CN115358047A - 一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统；包括数据获取单元、数据处理单元和接收应用单元；本发明获取零部件初始参数，再提取用于零部件设计的参数，实现预处理去除无关数据的效果，将预处理后的参数，根据数字孪生技术，建立数字化模型，对所零部件模型进行模拟运行，将模拟结果反馈给参数调整模块，重新模拟该参数下的效果，综合评估出最优的零部件参数，使得零部件设计人员能够查看模拟数据和参数，从而能够实现了快速、低成本的零部件设计效果，并能够达到零部件参数自动化优化的作用，此外，接收应用单元的设置能够实现设计人员远程对零部件的参数进行查看和下载，方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统。
背景技术
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。
专利申请号为CN202010275424.4的专利，其在说明书中记载有“所述方法包括步骤1：生产厂家将零部件工程数据导入客户终端；步骤2：通过客户终端对汽车零部件工程数据进行汇总处理后生成独立列表；步骤3：装配厂家通过客户终端进行关键字搜索查询，获取相应的汽车零部件工程数据；步骤4：通过客户终端对汽车零部件工程数据进行对比分析处理、参数修改处理；步骤5：生产厂家通过客户终端判定是否更新原有的汽车零部件工程数据，如果确认更新，则将修改参数替换原有汽车零部件工程数据中关联参数，否则，保留原有汽车零部件工程数据。本发明实现了汽车零部件工程数据的信息共享、快速分析和修改，满足汽车零部件生产和装配需求”，但是上述方法未能充分自动化的对零部件的参数进行优化，影响了零部件的设计效率，并且不便于设计人员远程查看，无法满足使用需求。
综上所述，研发一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，仍是数据处理技术领域中亟需解决的关键问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，本发明提供了一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，本发明获取零部件初始参数，再提取用于零部件设计的参数，实现预处理去除无关数据的效果，提升数字化模型建立的可靠性，将预处理后的参数，根据数字孪生技术，建立数字化模型，对所零部件模型进行模拟运行，并实时的进行检测，将模拟结果反馈给参数调整模块，重新模拟该参数下的效果，再对从各模拟结果中综合评估出最优的零部件参数，将其传输给接收应用单元，使得零部件设计人员能够查看模拟数据和参数，从而能够实现了快速、低成本的零部件设计效果，并能够达到零部件参数自动化优化的作用，此外，接收应用单元的设置能够实现设计人员远程对零部件的参数进行查看和下载，方便使用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，包括数据获取单元、数据处理单元和接收应用单元，其中：
所述数据获取单元用于输入零部件的设计参数，并对所输入的零部件参数进行数据预处理；
所述数据处理单元运用数字孪生技术，根据所接收的零部件参数建立数字化模型，并进行模拟运行和检测，根据反馈信息，调整零部件参数，获取优化的零部件参数，所述数据处理单元与数据获取单元连接；
所述接收应用单元用于接收优化后的零部件参数，并提供零部件参数的显示、调取以及下载。
本发明进一步的设置为：所述数据处理单元还用于设定零部件参数的调整区间设定。
本发明进一步的设置为：所述数据获取单元包括数据录入模块、预处理模块和第一通讯模块，其中：
所述数据录入模块用于录入零部件的设计参数；
所述预处理模块用于对所录入的零部件参数进行预处理，去除无关数据，所述预处理模块与数据录入模块连接；
所述第一通讯模块用于实现数据获取单元和数据处理单元间的信息交互，所述第一通讯模块与预处理模块连接。
本发明进一步的设置为：所述数据处理单元包括第二通讯模块、模型建立模块和运行模拟模块，其中：
所述第二通讯模块用于实现数据处理单元与数据获取单元和接收应用单元间的信息交互；
所述模型建立模块根据所接收的零部件参数，采用数字孪生技术构建数字化模型，所述模型建立模块与第二通讯模块连接；
所述运行模拟模块用于对所构建的零部件模型进行运行模拟，所述运行模拟模块与模型建立模块连接。
本发明进一步的设置为：所述数据处理单元还包括运行检测模块、信息反馈模块、参数调整模块和区间设定模块，其中：
所述运行检测模块对零部件模型的运行状况进行实时检测，所述运行检测模块与运行模拟模块连接；
所述信息反馈模块用于接收运行检测结果，并进行反馈，以及判定最佳检测结果，所述信息反馈模块与运行检测模块连接；
