本發(fā)明屬于汽車零配件數(shù)字化模擬，具體涉及基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車零配件的數(shù)字化管理變得越來越重要，數(shù)字孿生技術(shù)作為一種新興的數(shù)字化技術(shù)，能夠通過創(chuàng)建虛擬模型來模擬真實世界中的物理對象，從而實現(xiàn)對汽車零配件的運行進行實時監(jiān)控和優(yōu)化管理，以此提高汽車零配件的性能和可靠性，為汽車工業(yè)的智能化發(fā)展提供有力支持。

2、然而，現(xiàn)有的汽車零配件數(shù)字化方法仍然往往依賴于靜態(tài)的數(shù)據(jù)分析，無法實時反映汽車零配件的運行狀態(tài)，導(dǎo)致無法及時發(fā)現(xiàn)汽車零配件在運行過程中的潛在風(fēng)險，進而影響汽車的整體性能和安全，此外，傳統(tǒng)的數(shù)字化方法在模擬和預(yù)測汽車零配件的運行狀態(tài)時，往往過于依賴固有程序，并非根據(jù)實時工況的進行模擬，進而在模擬過程出現(xiàn)偏差時，無法及時性的調(diào)整模擬參數(shù)，這顯然會持續(xù)降低數(shù)字孿生模型的模擬準確性，基于此，本方案提供了一種基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崟r監(jiān)控汽車零配件的模擬運行狀態(tài)，提高模擬準確性，并及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，以此保證汽車零配件實際運行的安全性。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體如下：

3、基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化方法，包括：

4、根據(jù)獲取的汽車零配件的三維信息，將所述汽車零配件映射為虛擬的數(shù)字孿生模型；

5、采集所述汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)，并依據(jù)所述歷史運行數(shù)據(jù)對數(shù)字孿生模型中的汽車零配件進行動態(tài)模擬；

6、根據(jù)所述汽車零配件的真實運行數(shù)據(jù)，與所述數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)進行對比，確定所述數(shù)字孿生模型的模擬狀態(tài)，其中，所述模擬狀態(tài)包括正常模擬狀態(tài)和異常模擬狀態(tài)；

7、所述正常模擬狀態(tài)下，輸出所述模擬運行數(shù)據(jù)與真實運行數(shù)據(jù)之間的容許偏差量，并基于所述容許偏差量對汽車零配件的運行狀態(tài)進行模擬預(yù)測，且依據(jù)模擬預(yù)測結(jié)果輸出汽車零配件的穩(wěn)定運行時段；

8、所述異常模擬狀態(tài)下，輸出所述模擬運行數(shù)據(jù)與真實運行數(shù)據(jù)之間的異常偏差量，并立即發(fā)出告警信號，并依據(jù)所述異常偏差量對數(shù)字孿生模型進行校正處理。

9、在一種優(yōu)選方案中，所述根據(jù)獲取的汽車零配件的三維信息，將所述汽車零配件映射為虛擬的數(shù)字孿生模型的步驟，包括：

10、對所述汽車零配件進行掃描處理，輸出所述汽車零配件的三維信息，所述三維信息包括汽車零配件的尺寸、材質(zhì)以及形狀；

11、根據(jù)所述汽車零配件的三維信息構(gòu)建汽車零配件三維模型；

12、將所述汽車零配件三維模型導(dǎo)入至數(shù)字孿生平臺中，輸出所述汽車零配件的數(shù)字孿生模型。

13、在一種優(yōu)選方案中，所述采集所述汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)，并依據(jù)所述歷史運行數(shù)據(jù)對數(shù)字孿生模型中的汽車零配件進行動態(tài)模擬的步驟，包括：

14、獲取所述汽車零配件的歷史工況，以及各個所述歷史工況下汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)，其中，所述歷史工況包括溫度、濕度、載荷、速度以及壓力；

15、獲取當前時刻下，所述汽車零配件的實時工況，以及所述實時工況下汽車零配件的實時運行數(shù)據(jù)；

16、將所述實時工況與歷史工況進行比較，輸出與所述實時工況與歷史工況之間的適配度，并依據(jù)所述適配度確定基準模擬工況；

17、對所述基準模擬工況下汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析，并輸出為所述數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)；

