工业数字孪生的数据空间构建方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及智能检测技术，尤其涉及工业数字孪生的数据空间构建方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、实际工业设备、过程或系统的数据通常是动态变化的。因此，需要定期对数据进行同步和更新，以保持数字孪生与实际情况的一致性。可以使用数据同步和更新技术，如增量更新、定期批量更新等。

2、但是，数据同步和更新可能存在一定的延迟，导致数字孪生与实际情况之间存在一定的时间差，这可能会影响到对实时变化的工业过程的准确模拟和预测。

技术实现思路

1、本发明实施例提供工业数字孪生的数据空间构建方法、系统、设备及介质，能够至少解决现有技术中的部分问题，也即，解决现有技术数据同步和更新可能存在一定的延迟，导致数字孪生与实际情况之间存在一定的时间差的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供一种工业数字孪生的数据空间构建方法，包括：

3、采集工厂的数字信息，所述数字信息包括工厂内设备的工业参数；

4、基于所述数字信息进行数据建模，得到数据空间模型；

5、当接收到工厂中采集器反馈的更新数据信息时，对所述更新数据信息进行数据分片得到多各数据片段；

6、获取待分配的多个计算节点，将各数据片段分布到多个计算节点上并行处理，得到多个更新集；

7、根据所述多个更新集对所述数据空间模型进行更新。

8、可选地，获取待分配的多个计算节点，将各数据片段分布到多个计算节点上并行处理，得到多个更新集的步骤，包括：

9、针对每个数据片段，计算每个可分配计算节点的分配权重；

10、比较各计算节点的分配权重，将数据片段发送至分配权重最大的计算节点上；

11、重复针对每个数据片段，计算每个可分配计算节点的分配权重，直至将全部数据片段全部分配至计算节点上。

12、可选地，计算每个可分配计算节点的分配权重的步骤，包括：

13、根据数据片段的相关性计算各计算节点的数据局部性权重；

14、根据各计算节点的当前负载计算其负载权衡权重；

15、确定所述各数据片段的优先级信息，并根据所述各数据片段的优先级信息确定各计算节点的动态调度权重；

16、根据各计算节点的数据局部性权重和负载权衡权重以及动态调度权重计算各计算节点对应的分配权重。

17、可选地，根据数据片段的相关性计算各计算节点的数据局部性权重的步骤，包括：

18、根据数据片段类型确定关联系数算法、距离系数算法以及邻近性系数算法；

19、基于所述关联系数算法计算数据片段之间的相关系数；

20、基于所述距离系数算法计算用于表示数据片段之间远近程度的距离系数；

21、基于所述邻近性系数算法计算用于表示数据片段之间邻近性的邻近性系数；

22、对所述相关系数、距离系数以及邻近性系数进行相乘运算得到所述数据局部性权重。

23、可选地，根据各计算节点的当前负载计算其负载权衡权重的步骤，包括：

24、获取计算节点的负载指标，所述负载指标包括cpu利用率；

25、根据负载指标确定调节负载均衡系数，其中，所述调节负载均衡系数的计算公式如下：

26、η = k * (1 - ρ)；

27、其中，ρ是计算节点的负载指标，η是调节负载均衡系数，k是一个正数，用于调节负载均衡的敏感度；

28、根据负载指标和所述调节负载均衡系数计算负载均衡权重，其中，所述负载均衡权重计算公式如下：

29、负载均衡权重 = (1 - ρ) * η；

30、其中，ρ是计算节点的负载指标，η是调节负载均衡系数。

31、可选地，所述优先级信息包括数据处理优先级和任务截至时间，确定所述各数据片段的优先级信息，并根据所述各数据片段的优先级信息确定各计算节点的动态调度权重的步骤，包括：

32、根据上一次接收到更新数据信息时的时刻，与当前时刻计算数据更新的时间间隔；

33、根据所述时间间隔计算数据更新的频率，所述数据更新的频率计算公式如下：

34、p= α * (1 - e^(t/τ))；

35、其中，α是指数加权函数的系数，t是数据更新时间间隔，τ是时间常数；

36、根据所述任务截至时间计算任务的紧急程度，所述任务的紧急程度计算公式如下：

37、θ = 1 / (1 + e^(h(t - t_0)))；

38、其中，h是s形函数的斜率，t是任务截止时间，t_0是任务的起始时间；

39、对数据处理优先级、数据更新的频率以及任务的紧急程度进行相乘得到所述动态调度权重。

40、可选地，根据各计算节点的数据局部性权重和负载权衡权重以及动态调度权重计算各计算节点对应的分配权重的步骤，包括：

41、确定所述数据局部性权重的初始系数；

42、确定所述负载权衡权重的初始系数；

43、确定所述动态调度权重的初始系数；

44、基于所述数据局部性权重的初始系数、所述负载权衡权重的初始系数以及所述动态调度权重的初始系数计算动态分配系数；

45、基于更新后的分配系数、数据局部性权重、负载权衡权重以及动态调度权重计算所述分配权重。

46、第二方面，本发明实施例提供了一种工业数字孪生的数据空间构建系统，包括：

47、采集模块，用于采集工厂的数字信息，所述数字信息包括工厂内设备的工业参数；

48、建模模块，用于基于所述数字信息进行数据建模，得到数据空间模型；

49、分布模块，用于当接收到工厂中采集器反馈的更新数据信息时，对所述更新数据信息进行数据分片得到多各数据片段；

50、获取模块，用于获取待分配的多个计算节点，将各数据片段分布到多个计算节点上并行处理，得到多个更新集；

51、更新模块，用于根据所述多个更新集对所述数据空间模型进行更新。

52、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行第一方面任一所述的工业数字孪生的数据空间构建方法。

53、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面任意一项所述的工业数字孪生的数据空间构建方法。

54、本发明实施例通过采集工厂的数字信息，所述数字信息包括工厂内设备的工业参数；基于所述数字信息进行数据建模，得到数据空间模型；当接收到工厂中采集器反馈的更新数据信息时，对所述更新数据信息进行数据分片得到多各数据片段；获取待分配的多个计算节点，将各数据片段分布到多个计算节点上并行处理，得到多个更新集；根据所述多个更新集对所述数据空间模型进行更新，通过并行处理和数据模型的更新，能够实现高效的数据处理和准确的数据分析，从而提高工厂的生产效率和设备运行的稳定性。

55、本发明通过本发明实施例的有益效果可以参考具体实施方式中技术特征对应的技术效果，在此不再赘述。