所述参数调整模块用于自动化的修改零部件的参数，所述参数调整模块与模型建立模块和信息反馈模块均连接；
所述区间设定模块用于对零部件的参数修改范围进行限定，所述区间设定模块与第二通讯模块和参数调整模块均连接。
本发明进一步的设置为：所述数据处理单元还包括数据存储模块用于数据的存储，所述数据存储模块与第二通讯模块、模型建立模块和信息反馈模块均连接。
本发明进一步的设置为：所述接收应用单元包括第三通讯模块、显示模块和数据库模块，其中：
所述第三通讯模块用于实现接收应用单元与数据处理单元间的信息交互；
所述显示模块用于显示所接收的信息，所述显示模块与第三通讯模块连接；
所述数据库模块用于存储所接收到的零部件参数以及运行数据报告，所述数据库模块与第三通讯模块连接。
本发明进一步的设置为：所述接收应用单元还包括下载模块和数据调取模块，其中：
所述下载模块用于下载零部件参数信息，所述下载模块与数据库模块连接；
所述数据调取模块用于从数据处理单元内调取所存储的零部件参数以及相应的运行数据报告，所述数据调取模块与第三通讯模块、显示模块和下载模块均连接。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过所设置的数据录入模块输入零部件初始参数，再由预处理模块从该参数中提取用于零部件设计的参数，实现预处理去除无关数据的效果，提升数字化模型建立的可靠性，将预处理后的参数传输给数据处理单元，根据数字孪生技术，建立数字化模型，对所零部件模型进行模拟运行，并实时的进行检测，获得零部件的模拟结果，将模拟结果反馈给参数调整模块，由参数调整模块根据所获得的模拟结果，自动化的调整零部件的参数，重新模拟该参数下的效果，再对从各模拟结果中综合评估出最优的零部件参数，将其传输给接收应用单元，使得零部件设计人员能够查看模拟数据和参数，从而能够实现了快速、低成本的零部件设计效果，并能够达到零部件参数自动化优化的作用，此外，接收应用单元的设置能够实现设计人员远程对零部件的参数进行查看和下载，方便使用。
附图说明
图1为本发明一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统的系统图；
图2为本发明一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统中数据获取单元的系统图；
图3为本发明一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统中数据处理单元的系统图；
图4为本发明一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统中接收应用单元的系统图。
图中标号说明：
100、数据获取单元；110、数据录入模块；120、预处理模块；130、第一通讯模块；200、数据处理单元；210、第二通讯模块；220、模型建立模块；230、运行模拟模块；240、运行检测模块；250、信息反馈模块；260、参数调整模块；270、区间设定模块；280、数据存储模块；300、接收应用单元；310、第三通讯模块；320、显示模块；330、数据库模块；340、下载模块；350、数据调取模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1-4所示，本发明提供了一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，包括数据获取单元100、数据处理单元200和接收应用单元300，其中：数据获取单元100用于输入零部件的设计参数，并对所输入的零部件参数进行数据预处理；数据处理单元200运用数字孪生技术，根据所接收的零部件参数建立数字化模型，并进行模拟运行和检测，根据反馈信息，调整零部件参数，获取优化的零部件参数，数据处理单元200与数据获取单元100连接；接收应用单元300用于接收优化后的零部件参数，并提供零部件参数的显示、调取以及下载。
此外，数据处理单元200还用于设定零部件参数的调整区间设定。
本发明通过所设置的数据获取单元100输入零部件初始参数，并从该参数中提取用于零部件设计的参数，实现预处理去除无关数据的效果，将预处理后的参数给数据处理单元200，由数据处理单元200根据数字孪生技术，建立数字化模型，对所零部件模型进行模拟运行，并实时的进行检测，获得零部件的模拟结果，包括但不限于损伤状况数据、寿命预估数据、检修数据、应力应变数据等，根据所获得的模拟结果，自动化的调整零部件的参数，重新模拟该参数下的效果，再对从各模拟结果中综合评估出最优的零部件参数，将其传输给接收应用单元300，使得零部件设计人员能够查看模拟数据和参数，从而能够实现了快速、低成本的零部件设计效果，并能够达到零部件参数自动化优化的作用。
