CN117763876A - 一种工业装备平行仿真分析方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种工业装备平行仿真分析方法和装置，包括：确定工业装备建模标准；按照工业装备建模标准进行建模，得到多个第一子模型，建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成多个第一子模型，构建目标工业装备的第一系统模型；基于目标工业装备确定层级结构；创建目标工业装备的三维设计模型，并基于层级结构和三维设计模型将第一系统模型修改为第二系统模型；利用第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，仿真系统与数字系统时间关联，且仿真系统与数字系统输出数据使用的时间段不同。本申请提供的工业装备平行仿真分析方法和装置，可实现对复杂工业装备模拟、演化、试验、分析和控制的目的。

Description

一种工业装备平行仿真分析方法和装置

技术领域

本申请涉及工业仿真技术领域，尤其涉及一种工业装备平行仿真分析方法和装置。

背景技术

数字技术的进步，推动了工业领域的大跨步发展。工业数字化，增强了生产要素之间的连接关系，促进工业产品高效能生产，加速产品敏捷迭代过程，进一步激发创新思维、驱动生产设计更新，并推动软硬件、上下游接口标准化、统一化。工业数字化水平的提升，激发了高端制造业的蓬勃发展，呈现了产品系统复杂、多学科强耦合交叉的特点，对工业数字化的融合性和灵活性要求更高。随着工业装备复杂性的增加，对复杂工业装备的研究成为了必要的话题。

目前对复杂工业装备的研究既没有系统的足够精确的模型。由于难以对复杂工业装备的行为进行解析分析和预测，同时也难以对复杂工业装备进行实验研究，多数情况下只能试探性地对复杂工业装备进行决策和控制。因此，亟需一种方法，以实现对复杂工业装备的决策和控制。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种工业装备平行仿真分析方法和装置，用以实现对复杂工业装备的决策和控制。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请第一方面提供一种工业装备平行仿真分析方法，所述方法包括：

确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程；

按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的建模流程不完全相同；

基于所述目标工业装备确定层级结构；

创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型；

利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。

本申请第二方面提供一种工业装备平行仿真分析装置，所述装置包括：确定模块、建模模块、修改模块和仿真模块；其中，

所述确定模块，用于确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程；

所述建模模块，用于按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的建模流程不完全相同；

所述确定模块，还用于基于所述目标工业装备确定层级结构；

所述修改模块，用于创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型；

所述仿真模块，用于利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。

本申请提供的工业装备平行仿真分析方法，通过确定工业装备建模标准，并按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据所述工业建模目标的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建目标工业装备的第一系统模型，并基于所述目标工业装备确定层级结构，进而创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型，从而利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。这样，通过将仿真系统和数字系统结合运用，在仿真过程属于第一时间类型时通过仿真系统仿真，在仿真过程属于第二时间类型时通过数字系统仿真，仿真系统和数字系统相互配合又不干扰，达到平行仿真的目的，一方面，能够充分发挥仿真系统的快速、低成本和可超过常规工作状态的仿真优点；另一方面，在环境、装备复杂的情况下又能够将装备实体本身运行的数字系统的输出数据输入至仿真模型中，而无需对复杂的目标工业装备及其工作环境进行建模，同时兼顾了仿真的效率、准确度和计算量，实现对复杂工业装备模拟、演化、试验、分析和控制的目的。

附图说明

图1为本申请提供的工业装备平行仿真分析方法实施例一的流程图；

图2为本申请提供的工业装备平行仿真分析装置实施例一的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本申请提供一种工业装备平行仿真分析方法和装置，用以实现对复杂工业装备的决策和控制。

本申请提供的工业装备平行仿真分析方法和装置，通过确定工业装备建模标准，并按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据所述工业建模目标的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建目标工业装备的第一系统模型，并基于所述目标工业装备确定层级结构，进而创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型，从而利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。这样，通过将仿真系统和数字系统结合运用，在仿真过程属于第一时间类型时通过仿真系统仿真，在仿真过程属于第二时间类型时通过数字系统仿真，仿真系统和数字系统相互配合又不干扰，达到平行仿真的目的，一方面，能够充分发挥仿真系统的快速、低成本和可超过常规工作状态的仿真优点；另一方面，在环境、装备复杂的情况下又能够根据实际数字系统的反应替代仿真模型，将实际装备的输出数据输入至仿真模型中，而无需对复杂的目标工业装备及其工作环境进行建模，同时兼顾了仿真的效率、准确度和计算量，实现对复杂工业装备模拟、演化、试验、分析和控制的目的。

