【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及故障诊断，尤其涉及一种基于数字孪生技术的辅助维修系统及方法。
技术介绍
1、故障诊断
涉及识别机械、电子或软件系统中的故障，以及确定故障的原因，包括多种技术和方法，如信号分析、机器学习和人工智能算法，用于分析从系统收集的数据，以检测异常行为或性能下降。故障诊断的目标是减少停机时间，优化维护流程，并提高系统的可靠性和效率，广泛应用于制造业、航空航天、汽车工业及依赖机械和电子系统的行业。
2、其中，数字孪生技术的辅助维修系统指的是利用数字孪生技术创建物理系统的虚拟副本，以实现故障诊断和维修的优化。数字孪生技术通过实时数据和模型仿真，准确模拟实际设备的工作状态和环境，使得维修人员能够在不直接干预实际设备的情况下，预测潜在故障并制定维修策略，用途包括减少设备的维护成本，提高维修效率和精度，同时通过预测维护减少设备故障带来的影响。
3、现有的故障诊断技术虽然包括故障诊断和维护流程的基础框架，但在具体操作中存在不足，尤其是在故障诊断的精准性和维护效率方面。由于缺乏对设备全面的实时监控和综合分析能力，导致故障诊断依赖于后期的错误反馈，而非预防性维护。局限性导致设备停机时间延长，增加维护成本，传统维护方法未能充分利用数字化工具，如虚拟现实和数字孪生技术，导致维护人员在没有直观辅助的情况下进行维修，增加修复错误的风险，影响维护工作的整体效率和设备的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于数字孪生技术的辅助维修
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种基于数字孪生技术的辅助维修系统包括：
3、数据收集模块实时捕捉无线电通信设备的信号值与状态数据，通过频率和电压测量计算波形变化，并解析显示屏的状态数据，生成电子状态参数；
4、模型构建模块通过所述电子状态参数，应用数字孪生技术，绘制无线电通信设备的外部与内部结构，模拟组件的位置与连接方式，创建三维仿真模型；
5、交互设置模块将所述三维仿真模型导入虚拟现实环境，设置模拟辅助维修与信号监测的场景，配置交互界面并同步模型数据，得到交互式虚拟环境；
6、维修知识对比模块根据所述交互式虚拟环境，将无线电通信设备运行数据与维修知识进行数据匹配，对比已知故障特征，识别故障类型，输出故障诊断结果；
7、实时数据更新模块根据所述故障诊断结果，实时更新监测数据与维修知识，通过网络请求处理同步更新数据，获得维修知识更新记录；
8、故障响应模块基于所述维修知识更新记录，监控无线电通信设备的运行效率和故障修复概率，优化参数配置和维修效率，形成故障维修策略。
9、作为本专利技术的进一步方案，所述电子状态参数包括电压测量值、频率测量值、波形变化数据和显示屏状态解析结果，所述三维仿真模型包括无线电通信设备的外部结构模拟、内部电路板布局和组件连接方式，所述交互式虚拟环境包括配置模拟辅助维修场景和信号监测场景的虚拟现实平台、交互界面设计和数据同步状态，所述故障诊断结果包括故障类型识别和与维修知识的数据匹配情况，所述维修知识更新记录包括维修参数调整记录、故障特征值的更新和维修案例的变化，所述故障维修策略包括优化的参数配置、调整的维修效率和监测的设备运行效率优化措施。
10、作为本专利技术的进一步方案，所述数据收集模块包括：
11、信号识别子模块基于无线电通信设备，进行信号值的实时捕捉，通过对频率和电压进行测量，记录测量结果，并将数据进行分类，生成信号测量数据；
12、波形特征识别子模块采用所述信号测量数据，计算波形的变化，分析波形数据的统计特征，将变化趋势进行图形化展示，并根据设定阈值识别异常波形，对数据进行分类和标注，生成波形分析结果；
13、显示状态解析子模块通过所述波形分析结果，分析无线电通信设备显示屏的状态数据，识别显示屏上的多种信号和图标状态，通过对状态进行监控，分析设备的运行状态是否正常，生成电子状态参数。
14、作为本专利技术的进一步方案，所述模型构建模块包括：
15、结构绘制子模块基于所述电子状态参数，利用数字孪生技术，进行无线电通信设备外部结构的绘制，将设备外观的接口位置、尺寸比例表现在三维空间中，查验模型的外部视觉与设备的一致性，生成外部结构模型；
16、构件映射子模块采用所述外部结构模型，根据无线电通信设备的内部电路和组件布局，按照实时硬件组件的物理特性和功能位置，进行内部构件布局设计，生成内部构件布局模型；
17、组件连接模拟子模块通过所述内部构件布局模型，模拟组件之间的连接方式，根据电气连接和物理安装，分析连接线的类型、路径和接插件的配置，创建三维仿真模型。
18、作为本专利技术的进一步方案，所述交互设置模块包括：
19、环境调整子模块将所述三维仿真模型导入虚拟现实软件，调整模型的比例和定位匹配虚拟环境的空间尺度，调整环境的光照、纹理和视觉效果，生成虚拟现实环境配置；
