数字双胞胎图制造技术

一种使用基于图的结构来管理多个数字双胞胎的系统，该系统包括存储包括多个子图的数字双胞胎图的一个或多个数据库。每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点。该系统还包括一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据。另外，该系统包括计算系统，该计算系统被配置为基于经由一个或多个传感器接口接收到的数据来修改多个子图以及多个子图之间的边缘连接。

Digital twin chart

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字双胞胎图
本公开主要涉及用于创建和利用基于图的结构来管理数字双胞胎的系统、方法和装置。本文描述的技术可以应用于例如分析现实世界、各种运行环境中的物理装置之间存在的关系。
技术介绍
数字双胞胎(DT)为机器的数字版本。一旦创建，DT可用于以真实世界系统的数字表示来表示机器。创建DT以使其在对应机器的形式和行为上相同。此外，DT可以在更大的系统内反映机器的状态。例如，可以将传感器放置在机器上以从物理对象捕获实时(或接近实时)数据，以将其转发回远程DT。然后DT可以进行必要的改变，以保持其与物理双胞胎的对应关系。常规DT实施方式的设计侧重于对象级行为。DT技术的当前焦点在于创建对象的、可用于识别提高对象效率的机会的数字对应物。例如，已经证明相比没有DT的风力涡轮机，风力涡轮机的DT可用于提供高达20％更多的能量容量。这通过收集、可视化和分析来自风力涡轮机的数据以及使用预测分析来协助运营战略规划来实现。这是一种对象级空间DT，因为它只在运行期间捕获对象(单阶段不捕获时间方面)。其他常规系统借助对象级时空DT具有更广泛的视图。该DT从设计、工程、生产、操作、服务、维护和产品结束时捕获对象的特征。为了捕获时空方面，一些系统使用单片表示方法，对象的数字表示聚合不同生命周期阶段所需的所有方面和数据。这种被称为机电对象的方法效率不高，因为所得到的对象通过聚合所有必要数据会变得迅速膨胀。此外，此DT不捕获不同DT之间的交互流或对象在现实世界中遇到的业务流。
技术实现思路
本专利技术的实施例通过提供与用于管理数字双胞胎(DT)的基于图的结构相关的方法、系统和装置，解决和克服一个或多个上述缺点和缺陷。这种基于图的结构在本文中称为“数字双胞胎图”或“DTG”。本文所述的DTG技术可以用于例如向制造商提供各种现实世界的物理装置与其他实体(例如人)之间的关系的详细视图。使用DTG范例、设计人员、制造商和维护提供商可以相互交互，以获得更高质量的产品和更有效的维护结果。根据一些实施例，一种用于使用基于图的结构管理多个数字双胞胎的系统，该系统包括存储包括多个子图的DTG的一个或多个数据库。每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点。例如，在一些实施例中，图中的每个节点对应于与不同物理对象相关联的数字双胞胎单元。该系统还包括一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据。另外，该系统包括计算系统，该计算系统被配置为基于经由一个或多个传感器接口接收到的数据来修改子图和子图之间的边缘连接。例如，假设DTG包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图，该第二物理对象由指示第一物理对象使用第二物理对象的边缘连接。第一和第二物理对象可以分别为，例如人和车辆。如果计算系统确定第一物理对象不再使用第二物理对象，则可以从DTG中删除对应的边缘。代替(或除了)指示当前使用的图边缘，边缘可以指示第一物理对象过去使用第二物理对象。基于该过去使用的指示，可以预测与第一物理对象未来使用第二物理对象相对应的时间段。此外，可以在预测时间段之外，调度对第二物理对象的更新(例如，软件升级)。在一些实施例中，使用仿真第一物理对象和第二物理对象的行为的仿真模型来预测时间段。在这些实施例中，计算系统可以包括仿真平台，该仿真平台被配置为使用跨多个处理器并行执行的仿真引擎来执行每个相应的仿真模型。在一个实施例中，传感器接口包括web服务接口，其被配置为促进与远程物理对象的通信。该系统还可以包括移动装置接口，该移动装置接口被配置为促进(i)远程物理对象的监测，以确定与远程物理对象相对应的数据，以及(ii)经由web服务接口与远程物理对象相对应的数据的传送。根据本专利技术的另一方面，一种用于使用基于图的结构来管理对应于物理对象的数字双胞胎的计算机实现的方法包括生成包括子图的DTG的计算系统。每个子图包括与不同物理对象相关联的节点。计算系统接收指示一个或多个远程物理对象的使用的使用数据，例如，通过监测远程物理对象的活动。然后，计算系统基于使用数据修改子图和子图之间的边缘连接。上述方法可以还包括基于特定对象的不使用来删除边缘。例如，在一个实施例中，DTG包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图。由指示第一物理对象使用第二物理对象的边缘，连接两个子图。该方法然后可以还包括确定第一物理对象不再使用第二物理对象并从DTG删除边缘。上述方法中的DTG可以另外用于预测目的。例如，在一个实施例中，假设DTG包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图，该第二物理对象由指示第一物理对象先前已使用第二物理对象的边缘连接。该方法然后可以还包括基于DTG中包括的一个或多个数字双胞单元，预测与第一物理对象未来使用第二物理对象相对应的时间段。另外，该方法可以包括在对应于未来使用第二物理对象的预测时间段之外，调度并可能传递对第二物理对象的更新。根据本专利技术的其他实施例，用于管理数字双胞胎的计算机实现的方法包括确定第一物理对象和第二物理对象之间的关系，以及识别与DTG中的第一物理对象相对应的第一子图。该第一子图包括与第一物理对象相关联的第一数字双胞胎单元。该方法还包括识别与DTG中的第二物理对象相对应的第二子图。第二子图包括与第二物理对象相关联的第二数字双胞胎单元。