CN113378011B - 一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法及系统。包括以下步骤：建立三个与复杂产品总装的三种协作角色对应的产品数字孪生体；将产品数字孪生体分别映射至树状结构，得到三个孪生体树状结构；区分产品数字孪生体的应用领域，划分相对应的层次类型；建立不同层次类型下，与各产品数字孪生体分别对应的流程切面数据集；将各流程切面数据集分别映射至相应的孪生体树状结构的节点上；获取各流程切面数据集的实时数据值，存至相应的流程切面数据集中。建立设计、工艺、实做三胞胎孪生的航天器数字样机结构，每个孪生体在状态层、几何层等多个层次类型彼此映射，支持产品总装设计、工艺、实做信息的存储、查询、变更等操作。
Description
技术领域
本公开一般涉及制造装配技术领域，具体涉及一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法及系统。
背景技术
复杂产品总装是对产品分系统进行的集成装配与测试。对于新研复杂产品，进入总装阶段后，产品的设计与总装及测试工艺尚未定型，零部件供应链也尚未成熟。在该种情境下，产品设计人员和工艺设计人员需要根据试装、功能测试、性能测试的结果，以及零部件研制交付不及时、生产资源调配冲突、大系统协调引起时间节点压缩等频繁发生的事件，分别对产品和工艺进行持续的设计调整与优化迭代。这类调整与优化涉及多专业、多系统、多部门、长链条的大规模协同。为了尽量提高协同效率，需要依赖高可靠性、高实时性的数据协同手段。
在制造行业中，传统方式是采用物料清单(Bill OfMaterial，BOM)的形式实现产品制造过程的数据传递。产品设计方发布设计数字样机后，工艺部门从中提取设计物料清单(EBOM)，在工艺设计时进行工艺物料清单(PBOM)编制，在工艺实施前形成制造物料清单(MBOM)；但是，上述过程以BOM作为产品的数据主线，三种BOM间的结构差异较大，与基线技术状态要求、工序操作内容、产品检验数据等各类相关信息的联系较为松散，导致了转换时间长，信息聚合性差等问题，不能满足新研复杂产品总装的敏捷设计迭代与优化需求。
在数字化制造领域，目前已有研究机构和软件供应商提出基于数字孪生概念开展产品制造阶段的信息管理，通过数字孪生体加强设计与制造测试环节的数据迭代，并在产品服役阶段利用孪生体收集运行数据，反馈至设计端以进行优化迭代。其主要特点为：通过各类传感器丰富对实际产品状态的数据采集途径，构建与实际产品状态完全一致的虚拟样机，将其视为实际产品的数字孪生体，然后基于数字孪生体，开展制造方案设计、产品性能评估、产品设计优化等工作。由于实际状态获取的实时性和准确性，以往大量基于虚拟样机及其BOM的串行协同工作可以变得更加紧凑，从问题发现到方案调整的时间能够大幅缩短。但是，数字孪生体在新研复杂产品总装领域缺乏成熟的系统性应用范例，既有的“虚拟-实做”孪生体范式缺乏对总装工艺角色在系统工程中的考量。因此，我们提出一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法及系统，用以解决上述的缺乏对总装工艺角色的考量，数据松散且协同性较差的问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高数据聚合性及协同效率，保证信息获取的便捷性，优化产品工艺与性能且易于实现的复杂产品总装数字孪生体的构建方法及系统。
第一方面，本申请提供一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，包括以下步骤：
建立三个与复杂产品总装的三种协作角色对应的产品数字孪生体；
提取产品样机模型的树状结构；
将所述产品数字孪生体分别映射至所述树状结构，得到三个孪生体树状结构；
区分所述产品数字孪生体的应用领域，将所述产品数字孪生体划分为与其应用领域相对应的层次类型；
建立不同层次类型下，与各所述产品数字孪生体分别对应的流程切面数据集；
将各所述流程切面数据集分别映射至相应的所述孪生体树状结构的节点上；
获取各所述流程切面数据集的实时数据值，存至相应的流程切面数据集中。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述协作角色包括：设计人员、工艺人员和实施人员；所述层次类型包括：状态层和几何层。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述产品数字孪生体包括：产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体和产品实做数字孪生体；