20、场景设置子模块利用所述虚拟现实环境配置，模拟辅助维修与信号监测的场景，为维修设置交互点和任务触发器，定义辅助维修流程和故障场景，生成场景模拟配置；
21、交互界面设计子模块通过所述场景模拟配置，设计维修和监测的交互界面，包括工具栏、状态指示器和反馈信息面板，并同步模型数据，实时显示设备状态和维修进度，得到交互式虚拟环境。
22、作为本专利技术的进一步方案，所述维修知识对比模块包括：
23、关联性分析子模块基于所述交互式虚拟环境，实时收集无线电通信设备的运行数据，将数据与维修案例和参数进行匹配，分析数据的关联性和拟合度，生成匹配数据集；
24、异常原因分析子模块利用所述匹配数据集，对比已知故障特征，分析故障特征与实时设备数据的匹配程度，分析无线电通信设备数据异常的原因，生成故障特征对比结果；
25、故障类型识别子模块通过所述故障特征对比结果，将故障数据归类目标的故障类型，结合维修数据和案例，识别无线电通信设备存在的故障类型，查验故障诊断的一致性和维修措施的效率，输出故障诊断结果。
26、作为本专利技术的进一步方案，所述实时数据更新模块包括：
27、状态监测子模块基于所述故障诊断结果，重新评估无线电通信设备运行的监测数据集，记录实时的设备状态和性能指标，优化故障检测的灵敏度，生成更新后的监测数据；
28、故障处理子模块利用所述更新后的监测数据，同步更新维修知识，包括故障解决方案和故障排除指南，验证维修知识与实时设备状态和故障数据的一致性，生成同步的维修知识；
29、知识变化分析子模块通过所述同步的维修知识，记录数据更新和知识同步的信息，包括更新时间、数据类型和变化的内容，评估维修效果和优化维护策略，获得维修知识更新记录。
30、作为本专利技术的进一步方案，所述故障响应模块包括：
31、效率监控子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述电子状态参数包括电压测量值、频率测量值、波形变化数据和显示屏状态解析结果，所述三维仿真模型包括无线电通信设备的外部结构模拟、内部电路板布局和组件连接方式，所述交互式虚拟环境包括配置模拟辅助维修场景和信号监测场景的虚拟现实平台、交互界面设计和数据同步状态，所述故障诊断结果包括故障类型识别和与维修知识的数据匹配情况，所述维修知识更新记录包括维修参数调整记录、故障特征值的更新和维修案例的变化，所述故障维修策略包括优化的参数配置、调整的维修效率和监测的设备运行效率优化措施。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述数据收集模块包括：
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述模型构建模块包括：
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述交互设置模块包括：
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述实时数据更新模块包括：
8.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述故障响应模块包括：
9.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述贝叶斯网络算法的公式如下：
10.一种基于数字孪生技术的辅助维修方法，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统执行，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述电子状态参数包括电压测量值、频率测量值、波形变化数据和显示屏状态解析结果，所述三维仿真模型包括无线电通信设备的外部结构模拟、内部电路板布局和组件连接方式，所述交互式虚拟环境包括配置模拟辅助维修场景和信号监测场景的虚拟现实平台、交互界面设计和数据同步状态，所述故障诊断结果包括故障类型识别和与维修知识的数据匹配情况，所述维修知识更新记录包括维修参数调整记录、故障特征值的更新和维修案例的变化，所述故障维修策略包括优化的参数配置、调整的维修效率和监测的设备运行效率优化措施。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的辅助维修系统，其特征在于，所述数据收集模块包括：
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁玲，李燕南，高健，杨玲玉，王硕，张胜杰，王晖，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军通信士官学校，
类型：发明
国别省市：
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