基于所确定的关系，创建、更新或删除DTG中的边缘。通过参考附图进行的说明性实施例的以下详细描述，本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本专利技术的前述和其他方面。出于说明本专利技术的目的，在附图中示出了目前优选的实施例，但是应当理解，本专利技术不限于所公开的具体手段。附图中包括以下图：图1示出根据本专利技术的一些实施例，DTG如何可以用作为其中现实世界的对象及其关系以数字方式表示的信息结构；图2提供根据一些实施例的可能存在于DTG中的边缘的示例；图3提供DTG随时间推移的变形的示例，如在一些实施例中可能发生的；图4示出实现三层DTG架构的系统，如在本专利技术的一些实施例中所使用的；图5提供图4中所示的三层DTG架构的更详细的图示，如它可以在一些实施例中实现的；以及图6提供根据本专利技术的一些实施例的并行处理存储器架构的示例，该架构可用于执行与本文所讨论的各种工作流的执行相关的计算。具体实施方式以下公开内容根据涉及与数字双胞胎实体的图表示相关的方法、系统和装置的若干实施例来描述本专利技术。本文描述的技术不依赖于单片数据结构，而是关注DT之间的关系。如下面还详细描述的，在本文描述的各种实施例中，每个对象的DT由嵌入在DTG中的子图(即，节点的集合)表示。每个节点称为数字双胞胎单元(DTU)。本文描述的DTG易于查询；使用图搜索和内容过滤有效地完成信息检索。DTG也是可追踪的，因为可以跟踪图的每个单独更新，因此可以重新创建任何过去的状态。此外，DTG是可扩展的，根据需要支持尽可能多的节点类型、其内容以及它们的关系。DTG是动态的，因为图可以随着节点和边缘的创建和消除而连续变形。这种变形是数据、查询、仿真、模型、新提供者、新消费者以及它们之间的动态关系的更新的结果。即使DTG可以包括具有数十亿个节点和边缘的大图，但是在云平台中运行的现有数据库(例如，Gra本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用基于图的结构来管理多个数字双胞胎的系统，所述系统包括：一个或多个数据库，其存储包括多个子图的数字双胞胎图，其中，每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点；以及一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据；以及计算系统，其被配置为基于经由所述一个或多个传感器接口接收到的数据来修改所述多个子图以及所述多个子图之间的边缘连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用基于图的结构来管理多个数字双胞胎的系统，所述系统包括：一个或多个数据库，其存储包括多个子图的数字双胞胎图，其中，每个子图包括与不同物理对象相关联的多个节点；以及一个或多个传感器接口，其被配置为接收与一个或多个远程物理对象相对应的数据；以及计算系统，其被配置为基于经由所述一个或多个传感器接口接收到的数据来修改所述多个子图以及所述多个子图之间的边缘连接。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个节点中的每个节点对应于与所述不同物理对象相关联的数字双胞单元。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数字双胞胎图包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图，所述第二物理对象由指示所述第一物理对象使用所述第二物理对象的边缘连接。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一物理对象是人。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第二物理对象是车辆。6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述计算系统还被配置为：确定所述第一物理对象不再使用所述第二物理对象；以及从所述数字双胞胎图中删除所述边缘。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数字双胞胎图包括对应于第一物理对象的第一子图和对应于第二物理对象的第二图，所述第二物理对象由指示所述第一物理对象先前已使用所述第二物理对象的边缘连接。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述计算系统还被配置为：基于所述数字双胞胎图中包括的一个或多个数字双胞单元，预测与所述第一物理对象未来使用所述第二物理对象相对应的时间段。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算系统还被配置为：在对应于未来使用所述第二物理对象的预测时间段之外，调度对所述第二物理对象的更新。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算系统还被配置为使用仿真所述第一物理对象和所述第二物理对象的行为的多个仿真模型来预测所述时间段。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述计算系统包括仿真平台，所述仿真平台被配置为使用跨多个处理器并行执行的多个仿真引擎来执行每个相应的仿真模型。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个传感器接口包括web服务接口，所述web服务接口被配置为促进与一个或多个远程物理对象的通信。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统还包括移动装置接口，所述移动装置接口被配置为促进(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿基梅德斯·马丁内斯·卡内多，利维奥·达洛罗，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE