基于数字孪生的船机电装备信息动态匹配模型研究
发布时间：2021-04-14 16:16
数字孪生技术是一种船机电装备信息与物理资源整合、共享和使用的高效组织方法。船机电装备保障信息与物理资源的分层嵌套、异构庞杂、种类繁多,使得交互式电子手册用户当前操作请求面临信息选取的盲目性与数据冗余问题。构建船机电装备数字孪生的船舶装备保障架构,设计了装备信息与操作人员混合匹配网络模型,并提出一种用户动态需求驱动的信息智能匹配方法。船用机电装备信息保障案例仿真实验表明,与静态的分级点选方式下的定向扩散方案比较,该方法的信息获取效率提升了59.5%。
【文章来源】：设备管理与维修. 2020,(17)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１噪声测量系统??４噪声试验测点布置及测量工况??
用户交互层??数字孪生倍息岡配层??用户兴趣网络??浏览兴趣??操作对象??ｉ??个人内容兴趣岗位组织关系位息访问权阳体系??美??〇??信息组织图??船舶数字孪生ＤＴ模型??％??物理数据图??信息物理混合资源层??■??信息智能化匹配网络??物理船舶状态及环境??ＺＴ??ｒ??船舶三维??ＣＡＤ／ＣＡＥ?模型??船机电设备交互?船机电设备运行状第＝．方海况及大??式手册丨ＥＴＭ?态物联网调控系统环境监测系统??图１数字化孪生船用机电装备维修保障架构??架构（图１）。??其中，船舶信息物理混合资源层，为船舶数字孪生ＤＴ模型??提供基础数据；以机电装备的设备编号系统作为基础ＩＤ编码，??组织实时的物理世界的船舶维修保障传感器数据与船机电设备??控制指令，拓展数字孪生的信息的实时性、动态性与双向控制。??数字孪生信息匹配层，建立起船机电设备ＤＴ数字化组件??的属性关联。技术实现上，采用数字孪生ＤＴ模型建模方法１根??据船舶系统关系构建ＤＴ数字化组件之间的网络关系，如船体??备一部件一零件”的分层树形结构，且三维模型与维修??保障信息通过零件ＩＤ进行关联，构成数字资源的网络??拓扑图；在ＤＴ数字组件中，船舶实时运行数据由无线传??感器网络拓扑及船舶系统分类编码组织，实时数据通过??零件ＩＤ进行绑定，形成船舶状态数据资源的网络拓扑??图；用户兴趣指特定维修包装主题的设备及维修信息，??且本质为一组具有访问权限的零件ＩＤ所对应的信息一??物理资源，形成的用户需求网络拓扑图。??数字孪生ＤＴ数字组件混合网络通过零件ＩＤ关联，??由用户动态决策选择不确定性感兴趣的内容，实现网络??节点之
?等装备及零部件之间的关联。物理船舶状态及环境数据通过人??与装备动态交互事件进行组织，如船舶装备维修、保障物流、人??员管理等全周期的动态交互。信息智能化匹配网络模块通过智??能算法向用户推荐最合适的资源层信息与数据３??用户交互层，通过人机交互界面获取用户的个人访问兴趣、??船员或维修保障人员的岗位组织关系及访问权限。该信息作为??数字孪生信息匹配的目标和约束条件。??２信息一物理一人员混合网络模型??采用数字孪生ＤＴ模型建模方法，构建信息一物理一人员??混合网络模型，如图２所示。在丨ＥＴＭ中，图纸及维修保障技术??规范文件一般按照船舶系统及装备装配图组织，形成“系统一装??ＨＥｆＨＯＪＭＩ?ＯＱＭＲ１ＴＡ?狀态?ｃ?－ＪｔＨＶＫＫＸ系??ＯＴＨｌＨｉＸｃ＃?点??编号，输出表示该零件蓝图的ＰＤＦ文件。??２．２用户兴趣模型??用户交互层，人员产生ＩＥＴＭ信息访问兴趣，对应一组数字??孪生组件节点集合民Ｕ），并向权限范围内的ＤＴ网络资源发起??请求，权限所包含的ＤＴ代理拓扑图为＆（厂￡）。人与ＤＴ资源??混合网络图为？＾（１￡）．数字孪生ＤＴ节点集合为Ｆ。用户兴??趣节点ｉ（ｉｅＶ〇：??（２）??其中Ａ?（ｉ）包含满足用户需求所需要的ＤＴ单元Ａｇｅｎｔ信??息，Ｓ，?（ｉ）＝｛ｈ，ｓ２，．＂，ｓ？｝，ｎｅ?［０，况】，５丨表不?ＤＴ单兀?Ａｇｅｎｔ?资源，??表示节点ｉ的访问需求中包含的单元Ａｇｅｎｔ资源的总数Ａ表示??用户权限范围，装备被授权访问的系统、零件等信息分支的深度??范围，／■，＝＊／“（?Ｃ丄如电子手册中信息或三维设备模型的丨Ｄ树??形结构的深度；兩ｗＵ）表示用户节点ｉ内ＤＴ信息
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于武器系统数字孪生的若干思考[J]. 周军华,薛俊杰,李鹤宇,姬杭,林廷宇,施国强. 系统仿真学报. 2020(04)
[2]基于数字孪生的船舶管加工数字化车间研究[J]. 徐鹏,陈卫彬,廖良闯,张政,封雨生. 舰船科学技术. 2019(15)
[3]基于数字孪生技术的数字化舰船及其应用探索[J]. 李凯,钱浩,龚梦瑶,王晓磊. 船舶. 2018(06)
[4]基于多Agent的装备保障体系分布式建模与仿真方法[J]. 尹丽丽,寇力,范文慧. 系统仿真学报. 2017(12)
[5]船舶交互式电子技术手册工程化应用研究[J]. 吴传海. 中国修船. 2017(01)
[6]一种改进的类电磁机制算法[J]. 高亮,王晓娟,魏巍,陈亚洲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2006(11)
本文编号：3137627
【文章来源】：设备管理与维修. 2020,(17)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１噪声测量系统??４噪声试验测点布置及测量工况??