在本发明中，数据获取单元100包括数据录入模块110、预处理模块120和第一通讯模块130，其中：数据录入模块110用于录入零部件的设计参数；预处理模块120用于对所录入的零部件参数进行预处理，去除无关数据，预处理模块120与数据录入模块110连接；第一通讯模块130用于实现数据获取单元100和数据处理单元200间的信息交互，第一通讯模块130与预处理模块120连接。
在本实施例中，零部件设计人员可以通过数据录入模块110输入零部件的初步参数，由预处理模块120将所输出的参数进行预处理，去除无关数据，再通过第一通讯模块130传输给数据处理单元200。
在本发明中，数据处理单元200包括第二通讯模块210、模型建立模块220和运行模拟模块230，其中：第二通讯模块210用于实现数据处理单元200与数据获取单元100和接收应用单元300间的信息交互；模型建立模块220根据所接收的零部件参数，采用数字孪生技术构建数字化模型，模型建立模块220与第二通讯模块210连接；运行模拟模块230用于对所构建的零部件模型进行运行模拟，运行模拟模块230与模型建立模块220连接。
此外，数据处理单元200还包括运行检测模块240、信息反馈模块250、参数调整模块260和区间设定模块270，其中：运行检测模块240对零部件模型的运行状况进行实时检测，运行检测模块240与运行模拟模块230连接；信息反馈模块250用于接收运行检测结果，并进行反馈，以及判定最佳检测结果，信息反馈模块250与运行检测模块240连接；参数调整模块260用于自动化的修改零部件的参数，参数调整模块260与模型建立模块220和信息反馈模块250均连接；区间设定模块270用于对零部件的参数修改范围进行限定，区间设定模块270与第二通讯模块210和参数调整模块260均连接。
在本发明中，通过所设置的第二通讯模块210接收数据获取单元100的数据，将其传输给模型建立模块220，由模型建立模块220根据所接收的数据，构建数字化模型，再由运行模拟模块230对所构建的零部件模型进行运行，所设置的运行检测模块240会实时的对零部件模拟运行数据进行检测，获取检测结果，包括但不限于损伤状况数据、寿命预估数据、检修数据、应力应变数据等，将检测结果传输给信息反馈模块250，信息反馈模块250将信息传输给参数调整模块260，由参数调整模块260自动化的进行零部件的参数调整，重新建立数据化模型，进行运行和检测，信息反馈模块250会判定最佳检测结果，并将其通过第二通讯模块210传输给接收应用单元300，此外，设计人员还可以根据设计需求，通过区间设定模块270对零部件的参数修改范围进行限定，以满足设计需求。
在本发明中，数据处理单元200还包括数据存储模块280用于数据的存储，数据存储模块280与第二通讯模块210、模型建立模块220和信息反馈模块250均连接。
在本实施例中，所设置的数据存储模块280能够接收反馈信息，并进行存储，以便后续进行数据调取。
在本发明中，接收应用单元300包括第三通讯模块310、显示模块320和数据库模块330，其中：第三通讯模块310用于实现接收应用单元300与数据处理单元200间的信息交互；显示模块320用于显示所接收的信息，显示模块320与第三通讯模块310连接；数据库模块330用于存储所接收到的零部件参数以及运行数据报告，数据库模块330与第三通讯模块310连接。
此外，接收应用单元300还包括下载模块340和数据调取模块350，其中：下载模块340用于下载零部件参数信息，下载模块340与数据库模块330连接；数据调取模块350用于从数据处理单元200内调取所存储的零部件参数以及相应的运行数据报告，数据调取模块350与第三通讯模块310、显示模块320和下载模块340均连接。
在本实施例中，通过所设置的第三通讯模块310接收数据处理单元200的信息，并通过显示模块320进行显示，方便设计人员远程接收和查看零部件的参数优化结果，此外，还会将所接收的数据存储到数据库模块330内，设计人员可以通过所设置的下载模块340进行零部件参数的下载，设计人员也可以通过数据调取模块350，从数据处理单元200内调取所存储的零部件参数以及相应的运行数据报告，并通过显示模块320查看，以及通过下载模块340进行下载，从而能够实现远程零部件参数的查看和下载，方便使用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，包括数据获取单元（100）、数据处理单元（200）和接收应用单元（300），其中：
所述数据获取单元（100）用于输入零部件的设计参数，并对所输入的零部件参数进行数据预处理；
所述数据处理单元（200）运用数字孪生技术，根据所接收的零部件参数建立数字化模型，并进行模拟运行和检测，根据反馈信息，调整零部件参数，获取优化的零部件参数，所述数据处理单元（200）与数据获取单元（100）连接；
