【技术实现步骤摘要】
本专利技术新一代通信技术和工业数字化平台，具体涉及基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法及系统。
技术介绍
1、针对工业互联网尤其是数字工厂的多元业务需求，面向大规模人机物互联互通的新型信息化基础设施建设要求，可以利用数字孪生技术赋能工业互联网平台的智慧管控、协同运维决策能力。工业生产主要关注“人、机、料、法、环”五类因素在生产制造流通环节的效率和可靠性，通信系统旨在形成信息交互的通路。如何将工业生产和新型通信技术进行有机融合，实现面向数字工厂等场景下的实时动态、灵活配置、高效复用的新型数字孪生技术。
2、本专利技术旨在打破传统数字孪生实现路径：选定固定孪生场景——建立静态3d模型——添加动态信息。探索一种新型要素化数字孪生实现路径：建立包含通信接口、内部信息处理能力的动态要素组件——依据不同工业设计生产制造流通环节进行场景化匹配组装——添加模型渲染和全局驱动信息实现全局交互。
3、本专利技术提出一种新型要素化数字孪生实现路径，首先建立包含通信接口、内部信息处理能力的动态要素组件，然后依据不同工业设计生产制造流通环节进行场景化匹配组装，最后通过添加全局驱动信息实现全局交互和虚实映射。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，本专利技术主要关注智能工厂场景下，通过整合工厂运行环境和物联网技术，形成本专利技术所指的工业物联网范畴。本专利技术所提出的数字孪生映射匹配方法，指该工业物联网范畴下的特定数字孪生算法和系统设计问题。
2、为解决上述技术问题
3、获取工厂内所有设备的基础信息和操作信息；定义层次化的工业物联网要素组件；对要素进行数字编码，进行数字映射；对不同要素进行关联匹配，进行场景化配置；添加全局驱动信息，进行全局信息交互和双向数字孪生。
4、作为本专利技术所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的一种优选方案，其中：所述层次化的工业物联网要素组件包括，采用层次化定义方式包括工厂设施定义、通信设备定义、网络定义、场景定义。
5、所述工厂设施定义包括流水线、机械臂、车床、agv小车、货架、检测仪器、其他自定义设施类型。
6、所述通信设备定义包括传感器、移动终端、基站、网关、边缘服务器、云服务器、其他自定义设备类型。
7、所述网络定义包括蓝牙、lora、zigbee、wifi、星闪、nbiot、5g、其他自定义网络类型。
8、所述场景定义包括生产制造车间、质量检测车间、仓储物流车间、能源站、办公室、其他自定义场景类型。
9、采用软件定义的方式定义要素组件的外部接口包括init口、control口、display口以及feedback口，软件定义接口名称，数据传递的收发方，消息传递是单向的或双向的，数据结构，用于处理接收入口参数的类。
10、通过n个e口与另一个设施类组件进行连接，双向数据流。通过n个d口与某个通信设备类组件进行连接，双向数据流。通过n个s口与某个场景类组件进行连接，双向数据流。
11、作为本专利技术所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的一种优选方案，其中：所述数字编码包括，采用后缀编码对所述要素组件进行唯一标识，后缀编码表示为：“要素层次编码-要素实体类型标识-唯一序列号”。
12、所述要素层次编码表示要素实体所属的层次，包括工厂设施层e，通信设备层d，网络层n，场景层s。
13、所述要素实体类型标识表示实体的具体类型，模式m，数字换热器dh，网关g，换热器ht，热传感器ts。
14、所述唯一序列号区分同一层次和类型中的不同实体，模式1-001，数字换热器5-005，lora网络1-001，换热器3-003，热传感器1-002。
15、对要素组件添加属性信息，进行从物理世界到数字世界的映射，每一条属性信息都由六元组表示，即{<index>,<name>,<data>,<permission>,<timestamp>,<remark>}，一个元素包含多条属性信息，通过<index>进行索引。
16、其中，<index>是一个3位十进制整数，作为条目的索引。<name>表示属性的名称，<data>表示当前数据的前4个字节指定数据的长度，后面是数据的实际字节码。permission>是权限掩码包括只读、修改、删除、无效的权限设置，<timestamp>为记录数据最后更新的时间，单位为微秒。<remark>为预留备注，默认为空值。
17、作为本专利技术所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的一种优选方案，其中：所述关联匹配包括，对不同要素组件建立初始化关联，叠加前缀编码，基于要素的动态作用域，进行要素组件间的动态匹配关联。
