用于提供设施的数字复制品的系统和方法和对应的计算机程序产品技术方案

本发明专利技术涉及用于提供工程设施的数字复制品的系统(1)和方法(S1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供设施的数字复制品的系统和方法和对应的计算机程序产品


[0001]本专利技术涉及分别用于提供工程设施的数字复制品的一种系统和一种方法以及一种对应的计算机程序产品。

技术介绍

[0002]如今，许多工程设施都非常复杂，使得相应操作人员的大规模训练对所述工程设施进行无错误的操作和维护是必不可少的。然而在此通常产生困难。因此，通常出于时间和成本的原因，例如在设施的模拟或训练运行中对相应的设施本身进行训练实际上不可行。例如，这是由于：在这种训练期间设施无法生产工作或运行，并且对于在训练期间的大量过程而言产生等待时间，所述等待时间例如用于启动和关闭设施、用于冷却部件和/或用于类似的通常没有对训练成功做出显著贡献的情况。
[0003]原则上可行的是：建造第二设施，在所述设施处可以进行训练，而原有设施不间断生产使用。然而，这由于与其关联的耗费通常同样不实际。
[0004]在单独的训练或培训中心训练操作人员通常是困难的，因为在那里通常无法在没有显著耗费的情况下复制设施特定的训练，并且要训练的人员在训练期间并且附加地在到训练中心的往返时间期间离开实际的设施。后者通常是不期望的，因为在这种时间期间设施可能无法运行或无法全效运行或安全地运行，或者必须由相应的设施运营商临时雇用附加的人员，但这些人员可能不够熟悉该设施，进而同样必须进行训练或培训。
[0005]因此，刚好出于在未来使用的工程设施的复杂性可预见地增加和对相应的操作人员的随此提高的要求的背景下，存在如下需求：以尽可能有效和低耗费的方式实现对操作人员进行训练。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是：为设施的操作人员创建与至今为止的方案相比改进的训练可能性。根据本专利技术，所述目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的有利改进形式和设计方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。
[0007]根据本专利技术的系统用于，即设计用于：为虚拟训练提供设施的至少一部分的数字或虚拟的复制品。换言之，借助该系统因此可提供工程设施或设施的一部分的数字或虚拟的孪生，在所述孪生处然后可以训练或培训相应的操作人员。在此，数字复制品例如根据需要和应用情况可以完全或部分复制真实设施。数字复制品例如可以形成或表示虚拟训练环境，或者是这种虚拟训练环境的一部分，或者用于集成到其中。
[0008]根据本专利技术的系统具有计算机可读的数据存储器。至少一个基类存储在所述数据存储器中，所述基类与设备无关地实施可在不同设备中使用的基本硬件部件的功能以及可能的其他特性。就本专利技术而言的基本硬件部件在此是各个部件或组件，即例如操作元件、开关、杠杆、指示器、灯、显示器、端子或端口、输入和输出接口、电保险装置、电导线、数据线
和/或诸如此类。
[0009]此外，虚拟设备或组件的数据库存储在数据存储器中，所述虚拟设备中的至少一个绑定或包括基本硬件部件中的至少一个。虚拟设备确定性地复制对应真实设备的拓扑和功能行为。因此，虚拟设备可以模拟或仿真对应物理设备的真实行为。就本专利技术而言的设备在此是多个功能部件或元件、例如基本硬件部件和/或其他设备的各一个或多个的编组或复合体。
[0010]虚拟设备复制或实施对应真实设备的功能行为在此意味着：当对虚拟设备加载或供应相同的输入信号或数据时，所述虚拟设备至少在其正常的功能方面显示出与其真实对应物相同的反应或效果。例如，虚拟设备更加虚拟或数字地复制或实施对应的开关过程、功能运行、计算、信号输出和/或诸如此类。然而，在此，相应的真实设备不强制性必须复制到最后的细节。例如，虚拟设备可以呈现功能性或过程，而不必仿真全部内部细节或部分过程，在此对应真实设备实施所述全部内部细节或部分过程，但是所述全部内部细节或部分过程对于相应的用户或相应的操作人员不可见或不可识别。例如，通过例如放弃仿真设备部件的机械特性，例如光驱或硬盘的机械特性并且代替于此相应的过程、例如引导无需等待时间通过对应的状况或状态切换来呈现，可以缩短虚拟设备的过程、即例如启动(引导)。同样地例如虚拟处理器在此不必对对应的真实处理器的每个单独的晶体管进行仿真，而是可以抽象化整个处理器的功能行为或功能性。以这种方式，虚拟设备及其对应真实设备的功能行为的实施可以有利地借助减少的耗费来实现，并且仍然在功能水平上真实呈现真实设备。
