[发明专利]一种流程制造车间数字孪生模型、数字孪生系统构建方法

权利要求书

1.一种流程制造车间数字孪生模型构建方法，其特征在于：包括：

通过工业的建模软件对流程制造物理车间的各要素几何物理属性进行建模，构建静态物理模型SPM；

依据流程制造物理车间的动态数据之间的关联关系，构建动态数据关系模型DDRM；

建立数据通讯接口DCI，对静态物理模型SPM与动态数据关系模型DDRM进行模型融合，完成车间要素多维数字孪生模型的构建。

2.根据权利要求1所述的流程制造车间数字孪生模型构建方法，其特征在于：所述车间要素多维数字孪生模型由静态物理模型与动态数据关系模型融合而成，车间要素多维数字孪生模型DTM的表达式为：

DTM＝SPM∪DDRM∪DCI

其中：SPM为静态物理模型；DDRM为动态数据关系模型；DCI为数据通讯接口。

3.根据权利要求1所述的流程制造车间数字孪生模型构建方法，其特征在于：所述静态物理模型SPM与动态数据关系模型DDRM进行模型融合的表达式为：

F＝O∪U

DDRM＝{S,C}且

O＝{o₁，o₂，…，o_q}

C＝{c₁,c₂,…,c_t}且

其中：F表示合理评价法则；O表示合理约束关系，o_q表示第q个合理约束关系；U表示合理运行阈值，u_P表示第P个合理运行阈值；S表示设备运行参数集，S_P表示设备第P个运行参数；C表示生产流程工艺参数数据集，c_t表示第t个工艺参数；表示S作用于C；WE表示车间事件；Z表示事件评价机制；表示工艺参数构成车间事件WE，由事件评价机制Z对车间内的车间事件WE进行评价；表示设备运行参数与运行阈值特征匹配；表示合理评价法则与事件评价机制有效集成。

4.根据权利要求3所述的流程制造车间数字孪生模型构建方法，其特征在于：所述融合的步骤，包括：

通过分析静态物理模型SPM层次结构，确立静态物理模型SPM中的合理约束关系以及合理运行阈值，构建包括合理约束关系与合理运行阈值的合理评价法则；

依据动态数据关系模型DDRM中动态数据的动态变化，建立生产流程动态数据—产线事件的映射关系，生成事件评价机制；

通过事件评价机制当前产线事件与车间生产流程进行比对判定；通过合理评价法则对静态物理模型中合理约束关系与合理运行阈值的合理性进行判定；对产线的设备运行参数数据与合理运行阈值进行特征匹配；

通过数据通讯接口DCI实现动态数据对静态物理模型的实时驱动以及动态数据的实时映射，完成合理评价法则与事件评价机制有效集成；完成车间要素多维数字孪生模型的构建。

5.一种流程制造车间数字孪生模型构建装置，其特征在于：包括：

第一构建模块，用于通过工业的建模软件对流程制造物理车间的各要素几何物理属性进行建模，构建静态物理模型SPM；

第二构建模块，用于依据流程制造物理车间的动态数据之间的关联关系，构建动态数据关系模型DDRM；

第三构建模块，用于建立数据通讯接口DCI，对静态物理模型SPM与动态数据关系模型DDRM进行模型融合，完成车间要素多维数字孪生模型的构建。

6.一种流程制造车间数字孪生系统的构建方法，其特征在于：包括权利要求1-4中任一项所述的流程制造车间数字孪生模型构建方法，还包括：

对车间要素的多维数字孪生模型按照物理车间的组成结构进行分级，获得车间级的多维数字孪生模型；

构建物理产线系统、虚拟产线系统、生产线信息服务系统以及孪生数据系统组合而成的数字孪生系统；其中，虚拟产线系统包括车间级的多维数字孪生模型；

将物理产线系统、虚拟产线系统与生产线信息服务系统通过孪生数据系统进行两两交互、迭代运行，完成流程制造车间数字孪生系统的构建。