[发明专利]一种基于数字孪生的设备设计/维修方案智能决策方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的设备设计/维修方案智能决策方法，属于先进制造与自动化技术领域。包括：步骤一、对关键设备进行结构分析和功能分析、进行机理模型构建以及进行数据模型构建，得到关键设备的数字孪生建模模块；步骤二、根据步骤一所得关键设备的数字孪生建模模块，对设计/维修服务所需的数据和信息进行梳理，制定设计/维修优选方案的评价准则并获得决策方案备选集；步骤三、根据步骤二所得决策方案备选集，进行复杂群体的多属性多方案决策，得到设计/维修服务任务下的备选方案排序；步骤四、当备选方案的排序合理时，输出作为优选方案。本发明所述方法解决了目前行业设计、生产、管理和服务的智能化水平仍然偏低的问题。

技术领域

本发明属于先进制造与自动化技术领域，涉及一种基于数字孪生的设备设计/维修方案智能决策方法。

背景技术

核电行业的关键设备，如核电机组等是典型的高端装备，具有系统组成复杂、定制化设计、设备价值高和建造流程长等特点，其全生命周期管理覆盖了研发、设计、采购、建造、安装、调试、运行、维护等各环节。通常现场调试和运维部门需将相关故障信息以TCR单或文函的方式，反馈给设计部门和设备制造商，请其协助提供解决方案，设计部门再根据现场提供的设备状况进行服务，提供可行的设计/维修方案。可见，当前解决核电设备复杂故障时使用的基于文本的信息描述形式，由于其决策主体地理位置分布广泛，时间和位置无法固定，难以快速准确向工程现场提供解决方案，同时，核电领域专家经验知识没有被充分利用，无法将已有的设计/维修方案提供给相关决策者，因而现场故障难以得到高效解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的设备设计/维修方案智能决策方法，解决了目前核电行业设计、生产、管理和服务的智能化水平仍然偏低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种基于数字孪生的设备设计/维修方案智能决策方法，包括以下步骤：步骤一、对关键设备进行结构分析和功能分析、进行机理模型构建以及进行数据模型构建，得到关键设备的数字孪生建模模块；步骤二、根据步骤一所得关键设备的数字孪生建模模块，对设计/维修服务所需的数据和信息进行梳理，制定设计/维修优选方案的评价准则并获得决策方案备选集；步骤三、根据步骤二所得决策方案备选集，进行复杂群体的多属性多方案决策，得到设计/维修服务任务下的备选方案排序；步骤四、当备选方案的排序合理时，输出作为优选方案。

优选地，对关键设备进行结构分析，包括对关键设备各组成模型进行结构组件进行分析，确定组成关键设备的主要部件、布置形式；对关键设备进行结构分析，包括对关键设备各组件的功能、功能类型及运动、电气进行分析。

进一步优选地，进行机理模型构建的操作包括：通过获取关键设备的不同维度属性，从机械、电气、液压、热力学、控制属性等方面建立三维模型；其中，不同维度属性包括：几何结构、空间运动、动学特性、机构动力学特性。

其中，优选地，进行机理模型构建的实现方式包括：采用SolidWorks、3D MAX、ProE、AutoCAD构建几何模型；采用ABAQUS，Hypermesh、SolidWorks，Adams建立运动学与动力学模型；采用Matlab、Simulink建立控制系统模型。

进一步优选地，进行数据模型构建的操作包括：基于人工智能方法，分析己知的故障样本以及故障与征兆之间复杂对应关系，构建关键设备的故障诊断数据模型、剩余寿命预测数据模型。

优选地，步骤二的具体操作包括以下步骤：