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[发明专利]智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法-CN202110017331.6有效
发明人：宋学官;邹亚男;来孝楠;王鑫;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06Q50/02 文献下载
摘要：一种智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法，通过对智能挖掘机挖掘过程中关键零部件进行有限元分析，得到相关结构力学性能；采集智能挖掘机关键零部件在挖掘过程中的重要运行状态，通过数据处理计算得等到关键运行数据；将传感器数据与人工智能算法融合，利用预测模型对多种未知工况下智能挖掘机零部件进行结构性能预测；最后利用计算机图形学技术将性能数据信息建模渲染，得到智能挖掘机结构性能显示的数字孪生体，实现智能挖掘机在挖掘过程中关键零部件性能信息的数字孪生映射。本发明在多种运行工况下，利用传感器以及人工智能算法实时计算智能挖掘机关键零部件结构力学性能，实现性能信息的实时显示监测、挖掘轨迹显示、反馈控制、故障预警等实用性功能。
智能挖掘机结构性能数字孪生构建方法

[发明专利]一种大型复杂机电装备的“测-算-控”智能化数字孪生方法-CN202010407005.1有效
发明人：宋学官;原永亮;来孝楠;王硕 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-05-14 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供了一种大型复杂机电装备的“测‑算‑控”智能化数字孪生方法，包括物理样机系统、数据通讯系统、数据解码系统、优化计算系统、数据融合系统、孪生仿真系统和存储系统，可以实现大型复杂机电装备从产品研发、制造到后期运维的全生命周期管理，对大型复杂机电装备的性能预估、故障诊断和性能优化具有重要意义。
一种大型复杂机电装备智能化数字孪生方法

[发明专利]一种空气冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法-CN202310174185.7在审
发明人：宋学官;汪子逸;阚子云;李建基;来孝楠;杨亮亮;曹旭阳 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种空气冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法，属于数字孪生领域。其基于数字孪生系统，包括散热物理模块、传感器模块、算法模块和实时虚拟显示模块。散热物理模块为真实散热模组物理实体；传感器模块在散热物理模块的热源部分安装热电阻用于采集实时温度，在其空气冷却散热器附近安装红外摄像机采集环境的实时温度，在空气冷却散热器附近安装分贝采集器采集散热器工作时的环境实时噪音；算法模块建立散热器工作信息的训练集，并搭建神经网络；通过实时显示模块对散热器散热特性进行显示。本发明能够实时分析、监测和预测散热器在长时间不同负荷下工作时散热特性；可在没有物理实体的情况下预测散热器的散热特性，为散热器的优化设计提供直观、可靠的信息。
一种空气冷却散热器散热特性数字孪生系统构建使用方法

[发明专利]面向重大装备或关键部件的“形-性”一体化数字孪生方法-CN202010134404.5有效
发明人：宋学官;来孝楠;郭正刚;原永亮;邱一鸣;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-03-02 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种面向重大装备或关键部件的“形‑性”一体化数字孪生方法，属于数字孪生领域。针对重大装备或关键部件，利用传感器技术采集其关键数据，将所得大量实时数据通过大数据技术简化分类；按照数据的不同响应要求，采用“云‑边结合”的计算模式，开发对应AI算法与数值求解器得到所需的性能数据，充分利用边缘计算低延迟与云计算高性能的特性完成数据融合；利用计算机图形技术将所得性能数据映射为物理设备的高保真孪生体，搭建直观、可信、虚实高度一致的孪生映射模型。本发明实现了在复杂工况下，利用少量的传感器信息即可实时计算出装备的整体性能，结合历史数据实现对装备性能的评估、预测及反馈控制，保障装备的正常作业，防止事故的发生。
面向重大装备关键部件一体化数字孪生方法

[发明专利]定制产品用户评论意见挖掘与综合量化方法及系统-CN202310476738.4在审
发明人：宋学官;刘通;来孝楠;张林 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F40/211 文献下载
摘要：本发明属于文本情感分析领域，具体为一种定制产品用户评论意见挖掘与综合量化方法及系统。本发明在用户观点抽取的基础上，结合LDA主题模型、word2vec词向量和k‑means聚类算法设计了一种用户评价单元归类算法，实现评价单元总结和归纳。同时，提出一种情感强度计算方法，并结合数理统计量将用户评价按照类别量化。该意见挖掘方法和系统实现海量文本信息的快速分析、总结和情感量化，使用户评论意见挖掘结果更加直观。
定制产品用户评论意见挖掘综合量化方法系统