所述产品设计数字孪生体，用于记录和管理所述设计人员提出的总装流程各阶段的制造目标；
所述产品工艺数字孪生体，用于记录和管理所述工艺人员提出的总装工艺中各工序的制造目标；
所述产品实做数字孪生体，用于记录和管理所述实施人员采集的总装工艺中各工序的制造结果数据。
根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下方法获取所述产品设计数字孪生体的流程切面信息集：
获取总装流程中的制造基线顺序；
基于所述制造基线顺序，生成所述产品设计数字孪生体的流程切面；
遍历基线的制造目标，将每个基线对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到基线子目标；
将所述分基线保存至相应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属基线。
根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下方法获取所述产品工艺数字孪生体的流程切面信息集：
获取总装流程中的工序顺序；
基于所述工序顺序，生成所述产品工艺数字孪生体的流程切面；
遍历工序的制造目标，将每个工序对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到工序子目标；
将所述分工序保存至对应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属工序。
根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下方法获取所述产品实做数字孪生体的流程切面信息集：
获取完成每个工序对应的完成时刻；
将每个所述工序中各产品节点的制造结果状态按所述层次类型分解，得到结果子状态；
基于制造目标要求采集相关的分时刻，并分别保存至相应的节点所对应的层次类型。
根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下方法提取产品样机模型的树状结构：
获取产品样机模型；
基于复杂产品总装装配需求，调整产品样机节点组件关系；
提取产品样机模型的树状结构。
第二方面，本申请提供一种基于上述的一种复合产品总装数字孪生体的构建方法的系统，其特征在于，包括：样机发布模块、孪生体存储模块、设计孪生体编辑模块、工艺孪生体编辑模块、实做孪生体采集模块和孪生体发布模块；
所述样机发布模块，用于提供产品数字孪生体构建所需的产品样机树状结构；
所述孪生体存储模块，用于存储、管理所述产品数字孪生体，以及为所述产品数字孪生体划分统一的层次类型；
所述设计孪生体编辑模块，用于定义产品设计数字孪生体；
所述工艺孪生体编辑模块，用于定义产品工艺数字孪生体；
所述实做孪生体采集模块，用于定义产品实做数字孪生体；
所述孪生体发布模块，用于从所述孪生体存储模块中提取数据，并发布相应的产品数字孪生体的信息数据。
第三方面，本申请提供一种服务端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的复合产品总装数字孪生体的构建方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的复合产品总装数字孪生体的构建方法的步骤。
综上所述，本技术方案具体地公开了一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法的具体流程。本申请具体地基于产品总装的三种协作角色，构建三个产品数字孪生体，满足三种协作角色的过程信息感知需求，以提高了任务情报信息获取的便捷性；将三个产品数字孪生体的数据分别映射至相应的产品样机模型的树状结构的节点上，并且，每个产品数字孪生体在状态层、几何层等多个层次类型彼此映射；通过实时保存各数字孪生体的数据信息，以便进行产品总装的设计、工艺、实做信息的存储、查询、变更、统计、追溯等操作。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为复杂产品总装数字孪生体的构建方法的流程示意图。
图2为复杂产品总装数字孪生体系统的流程示意图。
图3为产品样机的结构示意图。
图4为产品设计数字孪生体的示意图。
图5为产品工艺数字孪生体的示意图。
图6为产品实做数字孪生体的示意图。
图7为产品总装数字孪生体的结构示意图。
图8为服务端的结构示意图。
图中标号：1、样机发布模块；2、孪生体存储模块；3、设计孪生体编辑模块；4、工艺孪生体编辑模块；5、实做孪生体采集模块；6、孪生体发布模块；
