【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字孪生，更具体地说，本专利技术涉及一种数字孪生场景配置方法。
技术介绍
1、现有的数字孪生技术在笔记本电脑加工厂场景配置过程中，通常需要处理大量来自传感器和设备获取的数据，这些数据在实时处理时，由于格式不统一、数据流转效率低，导致配置过程复杂且响应延迟，无法满足加工厂复杂场景的多维度、多层次需求，此外，现有技术难以在多变环境下进行自动化的调整和优化配置，影响笔记本电脑加工厂管理的效率。
2、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种数字孪生场景配置方法，是通过笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据，建立数据分层管理架构，将数据划分为基础层、聚合层和场景层，在场景层中建立数字孪生模型，再通过优化数字孪生模型，使得加工厂的运行效率最高，笔记本电脑加工厂达到最优状态，将多源数据实时输入数字孪生模型，根据数据变化动态调整场景配置参数，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种数字孪生场景配置方法，包括如下步骤：
4、通过笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据；
5、建立数据分层管理架构，将数据划分为基础层、聚合层和场景层，在场景层中建立数字孪生模型；
6、优化数字孪生模型，使得加工厂的运行效率最高，笔记本电脑加工厂达到最优状态，目标函数是反映加工厂运行效率和整体性能的函数，为数字孪生
7、，
8、式中：为学习率，控制参数更新的步长，为需要更新的笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据的参数集，为更新后笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据的的参数集，为更新前的笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据的参数集，在每次更新参数后，检查目标函数的变化，如果目标函数的值达到预设的收敛阈值时，停止迭代，当前参数值为最优解，笔记本电脑加工厂的运行效率最高，笔记本电脑加工厂达到最优状态；
9、将多源数据实时输入数字孪生模型，根据数据变化动态调整场景配置参数。
10、进一步地，通过笔记本电脑加工厂内的传感器获取原始数据包括以下具体内容：
11、激光测距仪获取笔记本电脑加工厂内数控设备的尺寸数据，激光测距仪获取笔记本电脑加工厂内笔记本电脑工件的尺寸数据、温度传感器获取笔记本电脑加工厂过程中加工厂内的温度数据，湿度传感器获取笔记本电脑加工厂过程中加工厂内的湿度数据，压力传感器获取笔记本电脑工件在数控设备上加工过程中产生的压力数据，振动传感器获取笔记本电脑工件在数控设备上加工过程中的振动数据，位置传感器获取笔记本电脑在数控设备上加工过程中的工件位置数据。
12、进一步地，建立数据分层管理架构，将数据划分为基础层、聚合层和场景层，在场景层中建立数字孪生模型包括以下具体内容：
13、基础层存储笔记本电脑加工厂中多个传感器获取的数据，包括笔记本电脑加工厂内数控设备的尺寸数据、笔记本电脑加工厂内笔记本电脑工件的尺寸数据、加工厂内的湿度数据、加工厂内的温度数据、加工设备上产生的压力数据、加工设备上产生的振动数据、加工设备上加工过程中的工件位置数据；
14、基础层存储的实时数据通过数据总线传输到聚合层，接收到基础层传输的数据后，聚合层对数据进行解码，通过xml解析器将不同来源的数据转换为相同的格式，在格式转换的同时，进行数据的尺度标准化，将所有传感器获取的数据按比例缩放至相同的范围，对于不同采样频率的数据，进行时间对齐，确保所有数据在同一时间轴上有对应值，每种传感器获取的数据都有一个独立的特征提取网络分支，采用长短期记忆网络对笔记本电脑加工厂内数控设备的尺寸数据、加工设备上产生的振动数据、加工设备上产生的压力数据和加工过程中的工件位置数据进行特征提取，使用全连接层对加工厂内的湿度数据和温度数据进行高维度的特征提取，独立分支提取的特征在共享层进行融合，共享层采用的是卷积层，进一步整合来自不同传感器获取的数据特征，聚合层处理完的数据形成了一个完整的数据链，将数据实时传输到场景层；
