(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 202211387986.3 (22)申请日 2022.11.08 (71)申请人 北自所 （北京） 科技发展股份有限公 司 地址 100032 北京市西城区教场口街1号3 号楼 (72)发明人 王勇　李岩　刘泽锐　马爱依　 姜鹤　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 牛晓 (51)Int.Cl. G06F 30/10(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01)G06Q 10/08(2012.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于数字孪生的物 流装备再设计方法、 装置 及存储介质 (57)摘要 本发明涉及基于数字孪生的物流装备再设 计方法、 装置及存储介质， 应用于装备再设计技 术领域， 包括： 通过构建物流装备的数字孪生模 型， 在充分考虑客户的功能需求以及再设计对物 流装备的影响下， 对物流装备进行再设计， 将设 计成功后的物 流装备上传到数字孪生模型中， 在 数据孪生模 型中对产品进行测试以及运行， 相较 于现有技术中， 再设计后的产品需要先小批量的 生产， 然后才能对再设计的产品的性能进行校 验， 本发明采用的方案极大的缩短了再设计的周 期， 同时减少了再设计过程需要花费的时间和资 金。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115422620 A 2022.12.02 CN 115422620 A 1.基于数字 孪生的物流装备 再设计方法， 其特 征在于， 包括： 构建物流装备的数字 孪生模型； 在数字孪生模型中获取用户对于物流装备的功能需求； 根据用户对于物流装备的功能需求进行功能需求层次分级； 在功能需求层次分级结果上， 得到每一个功能需求的平均粗 糙数值； 根据大于预设的平均粗 糙数值的功能需求进行物流装备的再设计； 在物流装备的再设计过程中， 将构成物流装备的构件分为直接性构件和间接性构件， 根据功能需求在再设计过程中所参与的直接性构件与间接性构件获取每一个功 能需求的 变更影响程度， 使得每一个功能需求的变更影响程度在预设的阈值区间， 完成物流装备 的 变更； 将变更后的物流装备的数字孪生模型上传至VR设备中， 用户通过VR设备对变更后的物 流装备进行观察。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述构建物流装备的数字 孪生模型包括： 通过三维绘图软件绘制所有型号物流装备的3D模型； 在3dmax中对绘制的物流装备的3D模型进行贴图渲染， 形成与现实空间内物流装备的 1： 1等比例映射， 形成完整的物流装备模型库； 将构建好的物流装备模型库导入到Unity3D中， 在unity的环境下形成物流装备的数字 孪生模型； 构建物流装备的数据库， 所述物流装备的数据库包括所有的物流装备的历史运行数 据、 PLC数据、 编码器数据以及终端运行 数据； 将物流装备的数据库导入到Unity3D中， 在Unity3D环境下通过数据驱动数字孪生模型 运动， 使之完整的呈现物流装备在现实环境中的运行情况， 实现虚实对应。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述物流装备的数字 孪生模型包括： 几何模型： 用于表示物流装备的几何结构； 物理模型： 用于表示物流装备的受力变化， 通过ANSYS和MATLAB仿真模拟计算物流装备 所受承载力的变化； 行为模型： 用于表示物流装备在运行 过程中的运动状态及运动 动作； 规则模型： 用于表示物流装备的作业轨 迹、 约束条件和运动范围。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述功能需求层次分级包括： 期望需求、 基本需求、 无差异需求以及反向需求； 对不同层次的功需求预设有不同的相对重要性分数， 在相对重要性分数的基础上， 引 入粗糙数的概念 减少不客观因素的影响， 获取每一个功能需求的平均粗 糙数值。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述根据功能需求在再设计过程中所参与的直接性构件与间接性构件获取每一个功 能需求的变更影响程度： 在再设计过程中， 根据构件为直接性构件或间接性构件设定权重， 根据所涉及到的构 件的权重以及构件的个数计算变更影响度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422620 A 26.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 用户通过VR设备对变更后的物流装备的数字孪生模型进行观察， 基于触觉建模交互功 能实现对数字 孪生模型的外型进行调整。 7.基于数字 孪生的物流装备 再设计装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 模型构建模块： 用于构建物流装备的数字 孪生模型； 需求获取模块： 用于在数字 孪生模型中获取用户对于物流装备的功能需求； 功能分级模块： 用于根据用户对于物流装备的功能需求进行功能需求层次分级； 粗糙数值计算模块： 用于在功能需求层次分级结果上， 引入粗糙数的概念减少不客观 因素的影响， 获取每一个功能需求的平均粗 糙数值； 再设计模块： 用于根据大于预设的平均粗 糙数值的功能需求进行物流装备的再设计； 在物流装备的再设计过程中， 将构成物流装备的构件分为直接性构件和间接性构件， 根据功能需求在再设计过程中所参与的直接性构件与间接性构件获取每一个功 能需求的 变更影响程度， 使得每一个功能需求的变更影响程度在预设的阈值区间， 完成物流装备 的 变更； 上传模块： 用于将变更后的物流装备的数字孪生模型上传至VR设备中， 用户通过VR设 备对变更后的物流装备进行观察。 8.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质存储有计算机程序， 所述计算机程序被主 控器执行时， 实现如权利要求1 ‑6任一项所述的基于数字孪生的物流装备再设计方法中的 各个步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422620 A 3