501、CPU；502、ROM；503、RAM；504、总线；505、I/O接口；506、输入部分；507、输出部分；508、存储部分；509、通信部分；510、驱动器；511、可拆卸介质。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
请参考图1所示的本申请提供的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法的具体流程示意图，包括以下步骤：
建立三个与复杂产品总装的三种协作角色对应的产品数字孪生体；
提取产品样机模型的树状结构；
将所述产品数字孪生体分别映射至所述树状结构，得到三个孪生体结构树；
对三个所述产品数字孪生体划分统一的层次类型；
建立不同层次类型下，与各所述产品数字孪生体分别对应的流程切面数据集；
将各所述流程切面数据集分别映射至相应的所述孪生体树状结构的节点上；
获取各所述流程切面数据集的实时数据值，存至相应的流程切面数据集中。
在本实施例中，建立三个与复杂产品总装的三种协作角色对应的产品数字孪生体；
其中：
获取复杂产品总装的三种协作角色，分别为设计人员、工艺人员和实施人员；
基于三种协作角色建立三个与所述协作角色一一对应的产品数字孪生体；以满足协作角色的总装过程信息感知需求，提高任务情报信息获取的便捷性；
此处，产品数字孪生体包括：产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体和产品实做数字孪生体；
产品设计数字孪生体，用于记录和管理产品设计人员提出的总装流程各阶段的制造目标；
产品工艺数字孪生体，用于记录和管理工艺人员提出的总装工艺中各工序的制造目标；
产品实做数字孪生体，用于记录和管理工艺实施人员采集的总装工艺中各工序的制造结果数据。
在传统的产品虚拟孪生体(相当于产品设计数字孪生体)和物理孪生体(相当于产品实做数字孪生体)之外，增加了产品工艺数字孪生体，利用工艺BOM信息实现了孪生体演变过程数据的有效补充，有效整合设计BOM、工艺BOM、制造BOM中的相关信息，增加了三种BOM信息间的数据逻辑关联，提高了数据集的聚合性。
提取产品样机模型的树状结构；
其中：
如图3所示，以卫星产品为例，获取产品样机模型；
基于复杂产品总装装配需求，调整产品样机节点组件关系，令其满足实际装配关系；
提取上述的产品样机模型的树状结构。
将所述产品数字孪生体分别映射至所述树状结构，得到三个孪生体树状结构；
其中：
将产品样机的树状结构分别克隆至产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体以及产品实做数字孪生体的存储空间内，将产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体以及产品实做数字孪生体分别映射至相应的树状结构上，得到三个对应的孪生体树状结构；
即设计孪生体树状结构、工艺孪生体树状结构以及实做孪生体树状结构；以提高不同视图间的数据检索与比对效率。
区分所述产品数字孪生体的应用领域，将所述产品数字孪生体划分为与其应用领域相对应的层次类型；
其中：
可将应用领域对应的层次类型分为两种，分别为抽象层次类型和具象层次类型；例如：控制应用领域对应的层次类型为抽象层次类型，具体地，例如为状态层或属性层；图像、图形应用领域以及反侦应用领域等对应的层次类型为具象层次类型，具体地，例如为几何层；
根据产品数字孪生体的不同使用场景对应的不同应用领域，划分相对应的层次类型；
此处，选择的层次类型的层次组成至少包括两种，分别为：状态层和几何层，以提高不同层次间的数据检索与比对效率；
并且，同一组数字孪生体中，产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体以及产品实做数字孪生体中包含的层次类型是相同的。
建立不同层次类型下，与各所述产品数字孪生体分别对应的流程切面数据集；
其中：
各产品数字孪生体对应不同层次类型分别建立流程切面数据集；
即，状态层包含孪生体树状结构中每个节点在各个流程切面数据的状态属性集合；
几何层包含孪生体树状结构中每个节点在各个流程切面数据的几何模型形态集合；
具体地，根据以下方法获取所述产品设计数字孪生体的流程切面信息集：
以设计孪生体树状结构为索引，以复杂产品总装流程中的制造基线作为流程切面；
获取总装流程中的制造基线顺序；
基于所述制造基线顺序，生成所述产品设计数字孪生体的流程切面；
遍历基线的制造目标，将每个基线对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到基线子目标；
将所述基线子目标保存至相应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属基线。
