[发明专利]基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成方法及系统

说明书

本发明公开的基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成方法及系统，包括：将需求域设定为使用数字孪生技术解决物理实体具体应用服务问题所需必要条件；将功能域设定为使用数字孪生技术解决物理实体具体应用服务问题所需物理实体未满足的必要条件；将物理域设定为实现功能域所需的必要条件；将过程域设定为物理域中设计元素的部署实施方案；对功能域与物理域之间的设计矩阵、物理域与过程域之间的设计矩阵进行独立性公理分析；对满足独立性公理的部署实施方案进行信息公理分析，选取信息量最小的部署实施方案为最优部署实施方案。将数字孪生技术与公理性分析相结合，获取了基于数字孪生的实体制造系统的最优部署实施方案。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

最近几年，随着CPS(Cyber-Physical Systems)技术的发展，数字孪生(DigitalTwin)技术逐渐成为研究的热点。通过构建物理实体在数字空间的孪生体，物理空间和数字空间虚实共生，实现了数字世界对物理世界的全面、真实、客观的映射。

凭借以上技术优势，数字孪生技术持续快速发展。它的应用领域已逐渐扩展到产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域，并在相关领域产生了巨大的推动作用。数字孪生技术的技术优势给基于模型的应用分析带来了质的飞跃。然而，目前的研究在物理实体是否满足利用数字孪生技术解决其具体应用服务问题时的必要条件等方面没有相关的成熟经验，即对于使用数字孪生技术解决其具体应用服务问题时，物理实体应满足什么必要条件，当使用数字孪生技术解决其具体应用服务问题时，如何设计优化部署实施方案使得物理实体以更好的性能状态利用数字孪生技术解决其具体应用服务问题尚无系统的理论指导。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成方法及系统，将数字孪生技术与公理化设计相结合，获取了实体制造系统的最优部署实施方案。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，提出了基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成方法，包括：

将需求域设定为使实体制造系统以更好的性能状态利用数字孪生技术解决其具体应用服务问题；

将功能域设定为使实体制造系统以更好的性能状态利用数字孪生技术解决其具体应用服务问题；

将物理域设定为实现功能域所需的必要条件；

将过程域设定为物理域中设计元素的部署实施方案；

对功能域与物理域之间的设计矩阵、物理域与过程域之间的设计矩阵进行独立性公理分析；

对满足独立性公理的部署实施方案进行信息公理分析，选取信息量最小的部署实施方案为最优部署实施方案。

第二方面，提出了基于数字孪生的实体制造系统部署方案的生成系统，包括：

需求域设定模块，用于将需求域设定为使用数字孪生技术解决物理实体具体应用服务问题所需必要条件；

功能域设定模块，用于将功能域设定为使用数字孪生技术解决物理实体具体应用服务问题所需物理实体未满足的必要条件；

物理域设定模块，用于将物理域设定为实现功能域所需的必要条件；

过程域设定模块，用于将过程域设定为物理域中设计元素的部署实施方案；

独立性公理分析模块，用于对功能域与物理域之间的设计矩阵、物理域与过程域之间的设计矩阵进行独立性公理分析；