[0011]当前，虚拟设备具有分级嵌套的结构，从而使得在分级上更高的设备包括至少一个在分级上更低的设备和/或基本硬件部件中的至少一个。在后一种情况下，基本硬件部件尤其可以通过参考基类来绑定。特别地，最低的或最下级的分级层面的设备可以包括、即绑定一个或多个基本硬件部件，或由其构成。在分级上更高的设备尤其可以包括至少一个在分级上更低的设备，其中这种在分级上更高的设备还可以附加地绑定或包括一个或多个基本硬件部件。
[0012]不仅基类而且虚拟设备的数据库在此可以是计算机程序的一部分。
[0013]根据本专利技术的系统设计用于：以分别匹配于预设的训练场景的方式动态地从虚拟设备和/或基本硬件部件中生成、即组合或构建数字复制品。以匹配于相应的训练场景的方式生成复制品在此尤其可以意味着：在此分别仅加载或使用实际根据训练场景所需的虚拟设备。因此，换言之，不必对每个训练场景和对每个数字复制品都使用所有虚拟设备和基本硬件部件的整体，即例如不复制整个设施，其中所述整个设施可以借助于根据本专利技术的系统为了训练目的而复制。在此，在生产数字复制品时以何种方式分别加载或使用哪个虚拟设备和/或硬件部件可以是个别情况特定的或应用特定的，即与预设的训练场景相关和/或根据要复制的设施区分。
[0014]通过分别对于特定的预设的训练场景这样匹配地动态生成数字复制品，可以有利地简化数字复制品的操作，即以更少的计算耗费进而以不太昂贵的计算硬件实现。此外，可以通过匹配地生成数字复制品总是有利地创建设施特定的数字复制品，所述数字复制品实现对相应的操作人员的在真实设施方面尤其现实的且相关的训练，因为数字复制品可以精确对应于如下真实设施和/或在所述设施处出现的如下真实场景，所述设施或场景也可以
由操作人员在实际中、即物理上真实地遇到。
[0015]在此尤其有利的是：不必为每个设施和/或为每个训练场景手动地产生静态的数字复制品。代替此，根据本专利技术的系统由于动态地生成数字复制品提供显著简化的可适配性和显著改进的灵活性，使得与借助至今为止的方法可行的方式相比，可以借助显著更低的耗费且显著更快和更简单地实现和提供例如相应设施的不同训练场景、不同设施和/或不同状态。
[0016]为了生成数字复制品，可以存在情景或场景构造器，即软件部件或实施该功能性的子程序例如作为存储在数据存储器中的程序代码或计算机程序的一部分。尤其有利地，该系统可以包括解析器，所述解析器设计用于：读出描述预设的训练场景和/或要复制的设施的文件或规划，并且从中自动地产生对于训练场景所需的和/或包含在设施中的相应的设备和/或硬件部件，所述硬件部件具有分级结构或顺序。通过解析器，在此可以产生分级结构化的或分级排序的列表或分级结构化的或分级排序的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供虚拟训练用的设施的至少一部分的数字复制品的系统(1)，所述系统具有数据存储器，在所述数据存储器中至少存储有：
‑
基类，所述基类与设备无关地实施能够在不同设备中使用的基本硬件部件(3)的功能；和
‑
虚拟设备(2，12，19，20)的数据库，所述虚拟设备中的至少一个虚拟设备绑定所述基本硬件部件(3)中的至少一个基本硬件部件，并且所述虚拟设备确定性地复制对应真实设备的拓扑和功能行为，其中，
‑
所述虚拟设备(2，12，19，20)具有分级嵌套的结构，从而使得在分级上更高的设备(2，12，19)包括至少一个在分级上更低的设备(20)和/或包括基本硬件部件(3)中的至少一个基本硬件部件；和
‑
所述系统(1)设计用于：以分别匹配于预设的训练场景的方式动态地从所述虚拟设备(2，12，19，20)和/或所述基本硬件部件(3)中生成数字复制品。2.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)包括解析器，所述解析器设计用于：读出描述预设的训练场景和/或要复制的设施的文件，并且从中自动地产生具有分级结构的、对于所述训练场景所需的和/或包含在所述设施中的相应的设备(2，12，19，20)和/或硬件部件(3)的列表。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，根据所述虚拟设备(2，12，19，20)的所述分级结构，每个虚拟设备(2，12，19，20)只要存在就与相对于其在分级上处于上级的或在分级上处于下级的虚拟设备(2，12，19，20)链接，其中经由这种链接能够在不同的分级层面的虚拟设备(2，12，19，20)之间传递信号。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，对于每个虚拟设备(2，12，19，20)单独确定：所述虚拟设备对相对于其在分级上处于上级的设备(2，12，19，20)和/或相对于其在分级上处于下级的设备(2，12，19，20)接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：西门子能源环球有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：