[发明专利]一种基于数字孪生技术的数字化系统及其构建方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，该系统包括：监控监测模块、数据处理模块、模型构建模块、模型评价模块及可视化模块；

其中，所述监控监测模块，用于获取目标物理实体的状态参数；

所述数据处理模块，用于对采集的所述状态参数进行预处理；

所述模型构建模块，用于对数字孪生模型的构建；

所述模型评价模块，用于对构建的所述数字孪生模型进行评价；

所述可视化模块，用于将所述数字孪生模型进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述用于获取目标物理实体的状态参数包括以下步骤：

通过多波段相机对所述目标物理实体进行静态数据的采集，所述静态数据包括所述目标物理实体的色彩影响数据和外形尺寸大小；

通过传感器对所述目标物理实体进行动态数据的采集，所述动态数据包括所述目标物理实体的运行参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述用于对采集的所述状态参数进行预处理包括以下步骤：

对采集的所述静态数据和所述动态数据进行异常分析并得到异常参数；

将所述异常参数进行清洗删除并得到正常静态数据和正常动态数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述用于对数字孪生模型的构建包括以下步骤：

将所述正常静态数据和所述正常动态数据作为基础数据；

根据所述基础数据确定推演算法和模型参数，并根据所述基础数据、所述推演算法及所述模型参数建立数字孪生初始模型；

获取训练数据，并利用所述训练数据对所述数字孪生初始模型进行训练，并得到训练好的数字孪生模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述获取训练数据，并利用所述训练数据对所述数字孪生初始模型进行训，并得到训练好的数字孪生模型包括以下步骤：

将所述训练数据输入至所述数字孪生初始模型中，并得到数字孪生结果；

将所述数字孪生结果与所述训练数据中实际数据进行关联指标计算；得到所述数字孪生结果与所述训练数据中实际数据的关联度；

若所述关联度小于所述预设阈值，则调整所述数字孪生初始模型的参数，并将所述训练数据再次输入至所述数字孪生初始模型中进行训练，直至所述数字孪生结果与所述实际数据的关联度大于或等于预设阈值，以得到训练好的数字孪生模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述数字孪生结果与所述训练数据中实际数据的关联度的计算公式如下：

其中，C_r(i,j)表示数字孪生结果与训练数据中实际数据的耦合参数；

C_r(j,i)表示数字孪生结果与训练数据中实际数据的对称耦合参数；

S_i表示数字孪生结果与所述训练数据中实际数据的关联度参数；

i和j均表示为正整数；

n表示数字孪生结果与训练数据中实际数据的数量。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述用于对构建的所述数字孪生模型进行评价包括通过模糊综合评价法对构建的所述数字孪生模型进行评价包括以下步骤：

确定评价对象的因素集；

确定评价指标的评价值；

确定评价指标的权重向量；

进行单因素的评价，确定对应的模糊关系矩阵；

通过矩阵相乘法将所述权重向量与所述模糊关系矩阵合成为一个模糊综合评价矩阵；

计算出数字孪生模型的综合评价值。

8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生技术的数字化系统，其特征在于，所述用于将所述数字孪生模型进行可视化显示包括通过手机、电脑、显示屏及PC平板进行显示。