一种面向工业互联网的设备数字孪生系统

本发明涉及数字孪生，特别涉及一种面向工业互联网的设备数字孪生系统。

背景技术：

1、工业互联网等主要制造业计划的提出加速了信息技术与制造业的融合，智能制造成为其共同战略优先事项之一，核心是工业的信息化和智能化，而实现智能制造的关键挑战之一是连接物理空间和虚拟空间。

2、传统孪生系统设计并没有完全实现在平台孪生层内对透传设备数据进行数据解析处理，数据组织结构对数据进行集成和封装会导致多源异构数据的传输问题，增大网络通信数量，浪费网络资源

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种面向工业互联网的设备数字孪生系统，以解决传统孪生系统网络通信数量大、网络资源浪费的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种面向工业互联网的设备数字孪生系统，包括：

4、设备端，用于采集设备当前时刻的状态数据；

5、服务端，与所述设备端连接，用于根据所述当前时刻的状态数据构建数字孪生模型，并基于所述当前时刻的状态数据预测下一时刻的状态数据，并所述根据下一时刻的状态数据对所述数字孪生模型进行虚拟调度；

6、应用端，与所述服务端连接，用于根据虚拟调度结果对所述设备下发控制指令，并通过所述服务端将所述控制指令下发至所述设备端。

7、可选地，所述设备端包括：

8、数据采集模块，用于采集设备当前时刻的状态数据；

9、数据上报模块，与所述数据采集模块连接，用于将当前时刻的状态数据上传到所述服务端。

10、可选地，所述服务端包括：

11、模型构建模块，用于根据所述当前时刻的状态数据构建数字孪生模型；

12、数据处理模块，用于采用内嵌的神经网络模型对所述当前时刻的状态数据进行处理，预测下一时刻的状态数据；

13、数据存储模块，用于存储当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据；

14、控制仿真模块，用于根据所述下一时刻的状态数据对所述数字孪生模型进行虚拟调度。

15、可选地，所述设备端与所述服务端采用2g/3g/4g或wifi进行数据传输。

16、可选地，所述应用端通过调用所述服务端提供的访问控制接口下发控制指令。

17、可选地，所述设备端采用json格式对状态数据进行封装和传输。

18、可选地，所述json格式中，字段id为设备的唯一标识，profile对象内容为设备的相关静态属性信息，profile中的resourcetype字段标识了设备提供的资源类型；property对象为设备自定义的动态属性字段。

19、可选地，所述设备端采用dis技术缓存设备将当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据定时同步到数据存储模块中。

20、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

21、本发明提供的面向工业互联网的设备数字孪生系统利用统一的数据组织结构进行数据的集成、封装，解决多源异构数据的传输问题；该系统保证实时性的同时提高应用访问的并行性减少网络通信数量，节省网络资源，利用统一的数据结构进行封装，整合为统一的json格式文件进行传输，降低数据处理分析的难度与工作量，满足系统数据访问性能需求。

技术特征：

1.一种面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述设备端包括：

3.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述服务端包括：

4.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述设备端与所述服务端采用2g/3g/4g或wifi进行数据传输。

5.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述应用端通过调用所述服务端提供的访问控制接口下发控制指令。

6.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述设备端采用json格式对状态数据进行封装和传输。

7.根据权利要求6所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述json格式中，字段id为设备的唯一标识，profile对象内容为设备的相关静态属性信息，profile中的resourcetype字段标识了设备提供的资源类型；property对象为设备自定义的动态属性字段。

8.根据权利要求1所述的面向工业互联网的设备数字孪生系统，其特征在于，所述设备端采用dis技术缓存设备将当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据定时同步到数据存储模块中。

技术总结
本发明公开了一种面向工业互联网的设备数字孪生系统。该系统包括：设备端，用于采集设备当前时刻的状态数据；服务端，与所述设备端连接，用于根据所述当前时刻的状态数据构建数字孪生模型，并基于所述当前时刻的状态数据预测下一时刻的状态数据，并所述根据下一时刻的状态数据对所述数字孪生模型进行虚拟调度；应用端，与所述服务端连接，用于根据虚拟调度结果对所述设备下发控制指令，并通过所述服务端将所述控制指令下发至所述设备端。该系统保证实时性的同时提高应用访问的并行性减少网络通信数量，节省网络资源，利用统一的数据结构进行封装，整合为统一的Json格式文件进行传输，降低数据处理分析的难度与工作量，满足系统数据访问性能需求。

技术研发人员：管宇翔,孙广集,欧阳春,陈宇宁,牛福永
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12