18、依據(jù)所述模擬運行數(shù)據(jù)對數(shù)字孿生模型中的汽車零配件進行動態(tài)模擬。

19、在一種優(yōu)選方案中，所述依據(jù)所述適配度確定基準模擬工況的步驟，包括：

20、獲取所述汽車零配件的歷史工況和實時工況；

21、對所述歷史工況和實時工況進行向量化處理，將所述歷史工況和實時工況轉(zhuǎn)換為同一量綱下的數(shù)值化向量；

22、將與所述歷史工況對應(yīng)的數(shù)值化向量標定為歷史工況向量，將與所述實時工況對應(yīng)的數(shù)值化向量標定為實時工況向量；

23、獲取適配度測算函數(shù)，并將所述歷史工況向量和實時工況向量一同輸入至適配度測算函數(shù)中，且將所述適配度測算函數(shù)的輸出結(jié)果標定為歷史工況和實時工況的適配度；

24、將所述適配度按照由大至小的順序進行排列，且將排列位次最高的適配度對應(yīng)的歷史工況輸出為基準模擬工況。

25、在一種優(yōu)選方案中，所述對所述基準模擬工況下汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析，并輸出為所述數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)的步驟，包括：

26、獲取所述基準模擬工況下的所有同類型歷史工況，以及同類型歷史工況下汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)，并將同類型歷史工況下汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)記錄為基準運行參數(shù)；

27、將所有所述基準運行參數(shù)按照發(fā)生時序進行排列，并依據(jù)所述基準運行參數(shù)的排列順序，對相鄰所述基準運行參數(shù)進行做差處理，且將相鄰所述基準運行參數(shù)的做差結(jié)果記錄為運行波動參數(shù)；

28、獲取第一預(yù)測函數(shù)，并將所述運行波動參數(shù)輸入至第一預(yù)測函數(shù)中，且將所述第一預(yù)測函數(shù)的輸出結(jié)果標定為數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)。

29、在一種優(yōu)選方案中，所述根據(jù)所述汽車零配件的真實運行數(shù)據(jù)，與所述數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)進行對比，確定所述數(shù)字孿生模型的模擬狀態(tài)的步驟，包括：

30、獲取相同時刻下，所述汽車零配件的真實運行數(shù)據(jù)，以及數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)；

31、對所述真實運行數(shù)據(jù)和模擬運行數(shù)據(jù)做差處理，且將所述真實運行數(shù)據(jù)和模擬運行數(shù)據(jù)的做差結(jié)果標定為模擬運行偏量；

32、獲取評估閾值，并將所述評估閾值與模擬運行偏量進行比較；

33、若所述模擬運行偏量小于評估閾值，則表明所述數(shù)字孿生模型的模擬過程貼合汽車零配件的真實執(zhí)行過程，并將所述數(shù)字孿生模型的模擬狀態(tài)記錄為正常模擬狀態(tài)；

34、若所述模擬運行偏量大于或等于評估閾值，則表明所述數(shù)字孿生模型的模擬執(zhí)行過程偏離汽車零配件的真實執(zhí)行過程，并將所述數(shù)字孿生模型的模擬狀態(tài)記錄為異常模擬狀態(tài)。

35、在一種優(yōu)選方案中，所述基于所述容許偏差量對汽車零配件的運行狀態(tài)進行模擬預(yù)測，且依據(jù)模擬預(yù)測結(jié)果輸出汽車零配件的穩(wěn)定運行時段的步驟，包括：

36、獲取所述正常模擬狀態(tài)下的模擬運行偏量，并將所述模擬運行偏量記錄為容許偏差量；

37、獲取所述汽車零配件的容許偏差閾值；

38、獲取第二預(yù)測函數(shù)，并將所述容許偏差閾值與所述容許偏差量一同輸入至第二預(yù)測函數(shù)中，且將所述第二預(yù)測函數(shù)的輸出結(jié)果標定為穩(wěn)定運行時段；

