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用于将区块链技术与数字双胞胎结合的计算机实现的系统和方法技术方案

技术编号:43859957 阅读:13 留言:0更新日期:2024-12-31 18:48
描述了一种计算机实现的方法和系统,该方法和系统使用区块链技术作为从数字双胞胎获得的数据的存储系统。区块链可用于生成由数字双胞胎所产生的数据的不可变交易历史。在出现错误、故障、事件或事故的情况下,相关方可以访问并分析不可变的数据集。区块链网络还可以基于从数字双胞胎接收到的数据来执行数字智能合约。

【技术实现步骤摘要】

本说明书总体上涉及适用于在区块链网络的节点中实现的计算机实现的方法和系统。


技术介绍

1、如今,工业资产的设计依赖于各种模型和大量的数据源。数据科学家处理大量数据,而专业团队则分别创建模型并针对其特定的任务进行分析。最新的信息和计算可能不容易用于关键的决策,这种孤岛式工作方式会导致成本和效率低下,造成不确定性,并且浪费大量时间和资源。为了最大程度地利用传感器和流程生成的数据,数字双胞胎(digitaltwins,也译为数字孪生)是非常有用的。

2、数字双胞胎是真实对象、流程或服务的虚拟动态副本,通过它可以进行测试并防止错误或故障。可以创造产品、飞机或汽车的机械部件、生产流程等等的数字双胞胎。数字双胞胎可以被视为模拟与实时数据和响应的革命性组合。

3、模拟流程或系统的行为假定了解了模拟中涉及的所有变量在过去以及足够大的时间范围内是如何表现的,在此时间范围内,观察被测系统并在观察期间记录所有的输入/输出变量。了解过去是建立良好模拟器的前提。向此流程添加实时信息的可能性可以显著提高整个模拟的精度和准确度,直到反映出系统或流程的确切行为为止。这种可能性对于工业世界(工业4.0)来说是革命性的,高德纳(gartner)将数字双胞胎列为2017年最重要的颠覆性技术之一2/15

4、[http://www.gartner.com/smarterwithgartner/gartners-top-10-technology-trends-2

5、017/]。

6、图1示出了物理系统的数字双胞胎的简单示意图。传感器收集关于物理系统的数据,该物理系统可能是,例如,飞机的部件。历史数据被用来构建数字双胞胎,随着更多的实时数据被输入到系统,数字双胞胎进化为模拟物理系统。数字双胞胎可用于监控物理系统的参数,评估物理系统的当前状态,预测物理系统的未来状态,并进行测试,以便例如预测物理系统的故障,从而有助于避免故障,例如通过更换部件或以不同方式操作物理系统。


技术实现思路

1、如下所述,目前的数字双胞胎技术已经发现了许多问题。

2、数字双胞胎的可靠性和安全性取决于数字双胞胎所依赖的数据的安全性。理想情况下,数据应该是不可变的,以便数字双胞胎的操作在实时操作期间不会被篡改,并且能够正确地反映物理系统的状态。这可能是很重要的,例如,防止第三方干扰数据使数字双胞胎不能正确地表示物理系统的实时状态并提供可能导致物理系统中的操作错误或故障的误导信息。

3、此外,所存储的数据应该是不可变的,以便保留系统性能的准确和可靠的历史记录。这可能是很重要的,例如,如果物理系统故障,需要检查数据以确认物理系统出现故障的原因,以及物理系统的用户或制造商是否存在任何责任。在某个动作可能依赖于先前动作的执行的流程中,这也是很重要的。

4、在这种情况下,第三方可能会更改所存储的数据使其看起来像已经执行了某个动作,而实际上并没有,从而错误地触发进一步的动作。

5、另一个问题是数据对若干相关方种的每个的可访问性。各方很可能存在利益冲突,因此,拥有一个安全、不可变的但各方均可访问的中立数据记录是有利的。

6、还有一个问题是,传统的数据存储解决方案(例如飞机上的黑匣子记录器)在发生事故时可能会损坏或丢失。

7、还有另一个问题是,在一个一旦先前的动作已经完成就需要进一步的动作的场景中,数字双胞胎可以指示需要进一步的动作,但是不能确保该动作被实际执行。例如,数字双胞胎可以指示某个物理流程已经完成,因此需要进一步的步骤,例如支付完成物理流程的费用。但是,数字双胞胎不能确保这种支付被实际执行,因此其依赖于流程的一方是值得信任并支付的,或者预先支付,这取决于流程提供者的可信任度以正确地完成该流程。