所述接收应用单元（300）用于接收优化后的零部件参数，并提供零部件参数的显示、调取以及下载。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述数据处理单元（200）还用于设定零部件参数的调整区间设定。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述数据获取单元（100）包括数据录入模块（110）、预处理模块（120）和第一通讯模块（130），其中：
所述数据录入模块（110）用于录入零部件的设计参数；
所述预处理模块（120）用于对所录入的零部件参数进行预处理，去除无关数据，所述预处理模块（120）与数据录入模块（110）连接；
所述第一通讯模块（130）用于实现数据获取单元（100）和数据处理单元（200）间的信息交互，所述第一通讯模块（130）与预处理模块（120）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述数据处理单元（200）包括第二通讯模块（210）、模型建立模块（220）和运行模拟模块（230），其中：
所述第二通讯模块（210）用于实现数据处理单元（200）与数据获取单元（100）和接收应用单元（300）间的信息交互；
所述模型建立模块（220）根据所接收的零部件参数，采用数字孪生技术构建数字化模型，所述模型建立模块（220）与第二通讯模块（210）连接；
所述运行模拟模块（230）用于对所构建的零部件模型进行运行模拟，所述运行模拟模块（230）与模型建立模块（220）连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述数据处理单元（200）还包括运行检测模块（240）、信息反馈模块（250）、参数调整模块（260）和区间设定模块（270），其中：
所述运行检测模块（240）对零部件模型的运行状况进行实时检测，所述运行检测模块（240）与运行模拟模块（230）连接；
所述信息反馈模块（250）用于接收运行检测结果，并进行反馈，以及判定最佳检测结果，所述信息反馈模块（250）与运行检测模块（240）连接；
所述参数调整模块（260）用于自动化的修改零部件的参数，所述参数调整模块（260）与模型建立模块（220）和信息反馈模块（250）均连接；
所述区间设定模块（270）用于对零部件的参数修改范围进行限定，所述区间设定模块（270）与第二通讯模块（210）和参数调整模块（260）均连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述数据处理单元（200）还包括数据存储模块（280）用于数据的存储，所述数据存储模块（280）与第二通讯模块（210）、模型建立模块（220）和信息反馈模块（250）均连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述接收应用单元（300）包括第三通讯模块（310）、显示模块（320）和数据库模块（330），其中：
所述第三通讯模块（310）用于实现接收应用单元（300）与数据处理单元（200）间的信息交互；
所述显示模块（320）用于显示所接收的信息，所述显示模块（320）与第三通讯模块（310）连接；
所述数据库模块（330）用于存储所接收到的零部件参数以及运行数据报告，所述数据库模块（330）与第三通讯模块（310）连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的零件设计参数处理系统，其特征在于，所述接收应用单元（300）还包括下载模块（340）和数据调取模块（350），其中：
所述下载模块（340）用于下载零部件参数信息，所述下载模块（340）与数据库模块（330）连接；
所述数据调取模块（350）用于从数据处理单元（200）内调取所存储的零部件参数以及相应的运行数据报告，所述数据调取模块（350）与第三通讯模块（310）、显示模块（320）和下载模块（340）均连接。
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| CN115730401A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-03 | 中复连众风电科技有限公司 | 一种风电叶片模具参数化设计系统及方法 |
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| CN115730401B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-05-07 | 中复连众风电科技有限公司 | 一种风电叶片模具参数化设计系统及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20221118 |