[发明专利]基于数字孪生的盾构机虚拟体验策略-CN202310484215.4在审
发明人：宋学官;李建基;张帅;来孝楠;梁朋伟;马新奥 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种基于数字孪生的盾构机虚拟体验策略，属于装备虚拟体验技术领域。步骤如下：首先，创建数字孪生平台，搭建历史数据模型库；其次，在ANSYS中，对历史数据模型库进行不同工况下的仿真计算，建立虚拟仿真数据模型库；再次，融合历史数据模型库、虚拟仿真数据模型库，建立本地数据模型库D；通过克里金代理模型对本地数据模型库中的其他工况下的数据进行预测，并建立预测模型库P；最后，基于预测模型库P中的预测的不同工况下的数据，构建盾构机数字孪生体，实现对不同工况下盾构机刀盘受力、变形等状态的实时显示。本发明可以有效提高盾构机施工效率，降低施工风险，优化施工方案，从而实现盾构机施工数字化、智能化的目标。
基于数字孪生盾构虚拟体验策略

[发明专利]一种液体冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法-CN202310174499.7在审
发明人：宋学官;汪子逸;阚子云;李建基;来孝楠;杨亮亮;曹旭阳 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：一种液体冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法，属于数字孪生领域。其基于数字孪生系统，由散热物理模块、传感器模块、算法模块和实时虚拟显示模块四个模块组成。散热物理模块为真实散热器物理实体；传感器模块在散热物理模块的热源部分和散热器部分安装热电阻用于采集实时温度；算法模块建立散热器工作信息的训练集，并搭建神经网络，将训练集和神经网络记录在数据库中；通过实时显示模块对散热器散热特性进行实时显示。本发明能够实时分析、监测和预测散热器在长时间不同负荷下工作时散热特性；本发明可在没有物理实体的情况下预测散热器的散热特性，为散热器的优化设计提供直观、可靠的信息。
一种液体冷却散热器散热特性数字孪生系统构建使用方法

[发明专利]一种支撑综采工作面地理环境及装备的虚拟规划方法-CN201810987960.X有效
发明人：谢嘉成;王学文;来孝楠;杨兆建;李博;夏蕊;乔春光;葛星;刘阳;李祥 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-08-28 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种支撑综采工作面地理环境及装备的虚拟规划方法，所述虚拟规划方法是根据不同采煤地理环境及装备条件，利用三机选型设计与方法模块在综采装备选型数据库中选出三机具体型号输入装备模块，构建模拟三机真实行为的数字化三机装备；利用数字化煤层在虚拟环境下生成虚拟煤层模型，提取煤层曲面特征数据，转化为装备运行截割路径；将数字化装备模型导入软件中，利用采煤参数模型进行虚拟仿真并实时记录规划数据，完成性能参数优化，达到指导生产的目的。本方法解决了企业迫切需求快速选择配套装备、以及对预选装备方案的工作状况进行可视化预演与规划，达到了综采虚拟仿真的全生命周期的多样性设计和最优设计。
一种支撑工作面地理环境装备虚拟规划方法

[实用新型]基于数字孪生平台的门式起重机-CN202220713281.5有效
发明人：李建基;宋学官;龚壮壮;吕一林;徐月;杨亮亮;来孝楠;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-07-19 - 主分类号： B66C19/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及基于数字孪生平台的起重机技术领域，尤其是一种基于数字孪生平台的门式起重机。该起重机的第一导轨平行设置有两条，第一导轨上均设置有底座，底座的下方的两端间隔安装有行走轮，底座的上端安装有门架，门架的顶部之间通过顶架连接，顶架上安装有平移机构，平移机构上设置于卷扬机构；位置相对应的两个行走轮之间通过转轴连接，其中一个行走轮与第一电机的输出轴连接并通过第一电机驱动旋转，第一电机的一侧设置有速度传感器，底座上设置有载荷传感器，卷扬机构的一侧设置有位置传感器，卷扬机构上设置有位姿传感器。本实用新型通过第一电机同步驱动各个行走轮，实现低造价高同步运行，便于构建数字孪生平台。
基于数字孪生平台起重机

[发明专利]门式起重机数字孪生体的构建方法-CN202210322568.X在审
发明人：李建基;宋学官;龚壮壮;吕一林;徐月;杨亮亮;来孝楠;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B66C19/00 文献下载
摘要：本发明涉及数字孪生体技术领域，尤其是一种门式起重机数字孪生体的构建方法。门式起重机数字孪生体包括物理空间模块、通信模块、算法模块、客户端显示模块四部分，物理空间模块包括门式起重机和若干传感器；门式起重机数字孪生体的构建方法包括如下步骤：(1)对门式起重机的动作、状态进行数据采集，进行静力学分析，确定影响门式起重机结构性能的关键因素；(2)通过通信模块的通讯手段将物理空间模块采集的数据传输到算法模块；(3)在算法模块中完成起门式重机数据的虚实融合；(4)将算法模块计算得到的数据与物理空间模块的传感器采集的数据分别以三维模型和信息量化的形式在客户端可视化。本发明能够实施监测门式起重机工作状态。
起重机数字孪生构建方法

