CN114584570A - 数字镜像方法、服务器及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数字镜像方法，包括：为物理空间的多个实体设备分别对应创建数字模型；获取所述实体设备的相关数据；及将所述实体设备的相关数据映射到所述实体设备对应的数字模型。本发明还提供实现所述数字镜像方法的服务器。本发明可以对实体设备的动态情况进行有效监控。

Description

数字镜像方法、服务器及存储介质
技术领域
本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种数字镜像方法、服务器及存储介质。
背景技术
现有的数字样机是对真实物理产品的数字化表示，是产品设计者对产品的理想定义，用于指导产品的制造、功能、性能分析。而真实产品在产品全生命过程中，历经加工、组装、使用、维护、修理等环节，产品形态在产品生命周期内一直处于变化过程中，从而导致数字样机并不能反应产品系统的真实情况，无法在数字化模型上进行有效的分析、预测，缺乏对产品全生命周期内状态的管控，不利于产品的持续改善和重大事故的提前预警。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种数字镜像方法、服务器及存储介质，可以对物理空间的实体设备的全生命周期内的状态进行有效监控。
所述数字镜像方法包括：为物理空间的多个实体设备分别对应创建数字模型；获取所述实体设备的相关数据；及将所述实体设备的相关数据映射到所述实体设备对应的数字模型。
可选地，该方法根据所述实体设备的结构、外观、功能、输入参数、输出参数及该实体设备与其他实体设备之间的关系来为所述实体设备创建数字模型。
可选地，所述相关数据包括所述实体设备在设计、生产、使用、运维所产生的数据。
可选地，该方法还包括：基于每个实体设备的运行参数，利用预先建立的预测模型预测每个实体设备的健康状况，其中，每个实体设备的运行参数包括每个实体设备的历史运行总时长、每个实体设备的处理器的运行速度、内存大小、风扇转速。
可选地，该方法还包括：利用预设的方式在显示设备上输出所述实体设备的相关数据。
可选地，该方法还包括：基于预先配置的作业调整策略响应每个实体设备的任务请求。
可选地，所述基于预先配置的作业调整策略响应每个实体设备的任务请求包括：从所述多个实体设备获取多个任务请求；基于所述作业调整策略以及每个实体设备的所述相关数据，从所述多个任务请求中确定优先任务请求，以及将发送所述优先任务请求的实体设备作为目标设备；及响应所述优先任务请求执行相应的任务，并反馈执行结果到所述目标设备。
可选地，该方法还包括：接收移动终端发送的任务指派指令，所述任务指派指令携带了实体设备的识别码以及作业任务；及根据所述实体设备的识别码控制对应的实体设备执行所述作业任务。
所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令时实现所述数字镜像方法。
所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述数字镜像方法。
相较于现有技术，本发明提供的数字镜像方法、服务器及存储介质，可以对物理空间的实体设备的全生命周期内的状态进行有效监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施例提供的数字镜像方法的应用环境图
图2是本发明较佳实施例提供的实体设备的框架图。
图3是本发明较佳实施例提供的数字镜像方法的流程图。
图4是本发明较佳实施例提供的数字镜像系统的功能模块图。
图5是本发明较佳实施例提供的服务器的结构图。
主要元件符号说明
服务器 1
存储器 11
处理器 12
显示设备 13
实体设备 2
移动终端 3
数字镜像系统 300
创建模块 301
执行模块 302
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
图1是本发明较佳实施例提供的数字镜像方法的应用环境图。
在本实施例中，数字镜像方法应用于由服务器1、与该服务器1通讯连接的多个实体设备2以及移动终端3所构成的环境中。在一个实施例中，所述服务器1可以为云服务器。所述多个实体设备2可以为位于同一物理空间例如某个生产车间的多个生产设备。举例而言，该多个实体设备2可以为制造手机壳的设备。在一个实施例中，所述移动终端3可以为手机、平板电脑等便携式设备。