下面给出具体的实施例，用以详细介绍本申请的技术方案。

图1为本申请提供的工业装备平行仿真分析方法实施例一的流程图。请参照图1，本实施例提供的方法，所述方法包括：

S101、确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程。

具体的，工业装备指的是制造过程中的一切辅助器具，工业装备可以包括各种工具、夹具、量具、刃具、磨料磨具、砂轮、各种模具、工位器具等。建模标准指的是在数据建模过程中所采用的一套规范或标准化的方法，建模标准至少包括数据收集、特征选择、模型选择、评估指标等方面的准则，以确保模型的准确性、鲁棒性和可解释性。

进一步的，工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程。其中，所述工业建模目标是对系统结构的一致性描述，工业建模目标至少由建模任务规划和工作汇报要求确定；所述工业建模范围是工业系统组成的定量描述，工业建模范围与工业建模目标中系统模型的广度、深度和保真度相匹配；所述工业建模流程是在工业领域中进行建模的步骤，工业建模流程由需求-功能-逻辑-物理过程框架来构建，工业建模流程的每个步骤与工业建模方法相匹配。

具体的，所述工业建模目标以模型的形式对系统结构从多学科和多子系统的角度进行一致性描述，确保需求从任务到系统、再到子系统和组件的推演与传递来满足利益相关方，获得的模型为系统模型。工业建模目标需结合建模任务规划和工作汇报要求确定，并结合业务痛点和实施亮点。

需要说明的是，工业建模目标还可以包括模型向下游设计环节的传递方法、物理结构的多方案比选、与逻辑仿真软件的集成等模型应用层面的工业建模目标。

进一步的，所述工业建模范围具体包括模型范围、模型粒度和模型精确度。工业建模范围由满足工业建模目标的系统模型的广度、深度和保真度来定义，其中，系统模型的广度定义项目的建设边界，即确定实施对象。系统模型的深度定义项目的实施粒度，即到哪一个层级。系统模型的保真度定义系统模型与实际系统设计的一致性程度以及系统模型本身的精度。

所述工业建模流程是指基于MBSE（Model-Based Systems Engineering，基于模型的系统工程）的基本理论和方法，在RFLP（需求-功能-逻辑-物理）过程框架指导下，以利益相关者的识别为出发点，通过一系列基于严谨逻辑推理的正向设计活动，利用SysML语言构建系统模型，实现产品基于模型的分析与设计过程。工业建模流程的每个步骤需得到工业建模方法的支持，工业建模方法也可以看作是一个细粒度的工业建模流程，可由一些更细粒度的工业建模方法来支持。

S102、按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的工业建模流程不完全相同。

具体的，目标工业装备为一个整体，通常由各个子部分组成，例如机床由机身、驱动部件、作业部件等组成，每个第一子模型有其对应的工业建模目标和工业建模流程，第一子模型是对目标工业装备某一部分进行建模后得到的，多个第一子模型构成了目标工业装备的第一系统模型。每个第一子模型对应的工业建模目标和工业建模流程不完全相同。

具体的，所述按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，包括：

（1）根据所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程，设计第一子模型的组织结构。

具体的，在建模时，第一子模型的组织结构是通过SysML模型元素即包的定义结构来实现的，包用来组织项目中的模型元素和图。组织结构可以在初始给定的模型根目录下，采用创建模型元素的方法进行建模，根据工业建模流程与规范的要求，创建各层级的包，按规范进行合理命名。明确建模过程控制流程、模型质量管理要求、模型分解和重用机制，在此基础上初步设计第一子模型的组织结构，并根据项目型号MBSE实施的业务目标，初步确定顶层的模型目录。