用户交互层??数字孪生倍息岡配层??用户兴趣网络??浏览兴趣??操作对象??ｉ??个人内容兴趣岗位组织关系位息访问权阳体系??美??〇??信息组织图??船舶数字孪生ＤＴ模型??％??物理数据图??信息物理混合资源层??■??信息智能化匹配网络??物理船舶状态及环境??ＺＴ??ｒ??船舶三维??ＣＡＤ／ＣＡＥ?模型??船机电设备交互?船机电设备运行状第＝．方海况及大??式手册丨ＥＴＭ?态物联网调控系统环境监测系统??图１数字化孪生船用机电装备维修保障架构??架构（图１）。??其中，船舶信息物理混合资源层，为船舶数字孪生ＤＴ模型??提供基础数据；以机电装备的设备编号系统作为基础ＩＤ编码，??组织实时的物理世界的船舶维修保障传感器数据与船机电设备??控制指令，拓展数字孪生的信息的实时性、动态性与双向控制。??数字孪生信息匹配层，建立起船机电设备ＤＴ数字化组件??的属性关联。技术实现上，采用数字孪生ＤＴ模型建模方法１根??据船舶系统关系构建ＤＴ数字化组件之间的网络关系，如船体??备一部件一零件”的分层树形结构，且三维模型与维修??保障信息通过零件ＩＤ进行关联，构成数字资源的网络??拓扑图；在ＤＴ数字组件中，船舶实时运行数据由无线传??感器网络拓扑及船舶系统分类编码组织，实时数据通过??零件ＩＤ进行绑定，形成船舶状态数据资源的网络拓扑??图；用户兴趣指特定维修包装主题的设备及维修信息，??且本质为一组具有访问权限的零件ＩＤ所对应的信息一??物理资源，形成的用户需求网络拓扑图。??数字孪生ＤＴ数字组件混合网络通过零件ＩＤ关联，??由用户动态决策选择不确定性感兴趣的内容，实现网络??节点之
?等装备及零部件之间的关联。物理船舶状态及环境数据通过人??与装备动态交互事件进行组织，如船舶装备维修、保障物流、人??员管理等全周期的动态交互。信息智能化匹配网络模块通过智??能算法向用户推荐最合适的资源层信息与数据３??用户交互层，通过人机交互界面获取用户的个人访问兴趣、??船员或维修保障人员的岗位组织关系及访问权限。该信息作为??数字孪生信息匹配的目标和约束条件。??２信息一物理一人员混合网络模型??采用数字孪生ＤＴ模型建模方法，构建信息一物理一人员??混合网络模型，如图２所示。在丨ＥＴＭ中，图纸及维修保障技术??规范文件一般按照船舶系统及装备装配图组织，形成“系统一装??ＨＥｆＨＯＪＭＩ?ＯＱＭＲ１ＴＡ?狀态?ｃ?－ＪｔＨＶＫＫＸ系??ＯＴＨｌＨｉＸｃ＃?点??编号，输出表示该零件蓝图的ＰＤＦ文件。??２．２用户兴趣模型??用户交互层，人员产生ＩＥＴＭ信息访问兴趣，对应一组数字??孪生组件节点集合民Ｕ），并向权限范围内的ＤＴ网络资源发起??请求，权限所包含的ＤＴ代理拓扑图为＆（厂￡）。人与ＤＴ资源??混合网络图为？＾（１￡）．数字孪生ＤＴ节点集合为Ｆ。用户兴??趣节点ｉ（ｉｅＶ〇：??（２）??其中Ａ?（ｉ）包含满足用户需求所需要的ＤＴ单元Ａｇｅｎｔ信??息，Ｓ，?（ｉ）＝｛ｈ，ｓ２，．＂，ｓ？｝，ｎｅ?［０，况】，５丨表不?ＤＴ单兀?Ａｇｅｎｔ?资源，??表示节点ｉ的访问需求中包含的单元Ａｇｅｎｔ资源的总数Ａ表示??用户权限范围，装备被授权访问的系统、零件等信息分支的深度??范围，／■，＝＊／“（?Ｃ丄如电子手册中信息或三维设备模型的丨Ｄ树??形结构的深度；兩ｗＵ）表示用户节点ｉ内ＤＴ信息
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于武器系统数字孪生的若干思考[J]. 周军华,薛俊杰,李鹤宇,姬杭,林廷宇,施国强. 系统仿真学报. 2020(04)
[2]基于数字孪生的船舶管加工数字化车间研究[J]. 徐鹏,陈卫彬,廖良闯,张政,封雨生. 舰船科学技术. 2019(15)
[3]基于数字孪生技术的数字化舰船及其应用探索[J]. 李凯,钱浩,龚梦瑶,王晓磊. 船舶. 2018(06)
[4]基于多Agent的装备保障体系分布式建模与仿真方法[J]. 尹丽丽,寇力,范文慧. 系统仿真学报. 2017(12)
[5]船舶交互式电子技术手册工程化应用研究[J]. 吴传海. 中国修船. 2017(01)
[6]一种改进的类电磁机制算法[J]. 高亮,王晓娟,魏巍,陈亚洲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2006(11)
本文编号：3137627
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3137627.html