请同时结合图2所示，本实施例中，所述实体设备2包括，但不限于，感测设备21、定位设备22、以及通讯设备23。具体地，所述感测设备21可以用于感测环境信息，例如所述感测设备21可以为用于感测所述实体设备2所处环境的温度、湿度、粉尘浓度的传感器。所述定位设备22可以用于对所述实体设备2当前所处位置进行定位。所述通讯设备23可以为有线或者无线通讯设备。所述实体设备2可以利用所述通讯设备23与所述服务器1进行通讯，例如将该实体设备2所处环境的环境信息、所述定位设备22所获得的位置信息，以及该实体设备2的工况信息例如作业进度发送给所述服务器1。
参阅图3所示，为本发明较佳实施例提供的数字镜像方法的流程图。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S1、所述服务器1为物理空间的多个实体设备2分别创建数字模型。
本实施例中，所述多个实体设备2可以是指位于同一物理空间例如某个生产车间的多个设备。所述多个实体设备2可以为用于执行相同或者不同生产任务的设备。例如，该多个实体设备2可以为在产品例如手机壳、机箱或其他产品的生产过程中所需用到的设备例如模具、生产机台、机械手臂、工业机器人等等。
在一个实施例中，所述服务器1可以根据所述实体设备2的结构、外观、功能、输入参数、输出参数及该实体设备2与其他实体设备2之间的关系来为所述实体设备2创建数字模型。
本实施例中，所述数字模型为建模对象(也即是所述实体设备2)的对象化表示。
本实施例中，每个实体设备2与其他实体设备2之间的关系包括彼此之间的作用关系和数据信息流转关系。
本领域技术人员应该可以理解，所述服务器1通过为每个实体设备2建立数字模型可以完整的表示每个实体设备2的属性(例如尺寸如长、宽、高)、功能、每个实体设备2与其他所述实体设备2之间的关系等，由此便利了开发商、用户和管理者之间的有效交流。
在一个实施例中，所述数字模型的结构可以为分层结构，所述数字模型的核心层包括所述多个实体设备2共有且固定的属性，所述数字模型的扩展层包括所述实体设备2所特有的其他性质，例如所述实体设备2的生产产地、生产商等信息。由此可知，所述服务器1通过所述扩展层可以对所述实体设备2进行全方位的描述。
步骤S2、所述实体设备2收集所述实体设备2的相关数据并将所收集的相关数据发送到所述服务器1。
在一个实施例中，所述相关数据包括，但不限于，所述实体设备2在设计、生产、使用、运维等各个环节所产生的数据。举例而言，所述相关数据包括所述实体设备2的作业进度、向所述服务器1发送的任务请求、所述实体设备2的运行参数、所述实体设备2的位置、受力情况、所述实体设备2所处环境的温度、湿度、粉尘浓度等。
在一个实施例中，所述实体设备2将所收集的相关数据发送到所述服务器1之前还可以利用预设的加密算法对所述相关数据进行加密，然后将加密后的所述相关数据发送到所述服务器1。由此，可以保证数据的传输安全。
步骤S3、所述服务器1接收所述实体设备2所收集的相关数据，将所述实体设备2所收集的相关数据映射到所述实体设备2对应的数字模型。
在一个实施例中，所述服务器1将所述实体设备2所收集的相关数据存入数据缓存池的缓存队列。
在一个实施例中，所述服务器1将所述实体设备2所收集的相关数据以队列方式缓存到所述数据缓存池中可以防止数据在接收过程丢失。
在一个实施例中，所述服务器1并发处理所述数据缓存池中的所述相关数据，将所述相关数据映射到对应的数字模型。
具体地，所述服务器1可以以多线程的方式从所述数据缓存池中提取所述实体设备2的相关数据，由此加快数据处理进度。
根据上述流程步骤可以看出，所述服务器1将实体设备2在设计、生产、使用、维护过程中的各类数据信息映射到对应的数字模型中，从而为实体设备2建立了完整的全生命周期信息链，实现了对实体设备2的更全面更真实的了解。
在一个实施例中，所述服务器1还根据不断收集的实体设备2的运行参数，通过大数据分析，实时评价实体设备2的健康状况。
在一个实施例中，所述服务器1基于每个实体设备2的运行参数，利用预先建立的预测模型预测每个实体设备2的健康状况。
在一个实施例中，每个实体设备2的运行参数包括，但不限于，每个实体设备2的历史运行总时长、每个实体设备2的处理器的运行速度、内存大小、风扇转速等。
在本实施例中，所述预测模型可以为基于收集的大数据训练神经网络所获得的一个分类器。所述收集的大数据包括每笔运行参数与健康状况之间的对应关系。
在一个实施例中，所述服务器1还可以基于不断收集的实体设备2的相关数据生成可视化应用。
举例而言，所述服务器1可以利用预设的方式(例如图表或者报表)在显示设备(例如仪表盘或者看板)上输出所述实体设备2的相关数据。
在一个实施例中，所述服务器1可以基于预先配置的作业调整策略响应所述实体设备2的任务请求。