如图4所示，对于状态层，将基线下的产品状态描述保存至对应孪生体树状结构的节点下；对于几何层，将基线下产品应该达到的几何形态保存至对应孪生体树状结构的节点下。
同一节点的各层次内容在相同基线下应该相互映射，不应出现逻辑矛盾；
此处，根据产品设计人员提出的基线制造目标变更需求，可重复执行。
具体地，根据以下方法获取所述产品工艺数字孪生体的流程切面信息集：
以工艺孪生体树状结构为索引，以复杂产品总装工艺中的工序作为流程切面；
获取总装流程中的工序顺序；
基于所述工序顺序，生成所述产品工艺生体的流程切面；
遍历工序的制造目标，将每个工序对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到工序子目标；
将所述工序子目标保存至对应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属工序。
如图5所示，对于状态层，将工序下的产品状态描述保存至对应孪生体树状结构的节点下；对于几何层，将工序下产品应该达到的几何形态保存至对应孪生体树状结构的节点下。
同一节点的各层次类型内容在相同工序下应该相互映射，不会出现逻辑矛盾。
此处，根据工艺设计方提出的工序制造目标变更需求，可重复执行。
具体地，根据以下方法获取所述产品实做数字孪生体的流程切面信息集：
以实做孪生体树状结构为索引，以复杂产品总装实施过程中的工序实际完成时刻作为流程切面；
获取完成每个工序对应的完成时刻；
将每个所述工序中各产品节点的制造结果状态按所述层次类型分解，得到结果子状态；
基于制造目标要求采集相关的结果子状态，并分别保存至相应的节点所对应的层次类型。
如图6所示，对于状态层，将工序下的产品实做状态描述保存至对应孪生体树状结构的节点下；对于几何层，将当前时刻采集到的产品几何形态保存至对应孪生体树状结构的节点下。
获取各所述流程切面数据集的实时数据值，存至相应的流程切面数据集中，以便提取和输出所需的数据。
如图7所示，指定发布的孪生体为产品设计孪生体、产品工艺孪生体、产品实做孪生体，所含层次类型为状态层和几何层，流程切面为基线A。
依据就近原则，对产品设计数字孪生体选择基线A为目标流程切面；产品工艺数字孪生体选择基线A所对应的工序3为目标流程切面；产品实做数字孪生体选择工序3对应的时刻2:11PM为目标流程切面。各数字孪生体的目标流程切面指定后，即可对产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体、产品实做数字孪生体的状态层和几何层的目标流程切面数据进行提取与输出。
具体过程如下：
以卫星的舱段装配体为例，
如图3所示，获取卫星的舱段装配体的样机模型，将舱段装配体的每个部件作为一个节点，将设计人员、工艺人员以及实施人员分别对应的产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体和产品实施数字孪生体的节点分别映射至样机模型的树状结构的节点上，得到三个孪生体树状结构；此处的产品数字孪生体的应用领域可以是控制应用领域和图像应用领域，相应地，可划分为状态层和几何层两个层次类型；
如图4所示，利用基线A和基线B生成流程切面，按照状态层和几何层将制造目标分解为多个基线子目标，保存至相应的层次类型下，并划分所属基线，形成产品设计数字孪生体的流程切面信息集；
如图5所示，利用工序1、工序2、工序3、工序4和工序5生成流程切面，按照状态层和几何层将制造目标为多个工序子目标，保存至相应的层次类型下，并划分所属工序，形成产品工艺数字孪生体的流程切面信息集；
如图6所示，利用上述的工序1、工序2、工序3、工序4和工序5分别对应的完成时刻作为流程切面，将各工序中各部件对应的制造结果状态按状态层和几何层划分，并分别保存至相应的层次类型下，形成产品实施数字孪生体的流程切面信息集；
设计人员、工艺人员以及实施人员在实际工作中，由于工件配件的替换、尺寸或者实际装配的调整等影响，各数据会出现偏差，对各产品数字孪生体所对应的信息集进行实时调整，以提高数据聚合性，以及保证人员之间更好的协作。
实施例二
如图2所示，一种基于实施例一所述的一种复合产品总装数字孪生体的构建方法的系统，包括：样机发布模块1、孪生体存储模块2、设计孪生体编辑模块3、工艺孪生体编辑模块4、实做孪生体采集模块5和孪生体发布模块6；
样机发布模块1，用于提供产品数字孪生体构建所需的产品样机树状结构；
具体地，可采用支持产品样机数据读写与编辑的三维设计软件作为样机发布模块1；其在获取产品样机结构后，将产品样机结构的树状结构以BOM表形式保存至孪生体存储模块2，将样机节点三维模型以二进制大文件形式保存至孪生体存储模块2，以进行孪生体树状结构的构建。