15、场景层是数据分层管理架构的最高层，作用是将经过聚合层处理后的数据用于加工厂的场景配置，场景层不仅依赖于底层数据，还需要将这些数据转换为直观的、可操作的场景表示，以支持实时监控、仿真、预测和调整，场景建模是场景层中的基础，场景建模中的核心是数字孪生建模，将物理实体的实时数据与虚拟模型关联，实现物理和虚拟空间的同步运行，利用激光扫描技术获取加工厂的三维点云数据，这些点云可以精确反映加工厂内设备、工件和整体空间布局，使用全站仪进行空间布局的测绘，得到准确的尺寸、角度和位置数据，在已有的三维cad图纸基础上进行建模，这些图纸可以导入建模软件中，利用三维建模软件autocad创建设备和工件的基本几何形状，根据设备和工件的设计要求，添加设备的开关、传送带的滚轴和工件的空洞细节，这些细节使模型更加接近实际的物理形态，精确测量每个设备、工件的长度、宽度、高度以及各部分的相对位置，确保模型在虚拟空间中与实际加工厂的布局一致，确定生产线的路径，定义笔记本电脑工件从一个工位流向下一个工位的路径，使用3d建模表示传送带和输送通道，在数字孪生建模过程中，使用lod技术根据视角和距离自动调整模型的细节级别，在远处显示简单模型，靠近时切换为高精度模型，减少系统资源消耗，根据加工厂的实际布局，将已完成设备、工件和生产线3d建模在三维空间中精确摆放，确保模型与实际加工厂位置一致，通过虚拟仿真工具验证场景布局，检查设备和工件的相对位置是否符合设计要求，数字孪生建模后，将多个传感器采集到的数控设备尺寸数据、笔记本电脑工件的尺寸数据、加工厂内的温度数据、加工厂内的湿度数据、数控设备上的压力数据、数控设备上的振动数据和工件位置数据映射到对应的3d模型上，模型可以实时反映设备的状态变化，设计模型的交互功能，使操作人员可以通过点击、旋转、缩放模型来查看详细信息；
16、建立数字孪生模型可以通过一组数学公式来描述加工厂中的各类数据及其关系，数字孪生模型的公式为：
17、，
18、式中：为数字孪生模型的向量场，为时间点，为三维空间中任意一点的几何位置，为空间坐标；为数控设备的尺寸数据，满足，为为限定数控设备在三维空间中的边界；为笔记本电脑工件的尺寸数据，满足，为限定笔记本电脑工件在三维空间中的边界；生产线在时间下的路径数据，其中，，为生产线在三维空间中的轴方向上的位置随时间变化的坐标值；为加工厂在时间下的温度数据；为加工厂在时间下的湿度数据；为加工过程中在时间下产生的压力数据，压力随时间变化，可以表示为，为初始压力，为压力的变化；为加工过程中时间下产生的振动数据，可以表示为，为振幅，为振动频率，为相位角；为在下的工件位置数据。
19、进一步地，优化数字孪生模型，使得加工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数字孪生场景配置方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种数字孪生场景配置方法，其特征在于, 优化数字孪生模型构建的步骤具体为：
3.根据权利要求2所述的一种数字孪生场景配置方法，其特征在于,计算目标函数对各个参数偏导数的公式为：
4.根据权利要求1所述的一种数字孪生场景配置方法，其特征在于, 建立数据分层管理架构，将数据划分为基础层、聚合层和场景层，建立数字孪生模型，包括：
【技术特征摘要】
1.一种数字孪生场景配置方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种数字孪生场景配置方法，其特征在于, 优化数字孪生模型构建的步骤具体为：
3.根据权利要求2所述的一种数字孪生场景...
【专利技术属性】
技术研发人员：田日辉，孙晓田，白欲立，
申请(专利权)人：联想新视界北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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