(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211158107.X (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 苏州君翔同创科技有限公司 地址 215411 江苏省苏州市太 仓市城厢镇 人民南路95号A1202 (72)发明人 龙斌　姜晓　 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种云边协同工厂数字孪生监控建模系统 和建模方法 (57)摘要 本发明涉及数字孪生技术领域， 具体一种云 边协同工厂数字孪生监控建模系统和建模方法， 包括： 云系统， 所述云系统包括同步模块、 实物建 模模块、 拓扑构建模块、 数字孪生建模模块和上 传模块； 边系统， 所述边系统包括边缘设备模块。 本发明通过为工业现场的实物创建数字孪生实 物模型及数学模型， 关联形成拓扑模型， 将节点 与数字孪生实物模型关联， 同时边缘设备模块运 行数据交互逻辑， 通过拓扑模型与工业现场虚实 映射， 生成的数字孪生模型， 解决数字孪生监控 建模系统只能应用于特定的场景， 工厂设备更换 或者位置移动等静态数据发生变化时， 需要人工 手动重新对 数字孪生监控建模系统修改， 从而影 响工厂生产效率的技 术问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115392883 A 2022.11.25 CN 115392883 A 1.一种云边协同工厂数字 孪生监控建模系统， 其特 征在于， 包括： 云系统， 所述云系统包括同步模块、 实物建模模块、 拓扑构建模块、 数字孪生建模模块 和上传模块； 边系统， 所述 边系统包括 边缘设备模块。 2.根据权利要求1所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述实物 建模模块用于创建工业现场每个实物的数字孪生 实物模型， 所述数字孪生实物模型具有与 实物虚实交互的数据接口。 3.根据权利要求1所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述拓扑 构建模块用于根据整个工业现场各类实物功 能模型的数量、 拓扑关系和数据传输功 能， 构 建描述整个工业现场各类实物拓扑关系和功能定义的拓扑模型， 并将所述数字孪生 实物模 型与拓扑模型中的实物关联。 4.根据权利要求3所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述同步 模块用于根据拓扑模型构建工业现场物理实体的数据交互逻辑， 将数据交互逻辑 发送到边 系统， 使边系统只在本地运行接收到的数据 交互逻辑， 对与之相连的工业现场的各类物联 网设备的数据进 行采集， 并将采集到的物理实体数据反馈至同步模块处理生成与 物理实体 相关的业 务数据。 5.根据权利要求4所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述数据 交互逻辑包括工业现场物理设备 的包括连接、 数据获取和数据 处理在内的各项业务逻辑， 以及与云边协同模块进行 数据交互的通信逻辑。 6.根据权利要求5所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述数字 孪生建模模块用于与拓扑模型保持同步， 根据拓扑模型加载和编辑所需数字孪生实物模 型， 并将编辑 好的数字 孪生实物模型的数据接口与同步模块中对应的业 务数据绑定 。 7.根据权利要求6所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统， 其特征在于， 所述边缘 设备模块 运行数据交互逻辑， 采集工业现场数据， 将数据上报至同步模块。 8.根据权利要求7所述的云边协同工厂数字孪生监控建模系统及方法， 其特征在于， 具 体包括下列步骤： S1， 为工业现场的实物创建数字 孪生实物模型； S2， 为工业现场的物 理实体创建数学模型， 关联形成拓扑模型， 将拓扑模型中的节点与 数字孪生实物模型关联； S3， 边缘设备模块 运行数据交互逻辑， 采集工业现场数据， 将数据上报至同步模块； S4， 根据拓扑模型， 配置边缘设备模块的数据交互逻辑， 与边缘设备通信， 获取工业现 场实物的数据， 对工作现场实物数据进行处 理， 与拓扑模型中节点关联； S5， 根据拓扑模型， 将数字孪生实物模型加载到数字孪生体中， 编辑数字孪生实物模 型， 与工业现场虚实映射， 将处理后的实物数据与数字孪生 实物模型绑定， 生成的数字孪生 模型； S6， 将生成的数字 孪生模型 上传。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115392883 A 2一种云边 协同工厂数字孪生监控建模系统和建模方 法 技术领域 [0001]本发明涉及数字孪生监控技术领域， 具体为一种云边协同工厂数字孪生监控建模 系统和建模方法。 背景技术 [0002]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， 在国内应用最深入的是 工程建设领域， 关注度最高、 研究最热的是智能制造领域。 [0003]数字孪生技术被广泛应用于工厂的虚拟生产车间， 数字孪生技术具有模型可视、 逻辑可控和数据协同的虚实交互协同特点， 其在工业制 造和虚拟生产场景应用广泛， 这些 应用的共同目标之一是实现制造物理世界和虚拟信息世界的互联互通， 实现虚拟 世界对物 理世界的智能化监控， 现有的工厂采用定制化开发数字孪生监控的系统， 数字孪生监控建 模系统应用于特定的场景中， 基于数字孪生对物理空间的整个加工过程进行实时监控， 及 时更新相关生产信息并反映至可视化管理视图中， 同时通过数字孪生虚拟模型及时制定修 正后的调度计划， 从而提高工厂生产效率。 [0004]目前采用的数字孪生建模系统和监控方法工厂进行数字孪生监控 的系统开发大 多数是定制化开发， 都是固定无法更改的， 数字孪生监控建模系统只能应用于特定的场景 或特定的工厂中； 当工厂的设备更换或者位置移动等这些静态数据发生变化时， 需要人工 手动重新对数字 孪生监控建模系统修改， 从而影响工厂生产效率。 发明内容 [0005]本发明提供了如下技 术方案： 一种云边协同工厂数字 孪生监控建模系统， 包括： 云系统， 所述云系统包括 同步模块、 实物建模模块、 拓扑构建模块、 数字孪生建模 模块和上传模块； 边系统， 所述 边系统包括 边缘设备模块。 [0006]作为本发明的一种优选实时方案， 所述实物建模模块用于创建工业现场每个实物 的数字孪生实物模型， 所述数字 孪生实物模型 具有与实物 虚实交互的数据接口。 [0007]作为本发明的一种优选实时方案， 所述拓扑构建模块用于根据整个工业现场各类 实物功能模型的数量、 拓扑关系和数据传输功能， 构建描述整个工业现场各类实物拓扑关 系和功能定义的拓扑模型， 并将所述数字 孪生实物模型与拓扑模型中的实物关联。 [0008]作为本发明的一种优选实时方案， 所述同步模块用于根据 拓扑模型构建工业现场 物理实体的数据 交互逻辑， 将数据 交互逻辑发送到边系统， 使边系统只在本地运行接 收到说　明　书 1/5 页 3 CN 115392883 A 3