（2）通过状态机图工具对所述目标工业装备的生命周期进行分析，获取第一子模型的生命周期。

具体的，使用SysML状态机图对目标工业装备的生命周期进行分析，从而获取生命周期模型，识别所有可能影响到设计的利益相关者的需求，使用SysML需求图进行承载。功能建模的目的主要是基于特定任务使命进行原理展开，基于原理描述构建初始功能流程，继而参数化内部条目，并根据进行功能流程和线程逻辑优化，把特定原理抽象得到的功能流程转换为通用可泛化的基线功能。结构设计是在得到完备的功能流程模型后，根据功能分配模型，进行逻辑结构分析，识别相关的执行机构，得到结构模型；进行内部接口分析，结合功能分配模型，识别执行机构接口及相关交互条目，得到内部接口模型。

（3）根据所述第一子模型的组织结构和所述第一子模型的生命周期，建立第一子模型。

具体的，可按照确定好的第一子模型的组织结构和第一子模型的生命周期，建立第一子模型。

S103、基于所述目标工业装备确定层级结构。

具体的，该步骤的具体实现过程可以包括：

（1）分析所述目标工业装备，建立所述目标工业装备的层级结构；

（2）确定所述层级结构中的每一层级的功能和层级之间的逻辑关系；

（3）根据所述功能和逻辑关系，将层级结构中每一层分类，层级类别至少包括任务分析层和子系统实现层。

具体的，整个层级结构中有多层，每一层完成的功能不同，层与层之间存在特定逻辑关系，按照不同的功能和逻辑关系将目标工业装备整个层级结构划分为多个层级。

需要说明的是，所述层级结构中不同层级之间数据传输格式是不一致的，本发明还包括：识别层级结构中任一层的输出数据格式；基于输出数据格式识别对应层的输出数据；根据识别结果和对应层所属类别对应的标准格式转换输出数据，获得标准格式的输出数据。

具体的，标准格式是根据实际需要设定的，本实施例中，不对此进行限定。例如，在一可能的实现方式中，标准格式为XML格式。

S104、创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型。

具体的，三维设计模型是通过在三个维度上定义目标工业装备的形状、大小和位置来创建图形。多个模块是根据实际需要设定的，本实施例中，不对此进行限定。

具体实现时，利用CAD技术创建目标工业装备的三维设计模型。

所述基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，包括：

（1）根据所述层级结构和所述三维设计模型确定所述第一系统模型中多个第一子模型之间的关联关系。

具体的，关联关系表示第一系统模型中多个第一子模型在功能、数据流或其他方面的关系。

具体实现时，通过分析层级结构和三维设计模型，可以确定第一系统模型中多个第一子模型之间的关联关系。

（2）根据所述关联关系将所述第一系统模型进行分割，得到第二系统模型。

具体的，根据关联关系确定适当的分割点，并在分割点上对第一系统模型进行分割，得到多个模块。其中，第二系统模型包括多个第二子系统模型，每个第二子系统模型能够完成一项任务，每个第二子系统模型至少包括一个或多个第一子模型，且每个第二子系统模型包括的第一子模型不完全相同。将集成后的系统按照模块化分割、存储和利用，以便完成预设任务时，选择整个系统的全部模块或部分模块进行仿真，提高了模型的复用率，便于管理。

具体的，预设数量是根据实际需要设定的，本实施例中，不对预设数量的具体值进行限定。例如，一实施例中，多个模块包含模块A、模块B和模块C。其中，模块A包含的第一子模型的数量为1，模块B包含的第一子模型的数量为2，模块C包含的第一子模型的数量为3。

S105、利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。

其中，仿真系统仿真为基于第二系统模型进行模拟仿真，数字系统仿真为基于始终在运行过程中的实际装备的输出数据替代仿真系统仿真的结果，仿真系统为第二系统模型，数字系统为实际的目标工业装备。

具体的，所述利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，包括：

（1）基于仿真过程的仿真信息分割整个仿真过程，获得多个时间段，基于仿真过程的仿真信息确定各个时间段的类别，时间段的类别至少包括第一时间类型、第二时间类型。

具体的，仿真信息至少包括仿真过程的参数信息包括仿真过程的起始时间和仿真过程的持续时间，仿真信息还包括仿真的精度要求。第一时间类型和第二时间类型是根据实际需要设定的，本实施例中，不对此进行限定。首先根据仿真信息将整个仿真过程划分为多个时间段，每个时间段的功能完整，然后对每个时间段进行分类，判断每个时间段属于第一时间类型还是第二时间类型。属于所述第一时间类型和所述第二时间类型分别包括多个时间段，且属于第一时间类型和属于第二时间类型不重叠，第一时间类型和第二时间类型共同构成了平行仿真的过程，第一时间类型由仿真系统仿真，仿真系统为在前步骤搭建的第二系统模型，第二时间类型由数字系统仿真，数字系统是实际的目标工业装备系统。

