基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真方法及系统[发明专利].pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN112668223A

(43)申请公布日2021.04.16

(21)申请号202011562370.6

(22)申请日2020.12.25

(71)申请人山东大学

地址250061山东省济南市历下区经十路

17923号

(72)发明人胡天亮魏永利孟麒

(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限

公司37221

代理人祖之强

(51)Int.Cl.

G06F30/23(2020.01)

G06F30/27(2020.01)

G06Q10/06(2012.01)

权利要求书2页说明书7页附图4页

(54)发明名称

基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真

方法及系统

(57)摘要

本公开提供了一种基于数字孪生轻量化模

型的机电装备仿真方法及系统，获取机电装备的

零部件性能状态数据；当零部件的性能状态发生

变化时，利用感知数据识别性能衰减位置和衰减

量，通过有限元分析进行机电装备零部件模型性

能衰减更新；将更新的零部件模型替换原有模

型，完成机电设备数字孪生模型的初步更新，得

到一致性机电装备数字孪生模型；针对机电装备

的不同应用服务，通过应用服务需求分析，得到

以此应用服务为导向的需求，根据需求指导机电

装备数字孪生模型的自配置和自优化，得到以此

A应用服务为导向的轻量化模型；本公开得到了机

3电设备的以应用为导向的轻量化模型，在保证精

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8度的基础上提高了求解效率。

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C

CN112668223A权利要求书1/2页

1.一种基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取机电装备的零部件性能状态数据；

当零部件的性能状态发生变化时，利用感知数据识别性能衰减位置和衰减量，通过有

限元分析进行机电装备零部件模型性能衰减更新；

将更新的零部件模型替换原有模型，完成机电设备数字孪生模型的初步更新，得到一

致性机电装备数字孪生模型；

针对机电装备的不同应用服务，通过应用服务需求分析，得到以此应用服务为导向的

需求，根据需求指导机电装备数字孪生模型的自配置和自优化，得到以此应用服务为导向

的轻量化模型，根据得到的轻量化模型进行机电装备的工作过程仿真。

2.如权利要求1所述的基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真方法，其特征在于，

机电装备数字孪生模型的自配置，包括：模型分解策略、模型自配置策略和元模型接口

设计，模型分解策略包括以应用为导向的模型分解准则、模型分解方法和模型分解评估；

利用模糊聚类方法对机电装备进行模型分解，获取以应用服务需求为导向的机电装备

分解方案；

当存在多种分解方案时，通过TOPSIS算法对各方案进行评估量化，选取最优分解方案，

指导元模型接口设计以及模型自配置方案的制定。

3.如权利要求2所述的基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真方法，其特征在于，

模型自配置策略以应用需求分析为导向，利用层次分析法选取对应用服务影响较大的

机电装备系统零部件，并结合子系统之间的耦合以及零部件之间的接触配合关系，自配置

形成针对应用需求分析的机电装备系统模型。

4.如权利要求2所述的基于数字孪生轻量化模型的机电装备仿真方法，其特征在于，

当应用服务为寿命预测时，选取最容易出现损伤的机电设备关键零部件进行寿命预

测；

通过准则层因素对方案层关键零部件进行量化，通过层次分析法选取最易出现损伤的

零部件；

结合选取零部件的耦合特征和装配关系，构建以数控