学科、多维度、多尺度特点，现有技术无法给出标准的演化过程可信度聚合方法。

因此，提出一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法及系统，解决现有技术中存在的问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法及系统，提出了针对装备数字孪生演化过程的可信度评价指标及其量化计算方法，弥补了现有技术的空白，提高评估的一致性和适应性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向装备数字孪生演化过程的可信评估方法，包括以下步骤：

驱动机制确定步骤：根据数字孪生演化的触发条件，确定数字孪生演化的驱动机制；

评估单元划分步骤：基于实物系统结构组成，结合传感器的部署和测量，将实物系统划分为多个待评估单元；

测试环境搭建步骤：根据装备工作特性，搭建测试环境，并使数字孪生系统在该测试环境下正常工作；

数据获取步骤：在指定时刻向实物系统和数字孪生系统中输入测试信号，并通过传感器收集多个待评估单元的运行真实数据以及虚拟传感器采集数字孪生模型的仿真数据；

数据预处理步骤：对各个待评估单元按照不同视图分别整理对应的运行真实数据和仿真数据，并进行时间对齐、滤波、奇异值去除处理；

可信指标计算步骤：针对每各个待评估单元，分学科进行数字孪生演化过程的可信指标计算，包含演化实时性指标、演化准确性指标、演化平稳性指标；

可信指标聚合步骤，对可信指标进行指标三级聚合。

可选的，驱动机制确定步骤中，数字孪生演化的驱动机制包括：周期性时间驱动机制和事件驱动的机制。