【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种构建方法，具体涉及一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，属于数字孪生。
技术介绍
1、数字孪生最早是由美国学者grieves提出用来描述物理产品和虚拟产品以及两者之间联系的新名词，最早用于航空航天飞行器的健康维护与保障。近些年来，受到国内外学者的广泛关注，并已经广泛应用于诸多工业领域。2012年nasa给出了数字孪生的概念描述：数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多尺度的仿真过程，它作为虚拟空间中对实体产品的镜像，反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。数字孪生连接模块是数字孪生的重要组成部分，是实现数字孪生功能的重要前提，当前针对数字孪生连接模块的研究或应用主要集中在概念的提出，但是对连接模块具体的构建方式尚没有明确提出。通过将物理实体、孪生模型、服务应用、孪生数据四个模块通过连接模块有机的连接起来，才能将数字孪生系统表征为一个统一的整体，在运行过程中产生和收集有效的多尺度数据，实现孪生系统中各个部分的自更新、自适应，形成一个可以自迭代的数字孪生系统。当前数字孪生连接模块面对不同的业务逻辑和应用场景，存在缺失系统的数字孪生连接模块构建方法、连接内容程不明确的问题。
技术实现思路
1、本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，该技术方案提供一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，该方法包含六种不同的数字孪生连接模块的构成部分的构建方法，并提出了不同组成部分通过虚拟传感器完
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建方法通过构建虚拟传感器完成对于信息的感知采集，驱动各个模块之间的动态调整、更新，实现各个不同模块之间的连接。
3、作为本专利技术的一种改进，数字孪生包含了五个模块，分别是物理实体、虚拟实体、连接模型、孪生数据以及服务应用，其中连接模型将不同的模块连接起来，连接模型由以下六个部分组成：
4、(1)物理实体与孪生模型的连接(pe*ve_cn)是数字孪生虚实交互的核心部分，实现孪生模型对于物理实体的实时映射与动态调整，使孪生模型可以根据物理实体的变化自主调整自身的几何模型、静态物理参数、使用的行为规则算法模块；同样的对于孪生模型的直接调整，比如新增功能模块、增加数据采集目标，也将反馈给到物理实体以提供新的配置要求与数据采集要求。
5、(2)物理实体与服务应用的连接(pe*ss_cn)是数字孪生功能实现的关键，实现应用服务对于物理实体的动态调整，使应用服务可以根据物理实体的变化自主调整自身的可用算法、可实现的模块、可视化方案；同样的对于应用服务的直接调整，比如新增功能模块、去除功能模块，也将反馈给到物理实体以提供新的配置要求与数据采集要求。
6、(3)孪生模型与服务应用的连接(ve*ss_cn)是数字孪生功能实现的重要组成，实现应用服务对于孪生模型的动态调整，使应用服务可以根据孪生模型的变化自主调整自身的可用算法、可实现的模块、可视化方案；同样的对于应用服务的直接调整，比如新增功能模块、去除功能模块，也将反馈给到孪生模型以自主调整自身的几何模型、静态物理参数、使用的行为规则算法模块。
7、(4)物理实体与孪生数据的连接(pe*dd_cn)是数字孪生功能实现的基础，是物理实体生产过程数据进入赛博空间的关键；实现对于物理实体感知采集到的数据接入赛博空间中，并完成数据结构的梳理，打破数据孤岛，解决数据混乱，将数据以标准统一的格式存储到孪生数据中；而在孪生数据中产生的数据也可以反馈回到对应的执行器中，对于物理实体的运动状态、参数信息进行调整。
8、(5)孪生模型与孪生数据的连接(ve*dd_cn)是数字孪生连接模块中的一环，相比于其他的连接，该二者之间的连接相对较为简单，两者之间的连接更多是对于几何模型状态位姿的整合与孪生模型中算法函数模块中静态参数的调整，同时将调整后的反馈在孪生数据中完成记录，实现孪生模型数据的存储、更新与融合。
9、(6)服务应用与孪生数据的连接(ss*dd_cn)交互是数字孪生功能实现至关重要的一环。
10、两者之间的连接是实现服务中算法功能的必要前提，服务需要从孪生数据中获取全部的必要信息，将数据注入算法模块中进行模拟仿真分析，计算获得新得到的数据，并将其反馈回到孪生数据中对仿真结果进行记录，后续完成对与物理实体的指导工作。
11、六个不同的组成部分共同组成一个完整的数字孪生连接模块，实现了物理实体、孪生模型、服务应用、孪生数据四个模块的连接；
12、通过虚拟传感器完成数字孪生系统中各个模块间信息的交互，完成连接模块的构建，实现数字孪生系统的动态调整与自更新、自适应。
13、作为本专利技术的一种改进，构建物理实体与孪生模型即pe*ve_cn的连接部分包括：
