[发明专利]一种基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统

说明书

本发明提供了一种基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统，包括，场景单元，用于提供数智模因、数字虚体和数智场，所述的数智模因包括预存的物理规律和预设规则，所述的数字虚体为虚拟世界中人为产生的不固定的各种数智体的组成部分；所述的数智场为虚拟世界中人为和/或非人为产生的固定组成部分；决策单元，用于根据任务目的给出多个决策方案；虚拟实践单元，用于基于任务目的及场景单元构建实践场以进行虚拟实践，并基于各决策方案的虚拟实践效果筛选出最优方案；虚实联接单元，用于联接虚拟世界与真实世界。本方案基于数字孪生另辟蹊径，抓住真实物理实体的主要矛盾，只还原对真实决策有实质性帮助的物理实体和模型，以达到快速实现从虚到实的决策迁移、部署和实施。

技术领域

本发明属于数字孪生技术领域，尤其是涉及一种基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统。

背景技术

孪生技术作为解决人类生产和生活问题的一种有效方法，常常在数字孪生的语境中被人们所广泛提及。

数字孪生主要是指利用现实世界的物理规律和社会规则，通过各种数值模拟方法，将各类物理和社会实体“孪生”到虚拟数字世界，并在虚拟世界进行虚拟实践，以检验方案、决策(如天基探测器设计方案、灾害救援决策)等是否合理可行。

当前主流的数字孪生这一概念，更多的是对物理实体的复刻，注重强调的是对现实的映射和关联，以实现对真实物理世界的高保真度建模和实时动态表示。当前数字孪生的概念在理论上似乎完全可行，但是在实际应用中对真实物理世界的高保真度还原会消耗巨大的资源，而且对复杂物理世界的真实还原是一件非常困难的事，所以在实践中往往面临各种还原问题。

另外，当前数字孪生只强调虚拟世界是真实物理世界的复刻，利用复刻的虚拟世界对方案、决策进行模拟检验，无法利用虚拟实践有效、快速、正确地指导人类进行决策，即目前的数字孪生技术在生产生活中所起到的作用与实现数字孪生复刻真实世界所耗费的精力不成正比。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统，包括场景单元、虚拟实践单元、虚实联接单元和决策单元，其中

场景单元，用于提供数智模因、数字虚体和数智场，所述的数智模因包括预存的物理规律和预设规则，所述的数字虚体为虚拟世界中人为产生的不固定的各种数智体的组成部分；所述的数智场为虚拟世界中人为和/或非人为产生的固定组成部分；

决策单元，用于根据任务目的给出多个决策方案；

虚拟实践单元，用于基于任务目的及场景单元构建实践场以进行虚拟实践，并基于各决策方案的虚拟实践效果筛选出最优方案；

虚实联接单元，用于联接虚拟世界与真实世界。

在上述的基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统中，所述的数智模因包括构造模因和行为模因两种模型，所述的构造模因包括结构模型、动力模型、热效模型、电磁模型和光模型，所述的行为模型包括认知模型、决策模型、控制模型、组织模型和行为模型。

在上述的基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统中，所述的虚拟实践单元还用于根据任务目的确定参与实践的环境、事件、数智体，从场景单元抓取相应要求注入实践场；

所述的虚拟实践单元包括实践调控器，用于遵照决策方案全局规划实践过程。

在上述的基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统中，所述虚拟实践单元的实践对象为所构建实践场中的数智体，在各决策方案下，基于规划的实践过程引导被规划的数智体执行相应虚拟任务。

在上述的基于智能及虚拟技术实现的数智孪生系统中，所述的数字虚体包括作为监控单元的若干数智体、作为执行单元的若干数智体和作为感知单元的若干数智体。