孪生体存储模块2，用于存储、管理所述产品数字孪生体，以及为所述产品数字孪生体划分统一的层次类型；
具体地，适用于随机性较强的研制过程的复杂产品研制过程数据存储功能；
可采用通用的数据库软件作为孪生体存储模块2；通过数据库指令行形式，在数据库中对孪生体树状结构和所含的状态层、几何层进行定义，并通过数据库接口，该模块支持设计孪生体编辑模块3、工艺孪生体编辑模块4、实做孪生体采集模块5提取孪生体树状结构、节点三维模型数据、孪生体所含层次类型等信息，以及读写基线和工序等流程切面信息，写入各编辑模块返回的孪生体定义结果；并且，该模块根据孪生体发布模块6提出的数据库查询需求，生成并返回孪生体在指定流程切面信息的查询结果。
设计孪生体编辑模块3，用于定义产品设计数字孪生体；
具体地，可采用支持产品样机数据读写的三维设计软件作为设计孪生体编辑模块3；该模块基于孪生体存储模块2提供的孪生体树状结构、节点三维模型、孪生体所含层次类型，结合产品设计方提出的总装流程各阶段的制造目标，生成多个三维模型文件副本，每个副本文件对应一个流程切面，用于保存不同基线的不同几何层制造目标，并采用基于模型的标注(MBD)形式记录该副本对应基线下各节点的状态层制造目标信息。最终，通过与孪生体存储模块2的读写接口，将几何层、状态层返回至孪生体存储模块2。
工艺孪生体编辑模块4，用于定义产品工艺数字孪生体；
具体地，可采用具备三维仿真功能的通用装配工艺设计软件作为工艺孪生体编辑模块4；该模块基于孪生体存储模块2提供的孪生体树状结构、节点三维模型、孪生体所含层次类型、基线定义，由总装工艺设计人员进行总装工艺工序的定义和编辑，确定各工序的制造目标，并指定工序与基线的从属关系，通过仿真功能生成不同工序下的产品三维模型形态，将其作为工序的几何制造目标。最终，通过与孪生体存储模块的读写接口，将几何层、状态层返回至孪生体存储模块2。
实做孪生体采集模块5，用于定义产品实做数字孪生体；
具体地，可采用具有产品实做数据采集功能的制造执行系统软件作为实做孪生体采集模块5；该模块基于孪生体存储模块2提供的孪生体树状结构、孪生体所含层次类型、工序定义，结合工艺实施方采集的总装工艺中各工序的制造结果数据，实现产品实做数字孪生体的工序完成时刻、各工序下节点各层次的制造结果采集。具体实现途径为：实时监测工序下实际产品的技术状态，记录其技术状态变更的具体时刻，实现状态层定义；通过三维重建或关键特征测量等手段，检测实际产品技术状态变更时的几何形态，建立几何状态变更与工序的执行关联，实现几何层定义。最终，通过与孪生体存储模块2的读写接口，将几何层、状态层返回至孪生体存储模块2。
孪生体发布模块6，用于从所述孪生体存储模块2中提取数据，并发布相应的产品数字孪生体的信息数据。
具体地，根据用户选择需要输出的产品孪生体及其层次，以及目标流程切面，从孪生体存储模块中提取并发布数据。
实施例三
本实施例提供一种服务端，如图8所示，所述服务端包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图2至图4描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例三包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例三的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括第一生成模块、获取模块、查找模块、第二生成模块及合并模块。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，获取模块还可以被描述为“用于在该基础表中获取多个待探测实例的获取模块”。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的服务端中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的复杂产品总装数字孪生体的构建方法。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (8)
1.一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立三个与复杂产品总装的三种协作角色对应的产品数字孪生体；
提取产品样机模型的树状结构；
将所述产品数字孪生体分别映射至所述树状结构，得到三个孪生体树状结构；
区分所述产品数字孪生体的应用领域，将所述产品数字孪生体划分为与其应用领域相对应的层次类型；
建立不同层次类型下，与各所述产品数字孪生体分别对应的流程切面数据集；
