买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种面向流程工业的数字孪生架构设计方法。数字孪生系统是一个可视化的虚拟生产系统，可实现与现场物理实体的平行运行，为实体的安全高效生产提供模拟优化、监测诊断、智能运维等赋能技术。现存的数字孪生系统无法满足流程工业亟需的质量指标感知能力、优化控制赋能功效、故障诊断赋能功效等核心功能。针对这一弊端，本发明提出一种面向流程工业的数字孪生架构设计方法，在数据感知、几何建模、连接交互等数字孪生基本架构的基础上，补充了基于AdaptiveDiASSA算法的故障检测模块、基于SF‑Transformer算法的质量指标软测量模块、基于QST‑MPC算法的混合整数决策优化模块，保障流程工业数字孪生系统的真正落地应用。

主权项：1.一种面向流程工业的数字孪生架构设计方法，其特征在于：包括如下步骤：1）搭建数字孪生工厂支撑平台，用于实现多模型仿真场景的构建、人机交互画面组态、第三方设备通讯接口、多模型运行调度、人机交互画面运行环境、运行时模型调试功能；2）搭建动态仿真建模平台，内嵌软件交互系统、数据库、物性方法模块与单元设备模块，为后续模型构建与赋能应用模块提供载体；3）通过流程工业DCS数据库和图像数据库获取多模态过程数据，实现数据的精准感知；4）确定数字孪生模型必需的关键信息，构建单元级数字孪生模型，高保真刻画流程工业系统中工序的几何属性、物理行为、过程动态特征；5）利用现有模型装配技术，将步骤4中单元级数字孪生模型组装为全流程、高层级数字孪生模型；结合现有模型融合技术，明确多类别模型之间的耦合关系，构建可描述流程工业多设备、全周期特征的数字孪生模型；基于静态数据动态一致性分析方法，对数字孪生模型的精度、稳定性指标进行验证，以确保数字孪生模型准确拟合实际系统；6）利用现有的连接交互技术，实现流程工业实体、数字孪生体、操作者与环境之间数据传输与信息交换；7）通过机理模型和自适应图像特征提取，对多模态数据进行特征加工与提取，生成机理特征数据和图像特征数据；构建基于AdaptiveDiASSA算法的故障检测模块，对融合后的数据进行过程时序非线性特征提取；基于制定的故障监测逻辑，结合实时特征进行当前运行工况判断；8）构建基于SF-Transformer算法的指标预测模块，解决现存算法对缓慢变化参数的不敏感性与弱可解释性，实现流程工业质量指标的高精度软测量；9）构建基于QST-MPC算法的优化控制模块，实现流程工业中多类型操作参数的高效率同步优化；所述基于QST-MPC算法的优化控制模块，为：针对流程工业中常见的多类型决策同步优化复杂性大、实时求解能力差的缺陷，从递归可行性与次优性角度设计自触发式控制策略更新机制，量化触发频率和次优性之间的关系，既为决策者提前确定触发频率提供预见性指示，也在目标水平度取值为1时实现混合整数优化问题的求解，从而规避求解NP-难问题；10）以步骤7）-步骤9）的算法为内核，开发数字孪生赋能应用软件。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 一种面向流程工业的数字孪生架构设计方法