18、所述初始化关联包括，确定工厂设施层e，通信设备层d，网络层n，场景层s内要素组件的初始化关联关系，在后缀码之前叠加编码，以前缀码的形式表征其关联关系，基于前缀码，每个要素组件都构建并维护一张关联规则表，在任一场景下，要素组件的初始化关联为：
19、建立e层工厂设施与d层通信设备的关联，基于关联规则表的前缀码，以软件定义的方式初始化关联逻辑，创建了一个名为mylink的link_ed型对象，并将连接关系初始化为真，
20、
21、其中，precode表示前缀码，flowdr表示数据流向。
22、建立d层通信设备与n层网络模式的关联：
23、
24、分别建立e层与s层、d层与s层、n层与s层的组件间的关联：
25、
26、所述动态匹配关联包括，要素间的关系在不断变化的，基于要素时空作用域匹配算法的动态关联规则对要素间的关系进行动态匹配，并更新关联规则表，对于任意一个要素组件m，定义其动态作用域dm为：
27、dm＝{＜xl,xu,yl,yu,zl,zu,ts,te＞m,
28、＜list-necessary＞m,
29、＜list-rejective＞m}
30、其中，＜xl,xu,yl,yu,zl,zu,ts,te＞m表示要素的时空作用域，简记作＜d-st＞m。＜list-necessary＞m表示必要列表，即优先进行关联的要素。＜list-rejective＞m表示拒绝列表，即始终不进行关联的要素。
31、对于两个要素组件m和n，进行匹配计算，计算要素m是否落在要素n的作用域内：
32、
33、当运算结果为r＜m,n＞＝1时，表示要素m落在要素n的作用域内，反之则要素m没有落在要素n的作用域内。
34、再计算要素n是否落在要素m的作用域内：
35、
【技术保护点】
1.基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述层次化的工业物联网要素组件包括，采用层次化定义方式包括工厂设施定义、通信设备定义、网络定义、场景定义；
3.如权利要求2所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述数字编码包括，采用后缀编码对所述要素组件进行唯一标识，后缀编码表示为：“要素层次编码-要素实体类型标识-唯一序列号”；
4.如权利要求3所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述关联匹配包括，对不同要素组件建立初始化关联，叠加前缀编码，基于要素的动态作用域，进行要素组件间的动态匹配关联；
5.如权利要求4所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述关联匹配还包括，在数字空间建立要素组件间的消息传递通路的约定方式；
6.如权利要求5所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述全局信息交互包括，在数字空间，建立平台中枢到各要素组件的交互通路
7.如权利要求6所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述双向数字孪生包括，在物理空间，建立平台中枢到各要素实体的双向交互通路，进行全局双向数字孪生，定义的总线结构后，则平台中枢和要素组件间进行通信，建立交互通路：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的系统，其特征在于：包括设备管理模块、场景管理模块、数据控制模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述层次化的工业物联网要素组件包括，采用层次化定义方式包括工厂设施定义、通信设备定义、网络定义、场景定义；
3.如权利要求2所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述数字编码包括，采用后缀编码对所述要素组件进行唯一标识，后缀编码表示为：“要素层次编码-要素实体类型标识-唯一序列号”；
4.如权利要求3所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述关联匹配包括，对不同要素组件建立初始化关联，叠加前缀编码，基于要素的动态作用域，进行要素组件间的动态匹配关联；
5.如权利要求4所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述关联匹配还包括，在数字空间建立要素组件间的消息传递通路的约定方式；
6.如权利要求5所述的基于数字孪生驱动的工业物联网平台管理方法，其特征在于：所述全局信息交互包括，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙金龙，王祎明，张天宇，陈彦升，刘亦龙，
申请(专利权)人：苏州算域科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。