[发明专利]一种数字孪生系统

说明书

本发明公开了一种数字孪生系统，包括物理实体、虚拟实体，所述物理实体通过连接与所述虚拟实体信号相连，包括孪生数据、服务模块，所述孪生数据、服务模块、物理实体、虚拟实体通过连接相互连通形成一个整体。通过设置五维数字孪生模型的使用，平台可适应不同行业，不同层次用户，比如终端现场操作人员、专业技术人员、管理决策人员、及产品终端用户等的需求，且能适配不同业务的应用需求。

技术领域

本发明涉及数字孪生领域，特别是涉及一种数字孪生系统。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，目前在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。目前在国内应用最深入的是工程建设领域，关注度最高、研究最热的是智能制造领域。

现有的数字孪生模块紧紧是一个与物理模型相匹配的单一模型，该模型在使用中存在调度困难，匹配性差的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种数字孪生系统，通过设置孪生数据和服务两个模块，可以使得平台能用于不同领域用户，提高数字孪生模型的应用范围和应用便捷性。

本发明采用的技术方案如下：

一种数字孪生系统，包括物理实体、虚拟实体，所述物理实体通过连接与所述虚拟实体信号相连，其特征在于：包括孪生数据、服务模块，所述孪生数据、服务模块、物理实体、虚拟实体通过连接相互连通形成一个整体，表达函数如式(1)所示：

M_DT＝(PE,VE,Ss,DD,CN) (1)

式中：PE表示物理实体，VE表示虚拟实体，所述虚拟实体用于从多维度、多空间尺度、及多时间尺度对物理实体进行刻画和描述；Ss表示服务，DD表示孪生数据，CN表示各组成部分间的连接，所述连接用于物理实体、虚拟实体、服务及数据之间的普适工业互联，所述连接用于实现虚实实时互联与融合。

进一步地，本发明公开了一种数字孪生系统的优选结构，所述服务包括功能性服务和业务性服务，所述功能性服务为所述业务性服务提供运行支撑；所述服务用于对数字孪生应用过程中所需各类数据、模型、算法、仿真、结果进行服务化封装。

进一步地，所述功能性服务包括：①面向VE提供的模型管理服务，包括建模仿真服务、模型组装与融合服务、模型VVA服务、模型一致性分析服务；②面向DD提供的数据管理与处理服务，包括数据存储、封装、清洗、关联、挖掘、融合服务；③面向CN提供的综合连接服务，包括数据采集服务、感知接入服务、数据传输服务、协议服务、接口服务。

进一步地，所述业务性服务包括：①面向终端现场操作人员的操作指导服务，包括虚拟装配服务、设备维修维护服务、工艺培训服务；②面向专业技术人员的专业化技术服务，包括能耗多层次多阶段仿真评估服务、设备控制策略自适应服务、动态优化调度服务、动态过程仿真服务；③面向管理决策人员的智能决策服务，包括需求分析服务、风险评估服务、趋势预测服务；④面向终端用户的产品服务，包括用户功能体验服务、虚拟培训服务、远程维修服务。

进一步地，所述孪生数据DD包括PE数据(D_p)，VE数据(D_v)，Ss数据(D_s)，知识数据(D_k)，及融合衍生数据(D_f)，如式(2)所示：

DD＝(D_p,D_v,D_s,D_k,D_f) (2)。