14、(1)从物理实体到孪生模型，构建的虚拟传感器，通过分析挖掘实体传感器传入的信号，感知物理实体当前发生的变化，使孪生模型可以根据物理实体的变化自主调整自身的几何模型、静态物理参数、使用的行为规则算法模块，
15、a)根据物理实体的配置信息与初始化设置的全部信息构建虚拟传感器；
16、b)虚拟传感器接收物理实体的配置信息与初始化设置信息，并分析当前物理实体支持的功能；c)虚拟传感器将感知判断结果发送到孪生模型，完成孪生模型中算法模块的更新；
17、(2)从孪生模型到物理实体，构建的虚拟传感器，直接感知对于孪生模型的调整，得到全部的需要采集的信息与初始化配置要求，将反馈给到物理实体以提供新的配置要求与数据采集要求，
18、a)根据孪生模型的全部算法的需求信息构建虚拟传感器；
19、b)虚拟传感器接收孪生模型的当前加载启用与未加载的算法模块信息，并分析当前物理实体需要采集到的信息；
20、c)虚拟传感器将感知判断结果发送到物理实体，完成物理实体中配置信息的调整，初始化设置的更新。
21、作为本专利技术的一种改进，从物理实体到服务应用的连接即pe*ss_cn的连接部分包括：
22、(1)构建的虚拟传感器，通过引用传感器或执行器传递的相关信息，对信息进行分析挖掘，感知判断出所获得信息可否支持对应的功能模块，当虚拟传感器发现对应功能所需信息均可通过传感器与虚拟传感器在物理实体上获得，则在孪生服务中加载对应算法模块，激活其对应功能。完成对于应用服务的动态更新调整，使其可以实时契合物理实体当前的状态，
23、a)根据物理实体的配置信息与初始化设置的全部信息构建虚拟传感器；
24、b)虚拟传感器接收物理实体的配置信息与初始化设置信息，并分析当前物理实体支持的服务功能；
25、c)虚拟传感器将感知判断结果发送到服务应用模块，完成服务应用中功能模块的更新。
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【技术保护点】
1.一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建方法通过构建虚拟传感器完成对于信息的感知采集，驱动各个模块之间的动态调整、更新，实现各个不同模块之间的连接。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，数字孪生包含了五个模块，分别是物理实体、虚拟实体、连接模型、孪生数据以及服务应用，其中连接模型将不同的模块连接起来，连接模型由以下六个部分组成：
3.根据权利要求2所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建物理实体与孪生模型即PE*VE_CN的连接部分包括：
4.根据权利要求3所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，从物理实体到服务应用的连接即PE*Ss_CN的连接部分包括：
5.根据权利要求3或4所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建从孪生模型到服务应用的连接即VE*Ss_CN的连接部分包括：
6.根据权利要求5所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建从物理实体到孪生数据的连接即
7.根据权利要求6所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建从孪生模型到孪生数据的连接即VE*DD_CN的连接部分包括：
8.根据权利要求6所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建从服务应用到孪生数据的连接即Ss*DD_CN的连接部分包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建方法通过构建虚拟传感器完成对于信息的感知采集，驱动各个模块之间的动态调整、更新，实现各个不同模块之间的连接。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，数字孪生包含了五个模块，分别是物理实体、虚拟实体、连接模型、孪生数据以及服务应用，其中连接模型将不同的模块连接起来，连接模型由以下六个部分组成：
3.根据权利要求2所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，构建物理实体与孪生模型即pe*ve_cn的连接部分包括：
4.根据权利要求3所述的基于虚拟传感器的数字孪生连接模块构建方法，其特征在于，从物理实体到服务应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓军，王崇鑫，陶飞，胡天亮，倪中华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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