实际仿真过程包括很多个仿真周期，在每一个仿真周期中，根据当前仿真时间确定属于哪一个时间段类型，进而选择系统进行仿真。

（2）在任一仿真周期中，确定当前仿真过程属于哪一个时间段类别，若当前仿真过程属于第一时间类型时，仿真系统进行仿真；否则，利用数字系统进行仿真。

具体的，当确定当前仿真过程属于第一时间类型时，若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，仿真系统继续进行仿真，若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，将数字系统仿真的输出结果作为输入接入仿真系统仿真。

当确定当前仿真过程属于第二时间类型时，若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，数字系统继续进行仿真，若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，将仿真系统仿真的输出结果作为输入接入数字系统仿真。

进一步的，当确定当前仿真过程属于第一时间类型时，若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，仿真系统继续进行仿真。若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，将数字系统仿真的输出结果作为输入接入仿真系统仿真。当确定当前仿真过程属于第二时间类型时，若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，数字系统继续进行仿真。若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，将仿真系统仿真的输出结果作为输入接入数字系统仿真。

在平行仿真的过程中，本发明提供的方法同时利用了虚拟的仿真系统和实际的数字系统，融合了二者的优点，提高了复杂系统仿真的精度、效率，降低了仿真的计算量。具体来说，在建模复杂，且准确度要求较高时，将对应时间段分配至第二时间类型，此时利用实际的数字系统进行仿真，直接利用始终在运行过程中的目标工业装置的输出数据，提高了仿真的精度，降低了建模和计算过程；另一方面，在对目标工业装备极限状态或简单工作状态进行仿真时，利用仿真系统进行仿真，保护了复杂系统的硬件设备，降低了复杂系统仿真的成本。

本实施例提供的工业装备平行仿真分析方法，通过确定工业装备建模标准，并按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据所述工业建模目标的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建目标工业装备的第一系统模型，并基于所述目标工业装备确定层级结构，进而创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型，从而利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。这样，通过将仿真系统和数字系统结合运用，在仿真过程属于第一时间类型时通过仿真系统仿真，在仿真过程属于第二时间类型时通过数字系统仿真，仿真系统和数字系统相互配合又不干扰，达到平行仿真的目的，实现对复杂工业装备模拟、演化、试验、分析和控制的目的。

与前述一种工业装备平行仿真分析方法的实施例相对应，本申请还提供了一种工业装备平行仿真分析装置的实施例。

图2为本申请提供的工业装备平行仿真分析装置实施例一的结构示意图。请参照图2，本实施例提供的装置，所述装置包括：确定模块210、建模模块220、修改模块230和仿真模块240；其中，

所述确定模块210，用于确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程；

所述建模模块220，用于按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的建模流程不完全相同；

所述确定模块210，还用于基于所述目标工业装备确定层级结构；

所述修改模块230，用于创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型；

所述仿真模块240，用于利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。

本实施例提供的工业装备平行仿真分析装置，通过确定工业装备建模标准，并按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据所述工业建模目标的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建目标工业装备的第一系统模型，并基于所述目标工业装备确定层级结构，进而创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型，从而利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。这样，通过将仿真系统和数字系统结合运用，在仿真过程属于第一时间类型时通过仿真系统仿真，在仿真过程属于第二时间类型时通过数字系统仿真，仿真系统和数字系统相互配合又不干扰，达到平行仿真的目的，一方面，能够充分发挥仿真系统的快速、低成本和可超过常规工作状态的仿真优点；另一方面，在环境、装备复杂的情况下又能够将装备实体本身运行的数字系统的输出数据输入至仿真模型中，而无需对复杂的目标工业装备及其工作环境进行建模，同时兼顾了仿真的效率、准确度和计算量，实现对复杂工业装备模拟、演化、试验、分析和控制的目的。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元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申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种工业装备平行仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：

