一种构建车间数字孪生体的处理方法及控制器技术

本发明专利技术提供了一种构建车间数字孪生体的处理方法及控制器，其中处理方法包括：根据基于Magic Grid方法论构建的问题域模型，分析得到车间数字孪生体的利益相关者需求；根据利益相关者需求，分别得到车间数字孪生体的子系统的解决方案域模型；根据问题域模型以及解决方案域模型，分别得到用于实现子系统的实现域模型；获取车间的实测模型、可视化模型以及仿真引擎，并集成，得到车间数字孪生体。本发明专利技术的技术方案，通过基于模型的系统工程及其系统建模语言、Magic Grid方法论和建模工具，构建了系统化的车间数字孪生模型。具有系统化、标准化、可参考、可复现的特点，能够增强系统可扩展性、可重用性和可维护性。

【技术实现步骤摘要】
一种构建车间数字孪生体的处理方法及控制器
本专利技术涉及数字孪生
，特别涉及一种构建车间数字孪生体的处理方法及控制器。
技术介绍
信息技术为制造业发展带来了新的革命，智能制造(IntelligentManufacturing，IM)已成为当今主要工业国家构建制造业竞争优势的关键举措。无论是《中国制造2025》、美国“先进制造业国家战略计划”、日本“工业价值链计划”还是德国“工业4.0”，都将虚拟世界与物理世界的交互共融，即信息物理系统(Cyber-PhysicalSystems，CPS)作为推进和实现智能制造的前提。数字孪生技术作为实现物理空间与信息空间交互与融合的关键核心技术，为实现CPS提供了一条清晰的思路、方法和实施路径，当前备受学术界和工业界的广泛关注。在制造系统领域，如何实现智能生产和信息物理生产系统备受关注。人们设想在拥有实体制造车间的同时，拥有一套与之“孪生”的虚拟车间，即车间数字孪生体(Shop-floorDigitalTwin，SDT)，也称为车间数字孪生模型(Shop-floorDigitalTwinModel，SDT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构建车间数字孪生体的处理方法，其特征在于，包括：/n根据基于Magic Grid方法论构建的问题域模型，分析得到车间数字孪生体的利益相关者需求；/n根据所述利益相关者需求，分别得到所述车间数字孪生体的子系统的解决方案域模型，所述车间数字孪生体的子系统包括：可视化系统、同步系统和仿真系统；/n根据所述问题域模型所述解决方案域模型，分别得到用于实现所述子系统的实现域模型；/n获取车间的实测模型、可视化模型以及仿真引擎，并与所述问题域模型、所述解决方案域模型以及所述实现域模型集成，得到所述车间数字孪生体。/n

【技术特征摘要】
1.一种构建车间数字孪生体的处理方法，其特征在于，包括：
根据基于MagicGrid方法论构建的问题域模型，分析得到车间数字孪生体的利益相关者需求；
根据所述利益相关者需求，分别得到所述车间数字孪生体的子系统的解决方案域模型，所述车间数字孪生体的子系统包括：可视化系统、同步系统和仿真系统；
根据所述问题域模型所述解决方案域模型，分别得到用于实现所述子系统的实现域模型；
获取车间的实测模型、可视化模型以及仿真引擎，并与所述问题域模型、所述解决方案域模型以及所述实现域模型集成，得到所述车间数字孪生体。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据基于MagicGrid方法论构建的问题域模型，分析得到车间数字孪生体的利益相关者需求的步骤包括：黑盒阶段和白盒阶段。


3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述黑盒阶段包括：
根据所述利益相关者需求，构建第一模型；所述第一模型表达了所述利益相关者需求的编号、内容及相互关系；构建数字孪生车间外部环境的第二模型；
构建数字孪生车间系统用例的第三模型；
构建数字孪生车间系统参数特性的第四模型；
确定所述第一模型、所述第二模型、所述第三模型以及所述第四模型的模型元素组织形式。


4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，根据所述利益相关者需求，构建第一模型的步骤包括：
获取所述车间数字孪生体的所述利益相关者需求；
根据系统建模语言的需求图对所述利益相关者需求建模，得到所述第一模型。


5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述构建数字孪生车间外部环境的第二模型的步骤包括：
获取数字孪生车间环境中的外部环境，所述外部环境包括车间管理者和物理车间；
根据所述系统建模语言的模块定义图和内部模块图对所述外部环境建模，得到所述第二模型。


6.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述构建数字孪生车间系统用例的第三模型的步骤包括：
获取所述数字孪生车间的系统用例，所述系统用例包括：看到同步场景用例和获得仿真数据用例；
根据所述系统建模语言的用例图和活动图对所述系统用例建模，得到所述第三模型。


7.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述构建数字孪生车间系统参数特性的第四模型的步骤包括：
对所述利益相关者需求中的非功能性利益相关需求进行有效性度量，得到系统的有效性度量值；
根据所述系统建模语言的模块定义图对所述系统的有效性度量值建模，得到所述第四模型。


8.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述确定所述第一模型、所述第二模型、所述第三模型以及所述第四模型的模型元素组织形式的步骤包括：
根据所述系统建模语言的包图，对所述第一模型、所述第二模型、所述第三模型以及所述第四模型进行组织，得到所述模型元素组织形式。


9.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述白盒阶段包括：
对所述第三模型进行功能分析，得到分析结果；
根据所述分析结果，识别所述车间数字孪生体的子系统以及子系统间的交互关系，并构建第五模型；
构建子系统参数特性的第六模型；
对所述第六模型进行约束处理，得到第七模型；
根据第一预设优化矩阵建立模型到所述利益相关者需求的追溯关系。


10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述对所述第三模型进行功能分析，得到分析结构的步骤包括：
根据所述系统建模语言的活动图对第三模型中的系统用例及活动进行连续性细化，得到所述分析结果。


11.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述分析结果，识别所述车间数字孪生体的子系统以及子系统间的交互关系，并构建第五模型的步骤包括：
根据所述分析结果，识别所述车间数字孪生体的子系统以及子系统间的交互关系；
根据所述子系统以及所述子系统间的交互关系通过内部模块图建模得到所述第五模型；
根据模块定义图对所述第五模型中的模块进行声明。


12.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述构建子系统参数特性的第六模型的步骤包括：
对所述子系统的非功能性利益相关需求进行有效性度量，得到子系统的有效性度量值；
根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄存波，刘检华，苗田，张雷，张旭，刘子文，刘娟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11