[发明专利]臂架起重机数字孪生体的构建方法-CN202210322885.1在审
发明人：李建基;宋学官;吕一林;龚壮壮;徐月;来孝楠;何西旺;杨亮亮 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及数字孪生技术领域，尤其是一种臂架起重机数字孪生体的构建方法。该臂架起重机数字孪生体的构建方法包括如下步骤：(1)在物理空间模块的臂架起重机中布置若干传感器，对臂架起重机的动作、状态进行数据采集；(2)通过通信模块的通讯手段将物理空间模块采集的数据传输到算法模块；(3)在算法模块中完成起臂架重机数据的虚实融合，以实时传感器数据作为输入，实现对起重机几何形态和结构力学性能的在线计算；(4)将算法模块计算得到的数据与物理空间模块的传感器采集的数据分别以三维模型和信息量化的形式在客户端可视化，辅助用户合理决策。本发明可实现对整机几何形态的实时监测和结构力学性能的动态预测，保障起重机安全运行。
架起数字孪生构建方法

[发明专利]一种边缘端的实时数据动态在线快速处理方法-CN202111135158.6在审
发明人：宋学官;杨亮亮;来孝楠;何西旺;李昆鹏;庞勇;孙伟;李鹏 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2022-01-07 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明属于信号处理技术领域，涉及一种边缘端的实时数据动态在线快速处理方法。本发明采用在线动态去噪方法去除速度中包含的噪音量，确保去噪结果有的效性和准确性；针对在线积分后的位移，采用高效的数据去噪方法进行动态在线去噪，进一步减少位移值中漂移对最终积分结果的有效性；在确保积分方法准确性的条件下，将积分算法嵌入边缘设备端，在近数据源实现数据快速计算分析，实现边缘端的在线信号动态快速积分，为数据的高效处理和计算提供有效参考。
一种边缘实时数据动态在线快速处理方法

[发明专利]一种梯度增强变保真代理模型建模方法-CN202111105898.5在审
发明人：宋学官;李昆鹏;王硕;来孝楠;何西旺;杨亮亮 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-22 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种梯度增强变保真代理模型建模方法，属于代理模型技术领域。步骤如下：(1)根据低保真样本及其对应的低保真真实响应和低保真真实梯度建立低保真模型。以梯度增强径向基函数模型作为低保真模型，通过所建立的低保真模型给出高保真样本处的低保真预测响应和低保真预测梯度；(2)引入比例因子和差异函数对低保真模型进行修正；(3)求解比例因子和差异函数中的待定系数列向量；(4)建立梯度增强变保真代理模型的预测表达式。本发明能够在传统变保真代理模型的基础上，充分考虑梯度信息的物理意义，从而进一步强化模型的预测精度。同时，该方法对所建立的相关矩阵进行求逆时采用Cholesky分解，能够有效的保证计算效率。
一种梯度增强保真代理模型建模方法

[发明专利]机理模型和动态数据联合驱动的“云-边”结合数字孪生方法-CN202111191507.6在审
发明人：宋学官;来孝楠;何西旺;李昆鹏;杨亮亮;王硕;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种机理模型和动态数据联合驱动的“云‑边”结合数字孪生方法，用于构建多种物理实体的数字孪生。获取特定的物理实体信息，对采集数据进行筛选和简单分析，采用实时通讯技术将处理后的数据传输到计算和分析部分，根据所得到数据由相应的仿真分析方法模拟并预测物理实体的外在行为和内在性能信息，将预处理数据、分析数据和物理实体的几何数据相结合，利用多源数据融合方法将多种数据集成并存储，同时满足数字孪生数据的历史可溯性、当下实时性和未来预测性。本发明实现了针对多种物理实体形貌和性能一体的数字孪生快速构建，利用有限的传感器信息实时得到物理实体的姿态和全局性能信息，有助于实现针对物理实体的有效评估、精准预测和最优决策。
机理模型动态数据联合驱动结合数字孪生方法

[发明专利]一种基于结构应力法的焊缝疲劳数字孪生框架-CN202111134347.1在审
发明人：宋学官;何西旺;李昆鹏;来孝楠;杨亮亮;王一棠;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于数字孪生领域，涉及一种基于结构应力法的焊缝疲劳数字孪生框架，该框架分为离线阶段和在线阶段，其中离线阶段包括有限元模型建立、等效结构应力计算和人工智能算法训练；在线阶段包括传感器数据读取、人工智能算法预测、雨流计数法统计和累积损伤计算剩余寿命。该框架结合了有限元法、结构应力法、人工智能算法、上包络线方法、雨流计数法以及Miner线性累积损伤五种方法。本发明通过对焊缝力学性能和疲劳损伤的实时预测，实现对焊缝危险部位的可视反馈和提前预警。
一种基于结构应力焊缝疲劳数字孪生框架

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