39、其中，所述穩(wěn)定運行時段輸出后，統(tǒng)計所述穩(wěn)定運行時段的時間長度，并記錄為調(diào)控條件參數(shù)；

40、獲取調(diào)控閾值，并將所述調(diào)控閾值與調(diào)控條件參數(shù)進行比較，且在所述調(diào)控條件參數(shù)小于或等于調(diào)控閾值時，將所述汽車零配件的運行狀態(tài)輸出為風(fēng)險狀態(tài)，并停止所述汽車零配件的運行，反之，則保持所述汽車零配件的正常運行。

41、在一種優(yōu)選方案中，所述依據(jù)所述異常偏差量對數(shù)字孿生模型進行校正處理的步驟，包括：

42、獲取所述異常模擬狀態(tài)下的模擬運行偏量，并將所述模擬運行偏量記錄為異常偏差量；

43、依據(jù)所述異常偏差量對數(shù)字孿生模型下的模擬運行參數(shù)進行校正，得到校正后參數(shù)；

44、獲取趨勢評估函數(shù)，并將所述汽車零配件的真實運行參數(shù)輸入至趨勢評估函數(shù)中，且將所述趨勢評估函數(shù)的輸出結(jié)果標定為趨勢評估值，且依據(jù)所述趨勢評估值和校正后參數(shù)對數(shù)字孿生模型進行動態(tài)模擬。

45、本發(fā)明還提供了，基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化系統(tǒng)，使用上述的基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化方法，包括：

46、模型構(gòu)建模塊，所述模型構(gòu)建模塊用于根據(jù)獲取的汽車零配件的三維信息，將所述汽車零配件映射為虛擬的數(shù)字孿生模型；

47、模擬模塊，所述模擬模塊用于采集所述汽車零配件的歷史運行數(shù)據(jù)，并依據(jù)所述歷史運行數(shù)據(jù)對數(shù)字孿生模型中的汽車零配件進行動態(tài)模擬；

48、狀態(tài)評估模塊，所述狀態(tài)評估模塊用于根據(jù)所述汽車零配件的真實運行數(shù)據(jù)，與所述數(shù)字孿生模型的模擬運行數(shù)據(jù)進行對比，確定所述數(shù)字孿生模型的模擬狀態(tài)，其中，所述模擬狀態(tài)包括正常模擬狀態(tài)和異常模擬狀態(tài)；

49、第一介入模塊，所述第一介入模塊用于在所述正常模擬狀態(tài)下，輸出所述模擬運行數(shù)據(jù)與真實運行數(shù)據(jù)之間的容許偏差量，并基于所述容許偏差量對汽車零配件的運行狀態(tài)進行模擬預(yù)測，且依據(jù)模擬預(yù)測結(jié)果輸出汽車零配件的穩(wěn)定運行時段；

50、第一介入模塊，所述第一介入模塊用于在所述異常模擬狀態(tài)下，輸出所述模擬運行數(shù)據(jù)與真實運行數(shù)據(jù)之間的異常偏差量，并立即發(fā)出告警信號，并依據(jù)所述異常偏差量對數(shù)字孿生模型進行校正處理。

51、以及，一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

52、至少一個處理器；

53、以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；

54、其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的計算機程序，所述計算機程序被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述的基于數(shù)字孿生的汽車零配件數(shù)字化方法。

55、本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：

56、本發(fā)明通過對實時工況和歷史工況的對比，能夠定位出基準模擬工況，再通過對基準工況下同類型歷史工況中的歷史運行數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)ζ嚵闩浼倪\行進行動態(tài)模擬，并根據(jù)已經(jīng)模擬的模擬運行數(shù)據(jù)和實際運行的真實運行數(shù)據(jù)確定數(shù)字孿生模型的準確性，數(shù)字孿生模型準確時，會輸出穩(wěn)定運行時段來評估汽車零配件的穩(wěn)定運行時間，從而避免潛在的故障發(fā)生，數(shù)字孿生模型模擬異常時，會進行相應(yīng)的校正處理，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題，確保數(shù)字孿生模型的執(zhí)行準確性。