装备的设计运维方法、装置、计算机设备及可读存储介质与流程

本发明涉及智能化制造，特别涉及一种装备的设计运维方法、装置、计算机设备及可读存储介质。

背景技术：

1、装备的智能设计主要与产品设计过程相关，重点在于产品设计过程中，综合使用三维建模、多学科仿真(结构、流体、热、电磁等等)对产品进行优化和分析，找到产品设计的最优方案。装备代指工业领域内的各种机电零部件，比如发动机、盾构机、风力发电机等等。

2、目前，在装备的智能设计过程中，在研发阶段经常需要结合使用仿真技术和实物试验来实现评估结构的性能，以需求某个最优参数。先通过仿真寻找到最优参数，再将实物产品进行试验验证。仿真来寻找理论上的最优参数，然后进行实物试验的最终验证。

3、一般仿真和试验的过程为：概念设计——仿真——根据仿真结果修改设计——再次仿真——修改设计...，如此迭代几轮后，得到最优设计参数。再将仿真优化后的产品进行试制并开展实物试验，通过实物试验来验证其真实性能是否满足真实工况要求。如果满足要求，则基本可以将产品定型。

4、但是，仿真过程只能依据理论数据优化仿真模型的参数，进而影响优化后的仿真模型的精度。

5、而在装备的运维过程中，目前较为智能的方式是通过在装备上布置传感器，实时采集装备运行中传感器产生的数据，对数据进行实时分析，以对装备的运行状态进行诊断，来发现装备运行的异常状况。但在装备的运维中，由于某些客观原因，不可能在装备的任意位置布置传感器(比如燃烧室等高温高压位置)，目前最先进的方案是采用基于降阶模型的数字孪生技术，通过可以布置传感器的位置来实时获取监测数据，再基于降阶模型对装备进行快速、实时的仿真来得到装备运行过程中任意位置的状态数据，以为装备运维提供决策依据。

6、但是，基于数字孪生的运维方案在生成降阶模型用于装备运维后，其数字孪生体的降阶模型在运维过程无法进行更新，随着装备运行时间的积累，其降阶模型与装备的实际状况的差距逐渐加大，会造成数字孪生体的精度下降，进而影响运维的准确性、可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种装备的设计运维方法，以解决现有技术中装备设计过程存在仿真模型精度低、装备运维过程存在准确度低的技术问题。该方法包括：

2、在装备的设计阶段，通过仿真优化软件得到所述装备的优化后的仿真模型，该优化后的仿真模型称为第一仿真模型；

3、采集对所述装备的实物样品进行试验的试验数据，将所述试验数据转换为所述仿真优化软件所采用的数据格式，其中，所述装备的实物样品是根据所述第一仿真模型的几何参数制造得到的；

4、根据转换格式后的所述试验数据标定所述第一仿真模型的输入参数，驱动所述仿真优化软件优化所述第一仿真模型，得到第二仿真模型，其中，所述第二仿真模型的几何参数用于制造所述装备；

5、根据所述第二仿真模型的输入参数和输出参数构建降阶模型，以得到所述装备的数字孪生体，其中，所述仿真优化软件和所述数字孪生体运行于同一软件平台上；

6、在运行所述装备的过程中，采集所述装备的运行数据，将所述运行数据转换为所述仿真优化软件所采用的数据格式；

7、根据转换格式后的所述运行数据标定所述第二仿真模型的输入参数，驱动所述仿真优化软件优化所述第二仿真模型，得到第三仿真模型；

8、根据所述第三仿真模型的输入参数和输出参数更新所述降阶模型，进而更新所述数字孪生体；

9、根据更新后的所述数字孪生体实时获取所述装备任意点的运行数据，并基于获取的运行数据对所述装备进行运维。

10、本发明实施例还提供了一种装备的设计运维装置，以解决现有技术中装备设计过程存在仿真模型精度低、装备运维过程存在准确度低的技术问题。该装置包括：

11、仿真优化模块，用于在装备的设计阶段，通过仿真优化软件得到所述装备的优化后的仿真模型，该优化后的仿真模型称为第一仿真模型；

12、试验数据采集模块，用于采集对所述装备的实物样品进行试验的试验数据，将所述试验数据转换为所述仿真优化软件所采用的数据格式，其中，所述装备的实物样品是根据所述第一仿真模型的几何参数制造得到的；