在一个实施例中，所述基于预先配置的作业调整策略响应所述实体设备2的任务请求包括(a1)-(a3)：
(a1)从所述多个实体设备2获取多个任务请求。
在一个实施例中，所述多个任务请求中的每个任务请求可以是指所述实体设备2请求所述服务器1执行的任务。例如，该多个任务请求包括请求所述服务器1从所述实体设备2所提供的图像中识别指定的物件。
(a2)基于所述作业调整策略以及每个实体设备2的所述相关数据，从所述多个任务请求中确定优先任务请求，以及将发送所述优先任务请求的实体设备2作为目标设备。
本实施例中，所述作业调整策略包括：先到先服务策略(FCFS)、短作业优先策略(SJPF)、高优先级优先策略(HPFS)、高响应比优先策略(HRFS)。当所述作业调整策略为所述先到先服务策略时，所述服务器1优先处理先接收到的任务；当所述作业调整策略为所述短作业优先策略时，所述服务器1优先处理耗时最短的作业任务；当所述作业调整策略为高优先级优先策略时，所述服务器1优先处理优先级最高的任务。所述高响应比优先策略是指引入动态优先权，使任务的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高，由此，在等待预定时长后，任务的优先级随之提高。
(a3)响应所述优先任务请求执行相应的任务，并反馈执行结果到所述目标设备。
在一个实施例中，所述服务器1还接收移动终端3发送的任务指派指令，所述任务指派指令携带了实体设备2的识别码以及作业任务；及根据所述识别码控制对应的实体设备2执行所述作业任务。
在一个实施例中，所述服务器1还响应从所述数字模型所接收的用户输入，对所述实体设备2进行相应的控制。
在一个实施例中，所述响应从所述数字模型所接收的用户输入，对所述实体设备2的进行相应的控制包括(b1)-(b2)：
(b1)当所述输入信号为第一信号，且与所述数字模型所关联的实体设备2处于关机状态时，控制与所述数字模型所关联的实体设备2开机。
(b2)当所述输入信号为第二信号，且与所述数字模型所关联的实体设备2处于开机状态时，控制与所述数字模型所关联的实体设备2关机。
在一个实施例中，所述第一信号与所述第二信号相同或者不同。
在一个实施例中，所述第一信号和所述第二信号可以为点击所述数字模型的任意位置的所产生的单击信号或者双击信号。
在其他实施例中，所述第一信号为点击了所述数字模型的第一指定位置所产生的信号，所述第二信号为点击了所述数字模型的第二指定位置所产生的信号。所述第一指定位置不同于所述第二指定位置。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
参阅图4所示，是本发明较佳实施例提供的数字镜像系统的模块图。参阅图5所示，是本发明较佳实施例提供的服务器的框架图。在一些实施例中，所述数字镜像系统300运行于服务器1中。所述数字镜像系统300可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述数字镜像系统300中的各个程序段的程序代码可以存储于服务器1的存储器11中，并由至少一个处理器12所执行，以实现数字镜像功能(详见图3描述)。
本实施例中，所述数字镜像系统300根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：创建模块301、执行模块302。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
具体地，创建模块301为物理空间的多个实体设备分别对应创建数字模型。执行模块302可以获取所述实体设备的相关数据；及将所述实体设备的相关数据映射到所述实体设备对应的数字模型。
请再参阅图5所示，在本发明较佳实施例中，所述服务器1包括存储器11、至少一个处理器12、显示设备13。本领域技术人员应该了解，图5示出的服务器的结构并不构成本发明实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述服务器1还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。所述服务器1可以为电脑、手机、平板电脑、服务器等设备。
在一些实施例中，所述服务器1包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的终端，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。
需要说明的是，所述服务器1仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
