(19)中华 人民共和国 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 202111535581.5 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 申请人 北自所 （北京） 科技发展股份有限公 司 (72)发明人 陶飞　程江峰　邹孝付　徐慧　 王勇　 (74)专利代理 机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 1 1251 代理人 金怡 (51)Int.Cl. G06F 30/12(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种数字孪生模型多时空尺度融合方法和 系统 (57)摘要 本发明公开了一种数字孪生模型多时空尺 度融合方法和系统， 包括： 步骤(1)、 进行数字孪 生模型空间尺度融合， 针对构成装 备模型的各异 构子模型进行融合； 步骤(2)、 进行数字孪生模型 时间尺度融合， 针对构成装备模 型的在时间尺度 上因磨损、 应力、 老化导致的外形、 功能变化的子 模型进行融合； 对每个模型设计空间属性接口， 该接口定义了模 型在父模型中的空间坐标区间； 对不同格式的模 型， 首先以目标格式为参照进行 格式转换， 其次对转换后的模型添加空间属性接 口； 时间尺度融合主要对模型添加时间属性接 口， 基于事先输入的装备机理公式完成磨损、 应 力、 老化等计算， 并根据运转时间动态完成其实 时数字孪生模型的组装融合。 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 CN 114201792 A 2022.03.18 CN 114201792 A 1.一种数字 孪生模型多时空尺度融合方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤(1)、 进行数字孪生模型空间尺度融合， 针对构成装备模型的各异构子模型进行融 合； 步骤(2)、 进行数字孪生模型时间尺度融合， 针对构成装备模型的在时间尺度上因磨 损、 应力、 老化 导致的外形、 功能变化的子模型进行融合。 2.根据权利要求1所述的一种数字孪生模型多时空尺度融合方法， 其特征在， 所述步骤 (1)、 数字孪生模型空间尺度融合， 针对构成装备模型的各异构子模型进行融合， 具体实现 如下： (1.1)装备包括多个异构单元， 在建立其数字孪生模型时需要对多个异构单元的子模 型进行融合组装， 对同一格式的子模型， 对每个子模型设计空间属性接口， 该接口定义了子 模型在父模型中的空间位置和角度区间， 此 处的父模型指的是由各子模型融合组装成的装 备数字孪生模 型； 空间属性接口包括子模 型在父模 型中的x/ y/z空间坐标区间和x/ y/z旋转 角度区间， 分别表征子模型在父模型中的位置和角度， 此处的位置和角度是一个区间值， 即 表明用户可在此区间对位置和角度根据实际进行微调； (1.2)对不同格式的子模型， 首先以目标格式为参照进行格 式转换， 即将目标格式转换 逻辑固化在微处理器中， 将转换前模型的二进制数据输入微处理器中的一级缓存中进 行缓 存， 转换逻辑对一级缓存中的数据进 行转换， 并将转换后的数据存入二级缓存， 最后 将二级 缓存中的数据输出成目标格式模 型； 针对转换后的子模型， 按照步骤(1.1)设计空间属性接 口。 3.根据权利要求1所述的一种数字孪生模型多时空尺度融合方法， 其特征在， 所述步骤 (2)、 进行数字孪生模 型时间尺度融合， 针对构成装备模型的在时间尺度上 因磨损、 应力、 老 化等导致的外形、 功能变化的子模型进行融合， 具体实现如下： (2.1)对子模型设计时间属性接口， 该接口基于事先输入的装备各单元机理公式完成 磨损、 应力、 老化计算； (2.2)根据实际装备各单元运转时间并结合(2.1)中对该装备各单元磨损、 应力、 老化 计算， 动态调整步骤(1.1)中构建 的子模型参数， 使其能够表征磨损、 应力、 老化的状态， 并 完成装备动态数字 孪生模型的组装融合。 4.一种数字 孪生模型多时空尺度融合系统， 其特 征在于， 包括： 数字孪生模型空间尺度融合模块， 该模块主要针对构 成装备模型的各异构子模型间的 融合， 具体实现如下： (1.1)装备一般由多个异构单元构成， 在建立其数字孪生模型时需要对多个异构单元 的子模型进 行融合组装， 对同一格式的子模型， 对每个子模型设计空间属性接口， 该接口定 义了子模型在父模型中的空间位置和角度区间， 此处的父模型指的是由各子模型融合组装 成的装备数字孪生模型； 空间属性接口包括子模型在父模型中的x/y/z空间坐标区间和x/ y/z旋转角度区间， 分别表征子模型在父模型中的位置和角度， 此 处的位置和角度是一个区 间值， 即表明用户可在此区间对位置和角度根据实际进行微调； (1.2)对不同格式的模型， 首先以目标格式为参照进行格 式转换， 即将目标格式转换逻 辑固化在微处理器中， 将转换前模型的二进制数据输入微处理器中的一级缓存中进行缓 存， 转换逻辑对一级缓存中的数据进 行转换， 并将转换后的数据存入二级缓存， 最后 将二级权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201792 A 2缓存中的数据输出成目标格式模型； 针对转换后的模型， 按照(1.1)设计空间属性接口； 数字孪生模型时间尺度融合模块， 该模块主要针对模型在时间尺度 上因磨损、 应力、 老 化等导致的外形、 功能变化时的模型间融合， 具体实现如下： (2.1)对模型设计时间属性接口， 该接口基于事先输入的装备各单元机理公式完成磨 损、 应力、 老化 等计算； (2.2)根据实际装备各单元运转时间并结合(2.1)中对该装备各单元磨损、 应力、 老化 等的计算， 动态调整步骤(1)中构建的子模型参数， 使其能够表征磨损、 应力、 老化等的状 态， 并完成装备动态数字 孪生模型的组装融合。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201792 A 3