13、所述仿真优化模块，还用于根据转换格式后的所述试验数据标定所述第一仿真模型的输入参数，驱动所述仿真优化软件优化所述第一仿真模型，得到第二仿真模型，其中，所述第二仿真模型的几何参数用于制造所述装备；

14、模型构建模块，用于根据所述第二仿真模型的输入参数和输出参数构建降阶模型，以得到所述装备的数字孪生体，其中，所述仿真优化软件和所述数字孪生体运行于同一软件平台上；

15、运行数据采集模块，还用于在运行所述装备的过程中，采集所述装备的运行数据，将所述运行数据转换为所述仿真优化软件所采用的数据格式；

16、所述仿真优化模块，还用于根据转换格式后的所述运行数据标定所述第二仿真模型的输入参数，驱动所述仿真优化软件优化所述第二仿真模型，得到第三仿真模型；

17、模型更新模块，用于根据所述第三仿真模型的输入参数和输出参数更新所述降阶模型，进而更新所述数字孪生体；

18、运维模块，用于根据更新后的所述数字孪生体实时获取所述装备任意点的运行数据，并基于获取的运行数据对所述装备进行运维。

19、本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的装备的设计运维方法，以解决现有技术中装备设计过程存在仿真模型精度低、装备运维过程存在准确度低的技术问题。

20、本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的装备的设计运维方法，的计算机程序，以解决现有技术中装备设计过程存在仿真模型精度低、装备运维过程存在准确度低的技术问题。

21、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过优化仿真模型得到第一仿真模型后，采集对装备的实物样品进行试验的试验数据，进而基于转换数据格式后的试验数据标定第一仿真模型的输入参数，驱动仿真优化软件优化第一仿真模型，得到第二仿真模型，基于第二仿真模型的几何参数即可制造装备，实现了在装备设计过程中采集并使用试验的实测数据对第一仿真模型进行标定、优化，得到更新、优化后的第二仿真模型，使得第二仿真模型所产生的仿真结果与实物样品试验数据相吻合，提高了第二仿真模型的精度，使得第二仿真模型更能准确的反应装备产品的真实性能，此时装备设计优化过程结束，第二仿真模型中用于制造装备的几何参数已经固定，即该第二仿真模型可以起到两个作用，一个是基于第二仿真模型的几何参数制造装备，可以改善装备的设计参数，提高装备的精度、性能；第二个是基于第二仿真模型的输入参数和输出参数还可以构建降阶模型，以得到装备的数字孪生体，以便基于与装备的状况相吻合的数字孪生体对装备进行运维，提高运维准确性；此外，在后续运行装备的过程中，采集装备的运行数据，并根据转换格式后的运行数据标定第二仿真模型的输入参数，驱动仿真优化软件优化第二仿真模型，得到第三仿真模型，并根据第三仿真模型的输入参数和输出参数更新所述降阶模型，进而更新所述数字孪生体，进而根据更新后的数字孪生体实时获取装备任意点的运行数据，并基于获取的运行数据对装备进行运维，实现了在装备运行过程中，通过运行数据结合仿真优化软件优化第二仿真模型，得到第三仿真模型，进而基于第三仿真模型优化、更新降阶模型、数字孪生体，即实现了仿真优化软件、运维以及运行数据之间的互通，使得可以基于运行数据结合仿真优化软件不断更新数字孪生体，使得更新后的第三仿真模型所产生的仿真结果与装备实际运行数据相吻合，进而始终保持装备的数字孪生体与装备实际状况相吻合，使得数字孪生体能真实反应装备的实际运行情况，提高数字孪生体的精度，进而有利于确保基于数字孪生体进行装备运维的准确性、可靠性。