在一些实施例中，所述存储器11用于存储程序代码和各种数据，例如安装在所述服务器1中的数字镜像系统300，并在服务器1的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器11包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者任何其他能够用于携带或存储数据的计算机可读的存储介质。
在一些实施例中，所述至少一个处理器12可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器12是所述服务器1的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个服务器1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行服务器1的各种功能和处理数据，例如执行数字镜像的功能。
尽管未示出，所述服务器1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器12逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述服务器1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台服务器(可以是服务器、个人电脑等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分。
在进一步的实施例中，结合图5，所述至少一个处理器12可执行所述服务器1的操作装置以及安装的各类应用程序(如所述的数字镜像系统300)、程序代码等，例如，上述的各个模块。
所述存储器11中存储有程序代码，且所述至少一个处理器12可调用所述存储器11中存储的程序代码以执行相关的功能。例如，图4中所述的各个模块是存储在所述存储器11中的程序代码，并由所述至少一个处理器12所执行，从而实现所述各个模块的功能以达到数字镜像的目的。
在本发明的一个实施例中，所述存储器11存储一个或多个指令(即至少一个指令)，所述至少一个指令被所述至少一个处理器12所执行以实现图3所示的数字镜像的目的。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数字镜像方法，其特征在于，所述方法包括：
为物理空间的多个实体设备分别创建数字模型；
获取所述实体设备的相关数据；及
将所述实体设备的相关数据映射到所述实体设备对应的数字模型。
2.如权利要求1所述的数字镜像方法，其特征在于，该方法根据所述实体设备的结构、外观、功能、输入参数、输出参数及该实体设备与其他实体设备之间的关系来为所述实体设备创建数字模型。
3.如权利要求1所述的数字镜像方法，其特征在于，所述相关数据包括所述实体设备在设计、生产、使用、运维所产生的数据。
4.如权利要求3所述的数字镜像方法，其特征在于，该方法还包括：
基于每个实体设备的运行参数，利用预先建立的预测模型预测每个实体设备的健康状况，其中，每个实体设备的运行参数包括每个实体设备的历史运行总时长、每个实体设备的处理器的运行速度、内存大小、风扇转速。
5.如权利要求4所述的数字镜像方法，其特征在于，该方法还包括：
利用预设的方式在显示设备上输出所述实体设备的相关数据。
6.如权利要求5所述的数字镜像方法，其特征在于，该方法还包括：
基于预先配置的作业调整策略响应每个实体设备的任务请求。
7.如权利要求6所述的数字镜像方法，其特征在于，所述基于预先配置的作业调整策略响应每个实体设备的任务请求包括：
从所述多个实体设备获取多个任务请求；
基于所述作业调整策略以及每个实体设备的所述相关数据，从所述多个任务请求中确定优先任务请求，以及将发送所述优先任务请求的实体设备作为目标设备；及
响应所述优先任务请求执行相应的任务，并反馈执行结果到所述目标设备。
8.如权利要求1所述的数字镜像方法，其特征在于，该方法还包括：
接收移动终端发送的任务指派指令，所述任务指派指令携带了实体设备的识别码以及作业任务；及
根据所述实体设备的识别码控制对应的实体设备执行所述作业任务。
9.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令时实现如权利要求1至8中任意一项所述数字镜像方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的数字镜像方法。
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