具体地：根据以下方法获取所述产品设计数字孪生体的流程切面信息集：
获取总装流程中的制造基线顺序；
基于所述制造基线顺序，生成所述产品设计数字孪生体的流程切面；
遍历基线的制造目标，将每个基线对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到基线子目标；
将所述分基线保存至相应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属基线；
具体地：根据以下方法获取所述产品工艺数字孪生体的流程切面信息集：
获取总装流程中的工序顺序；
基于所述工序顺序，生成所述产品工艺数字孪生体的流程切面；
遍历工序的制造目标，将每个工序对各产品节点的制造目标按所述层次类型分解，得到工序子目标；
将所述分工序保存至对应的所述节点所对应的层次类型下，并注明所属工序；
将各所述流程切面数据集分别映射至相应的所述孪生体树状结构的节点上；
获取各所述流程切面数据集的实时数据值，存至相应的流程切面数据集中。
2.根据权利要求1所述的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，其特征在于，所述协作角色包括：设计人员、工艺人员和实施人员；所述层次类型包括：状态层和几何层。
3.根据权利要求2所述的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，其特征在于，所述产品数字孪生体包括：产品设计数字孪生体、产品工艺数字孪生体和产品实做数字孪生体；
所述产品设计数字孪生体，用于记录和管理所述设计人员提出的总装流程各阶段的制造目标；
所述产品工艺数字孪生体，用于记录和管理所述工艺人员提出的总装工艺中各工序的制造目标；
所述产品实做数字孪生体，用于记录和管理所述实施人员采集的总装工艺中各工序的制造结果数据。
4.根据权利要求1所述的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，其特征在于，根据以下方法获取所述产品实做数字孪生体的流程切面信息集：
获取完成每个工序对应的完成时刻；
将每个所述工序中各产品节点的制造结果状态按所述层次类型分解，得到结果子状态；
基于制造目标要求采集相关的分时刻，并分别保存至相应的节点所对应的层次类型。
5.根据权利要求1所述的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法，其特征在于，根据以下方法提取产品样机模型的树状结构：
获取产品样机模型；
基于复杂产品总装装配需求，调整产品样机节点组件关系；
提取产品样机模型的树状结构。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的一种复杂产品总装数字孪生体的构建方法的系统，其特征在于，包括：样机发布模块（1）、孪生体存储模块（2）、设计孪生体编辑模块（3）、工艺孪生体编辑模块（4）、实做孪生体采集模块（5）和孪生体发布模块（6）；
所述样机发布模块（1），用于提供基础数字孪生体构建所需的产品样机树状结构；
所述孪生体存储模块（2），用于存储、管理所述产品数字孪生体，以及为所述产品数字孪生体划分统一的层次类型；
具体地，适用于随机性较强的研制过程的复杂产品研制过程数据存储功能；
可采用通用的数据库软件作为孪生体存储模块；通过数据库指令行形式，在数据库中对孪生体树状结构和所含的状态层、几何层进行定义，并通过数据库接口，该模块支持设计孪生体编辑模块、工艺孪生体编辑模块、实做孪生体采集模块提取孪生体树状结构、节点三维模型数据、孪生体所含层次类型等信息，以及读写基线和工序等流程切面信息，写入各编辑模块返回的孪生体定义结果；并且，该模块根据孪生体发布模块提出的数据库查询需求，生成并返回孪生体在指定流程切面信息的查询结果；
所述设计孪生体编辑模块（3），用于定义产品设计数字孪生体；
所述工艺孪生体编辑模块（4），用于定义产品工艺数字孪生体；
所述实做孪生体采集模块（5），用于定义产品实做数字孪生体；
所述孪生体发布模块（6），用于从所述孪生体存储模块（2）中提取数据，并发布相应的产品数字孪生体的信息数据。
7.一种服务端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任意一项所述复杂产品总装数字孪生体的构建方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述复杂产品总装数字孪生体的构建方法的步骤。
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