[发明专利]一种基于数字孪生的计量设备自动化检定线运维系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的计量设备自动化检定线运维系统，将数字孪生思想引入计量设备自动化检定线运维管理过程，通过建立计量设备自动化检定线数字孪生模型，构建与计量设备自动化检定线物理实体高度一致的计量设备自动化检定线虚拟数字孪生体，实现虚拟空间与物理空间的交互映射；通过融合计量设备自动化检定线数字孪生模型和实时数据，实现计量设备自动化检定线的运行综合监控、瓶颈分析、故障分析和可靠性预测，对检定线全运行周期进行有效管理，提升运维水平，保障检定线稳定可靠运行，提供科学合理的决策支持，提升经济效益和助力产业升级。

技术领域

本发明涉及电能计量资产运维管理领域，尤其涉及一种基于数字孪生的计量设备自动化检定线运维系统。

背景技术

计量资产运维管理是一项复杂的系统工程，在实际计量资产运维过程中，由于计量资产信息的不确定性、运维环节的耦合性和设备运行状态的可变性等因素，都可能会出现运维效率低、运维质量不稳定的问题。计量设备自动化检定线是实现计量设备配送入库、内部流转、流水线检定检测和最后配送出库全过程自动化流转的重要组成部分，随着计量设备自动化检定线的设备种类和数量不断增加，当前运维系统网络中的数据通讯交互逐渐频繁，各级设备互联程度不断加深，对于检定线运维的高效、动态和可靠性提出了更高要求。

数字孪生技术是一种集成多物理量、多尺度、多概率属性的仿真过程，能够在虚拟空间中生成物理实体的镜像，实现两者之间的实时交互映射，呈现物理实体全生命周期运行情况，并解决生产过程中海量数据的融合和挖掘、数字系统与物理系统的统一，以及多源异构资源的协调等问题。目前数字孪生技术在计量设备自动化检定线运维领域的应用较少，具有一定的应用前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于数字孪生的计量设备自动化检定线运维系统。

为实现本发明的目的，本发明提供的一种基于数字孪生的计量设备自动化检定线运维系统，包括以下部分：计量设备自动化检定线物理实体、计量设备自动化检定线虚拟数字孪生体、应用层和通讯层，

所述计量设备自动化检定线物理实体包括设备层和感知层两部分，利用感知层的感知设备，从设备层采集检定线运维过程中的各类物理实体数据，并通过通讯层将物理实体数据分别推送给计量设备自动化检定线虚拟数字孪生体和应用层；

所述计量设备自动化检定线虚拟数字孪生体，通过构建计量设备自动化检定线数字孪生模型，对计量设备自动化检定线物理实体进行仿真，并将仿真结果经通讯层反馈回计量设备自动化检定线物理实体，通过两者的双向映射修正计量设备自动化检定线数字孪生模型；利用修正后的计量设备自动化检定线数字孪生模型，将接收到的物理实体数据转化为虚拟数字孪生体数据，并经通讯层推送至应用层；

所述应用层，将接收到的虚拟数字孪生体数据分配给各个应用模块，对各个应用模块的模型进行训练，形成相应知识库；再将接收到的物理实体数据输入到各个应用模块中的模型，结合知识库和算法实现相应功能，从而输出服务数据、知识数据和融合衍生数据，转化为运维决策并通过通讯层反馈至计量设备自动化检定线物理实体，形成计量设备自动化检定线运维管理闭环；

所述通讯层，利用多协议通讯接口实现数据在计量设备自动化检定线物理实体、计量设备自动化检定线虚拟数字孪生体和应用层间的传输；

其中，所述计量设备自动化检定线数字孪生模型的构建和修正步骤如下：

步骤（1）：建立物理模型：具体为通过数字化建模软件，建立与计量设备自动化检定线物理实体一致的三维可视化物理子模型；将物理子模型导入数字化检定线仿真软件，将模型参数与物理参数设置一致，融合生成统一物理模型；

步骤（2）：建立逻辑模型：根据物理模型中的要素映射而成；

步骤（3）：建立数据模型：将采集到的物理实体数据进行处理分析，并将处理分析后得到的数据交换到物理模型中；