8、本专利技术的某些实施例的目的是通过提供如本文所述的解决方案来解决这些问题。

9、本专利技术人已经认识到,通过使用区块链技术作为从物理系统和流程(包括使用数字双胞胎的实时应用)获取的数据的存储系统,可以解决上述问题。例如,区块链可用于生成由数字双胞胎所产生的数据的不可变交易历史。在出现错误、故障、事件或事故的情况下,相关方可以访问并分析不可变的数据集。这在诸如飞机等安全关键系统中尤为重要。此外,由于区块链提供了数据的分布式存储,因此它不容易受到单个存储单元损坏或丢失的影响。

10、当需要在相对不频繁的时间段存储相对少量的数据时,当前的区块链技术能够实现上述功能。然而,区块大小限制以及区块大约每10分钟才被并入区块链的事实,意味着标准区块链技术不太适合作为实时应用程序的存储系统,在这些应用程序中,所产生的数据量非常大和/或需要以高频率/保真度(例如每秒或毫秒)存储数据。本文还描述了克服这些问题以便利用区块链作为这种实时系统的存储系统的方法。

11、此外,本专利技术人已经认识到,数字双胞胎可以成为在区块链网络上实现的数字智能合约的一方。这可以确保区块链网络可以根据数字双胞胎接收的指示真实物理系统状态的数据执行步骤。也就是说,区块链网络可用于与并入了数字双胞胎的系统或流程相关的多方执行数字智能合约。

12、鉴于以上所述,提供了一种用于区块链网络的计算机实现的方法,该计算机实现的方法包括:

13、在区块链网络的节点处接收数据,其中该数据由数字双胞胎生成或者从数字双胞胎生成的数据中导出;和

14、将该数据存储在区块链中。

15、存储在区块链中的数据可以与在给定时间范围内由数字双胞胎产生的给定量的数据相关联。例如,由数字双胞胎产生的数据可以被记录在区块链网络的节点中,并且在时间t,该节点可以生成该数据的第一散列,并在本地和区块链中记录该散列。每隔一段时间可以产生新的散列,以产生记录在区块链中的散列链。该区块链中的散列链可用于验证节点中记录的数据的真实性。

16、可替代地,存储在区块链中的数据可以包括由数字双胞胎生成的数据,从而在区块链中提供了由数字双胞胎生成的数据的历史记录,例如完整的历史记录。在这方面,计算机实现的方法可以包括以下步骤:

17、接收包括由数字双胞胎生成的数据的交易;

18、在区块链网络中的交易验证节点处验证该交易;

19、与区块链网络中的其他交易验证节点维护已验证交易的分布式、去中心化存储;和

20、将已验证交易对应的数据分发到区块链网络进行处理(例如挖掘)。

21、这种处理交易的方法可以使用区块链网络处理来自数字双胞胎的大量数据。

22、该方法还可以包括:

23、从区块链网络接收该已验证交易对应的已处理数据(例如挖掘数据);

24、基于该已处理数据(例如挖掘数据)组装区块;和

25、将已组装区块发送到存储实体以存储在区块链上。

26、这种构造和存储区块的方法使得大数据区块能够在区块链上组装并存储。

27、本专利技术可以提供一种用于区块链本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于区块链网络的计算机实现的方法,所述计算机实现的方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,

4.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

5.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

6.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

7.一种计算机可读存储介质,包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时使一个或多个处理器执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

8.一种电子设备,包括:

9.一种区块链网络的节点,所述节点用于执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

10.一种数字双胞胎,用于:

11.一种系统,包括如权利要求10所述的数字双胞胎和如权利要求9所述的区块链网络节点。

【技术特征摘要】

1.一种用于区块链网络的计算机实现的方法,所述计算机实现的方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,

4.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

5.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

6.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法,

7.一种计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员:亚历山卓·科瓦奇朱塞佩·达斯特凡尼斯西蒙·马蒂奥帕特里克·蒙特利斯基史蒂芬·文森特
申请(专利权)人:区块链控股有限公司
类型:发明
国别省市:

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