确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程；

按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的工业建模流程不完全相同；

基于所述目标工业装备确定层级结构；

创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型；

利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标工业装备确定层级结构，包括：

分析所述目标工业装备，建立所述目标工业装备的层级结构；

确定所述层级结构中的每一层级的功能和层级之间的逻辑关系；

根据所述功能和逻辑关系，将层级结构中每一层分类，层级类别至少包括任务分析层和子系统实现层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标工业装备确定层级结构，还包括：

识别层级结构中任一层的输出数据格式；

基于输出数据格式识别对应层的输出数据；

根据识别结果和对应层所属类别对应的标准格式转换输出数据，获得标准格式的输出数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，包括：

根据所述层级结构和所述三维设计模型确定所述第一系统模型中多个第一子模型之间的关联关系；

根据所述关联关系将所述第一系统模型进行分割，得到第二系统模型；

其中，第二系统模型包括多个第二子系统模型，每个第二子系统模型能够完成一项任务，每个第二子系统模型至少包括一个或多个第一子模型，且每个第二子系统模型包括的第一子模型不完全相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，包括：

基于仿真过程的仿真信息分割整个仿真过程，获得多个时间段，基于仿真过程的仿真信息确定各个时间段的类别，时间段的类别至少包括第一时间类型、第二时间类型；

在任一仿真周期中，确定当前仿真过程属于哪一个时间段类别，若当前仿真过程属于第一时间类型时，仿真系统进行仿真；否则，利用数字系统进行仿真。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，属于所述第一时间类型和所述第二时间类型分别包括多个时间段，且属于第一时间类型和属于第二时间类型不重叠，第一时间类型和第二时间类型共同构成了平行仿真的过程。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当确定当前仿真过程属于第一时间类型时，若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，仿真系统继续进行仿真，若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，将数字系统仿真的输出结果作为输入接入仿真系统仿真；

当确定当前仿真过程属于第二时间类型时，若上一次的输出结果为数字系统仿真的输出结果，此时，数字系统继续进行仿真，若上一次的输出结果为仿真系统仿真的输出结果，此时，将仿真系统仿真的输出结果作为输入接入数字系统仿真。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，包括：

根据所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程，设计第一子模型的组织结构；

通过状态机图工具对所述目标工业装备的生命周期进行分析，获取第一子模型的生命周期；

根据所述第一子模型的组织结构和所述第一子模型的生命周期，建立第一子模型。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工业建模目标是对系统结构的一致性描述，工业建模目标至少由建模任务规划和工作汇报要求确定；所述工业建模范围是工业系统组成的定量描述，工业建模范围与工业建模目标中系统模型的广度、深度和保真度相匹配；所述工业建模流程是在工业领域中进行建模的步骤，工业建模流程由需求-功能-逻辑-物理过程框架来构建，工业建模流程的每个步骤与工业建模方法相匹配。

10.一种工业装备平行仿真分析装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块、建模模块、修改模块和仿真模块；其中，

所述确定模块，用于确定工业装备建模标准；其中，所述工业装备建模标准包括工业建模目标、工业建模范围和工业建模流程；

所述建模模块，用于按照所述工业建模目标、所述工业建模范围和所述工业建模流程进行建模，得到多个第一子模型，所述建模根据目标工业装备的生命周期进行，集成所述多个第一子模型，构建所述目标工业装备的第一系统模型；其中，所述第一系统模型包括多个第一子模型，每个所述第一子模型对应的工业建模目标不完全相同，每个所述第一子模型对应的建模流程不完全相同；

所述确定模块，还用于基于所述目标工业装备确定层级结构；

所述修改模块，用于创建目标工业装备的三维设计模型，并基于所述层级结构和所述三维设计模型将所述第一系统模型修改为第二系统模型，所述第二系统模型中包括多个模块，每个模块包括一个或多个第一子模型；

所述仿真模块，用于利用所述第二系统模型进行工业装备平行仿真，其中所述平行仿真至少包括仿真系统仿真和数字系统仿真，所述仿真系统与所述数字系统时间关联，且所述仿真系统与所述数字系统输出数据使用的时间段不同。