基于数字孪生的机电设备生命周期追溯管理方法与流程

本发明涉及数据分析，具体涉及基于数字孪生的机电设备生命周期追溯管理方法。

背景技术：

1、由于机电设备市场上存在挂靠、贴牌和假冒现象，给机电设备生产企业和使用单位带来了安全隐患和一定的经济损失，造成工期拖延、售后服务不到位等后果；针对这些问题，本发明提出了一种基于数字孪生的机电设备生命周期追溯管理方法；通过对设备生产、出厂运输、安装调试和使用维保等各个环节的数据采集、记录和溯源，有效防止挂靠、贴牌和假冒等不诚信现象的发生，全过程管理并促进实施机电设备的实施进度；达到提高机电设备供应链可信度、保障产品质量、提高按时竣工率、提高维保效率，同时实时跟踪主要能耗设备的能耗变化以满足节能要求，对于优化建筑机电设备市场营商环境和提升数字化运维管理水平，提出系统性创新贡献。加强溯源追溯能力，提高数据安全性和可信度，推动机电设备生产企业和建筑行业的数字化转型和可持续高质量发展。

2、但在进行数据溯源的时候，现有技术一般是利用区块链进行公开去中心化的记账方式对机电设备对应的数据进行上链记账，以此来满足候选的机电设备的对应溯源，但是在数据上链之前，对应的上链数据的可靠性无法保证，使得上链之后的后续用于溯源的数据可能存在一定的虚假显现，进而使得无法进行机电设备的有效溯源。

技术实现思路

1、本发明提供基于数字孪生的机电设备生命周期追溯管理方法，以解决现有的问题：上链数据的可靠性得到无法保证，使得上链之后的后续用于溯源的数据可能存在一定的虚假显现，进而使得无法进行机电设备的有效溯源。

2、本发明的基于数字孪生的机电设备生命周期追溯管理方法采用如下技术方案：

3、包括以下步骤：

4、建立机电设备对应的数字孪生模型；

5、根据数字孪生模型获取验证数据链；

6、根据验证数据链中相同的数据，获取验证数据链中数据的特征程度；根据验证数据链中数据的特征程度，获取验证数据链中数据的重复性；

7、根据验证数据链中不同的数据，获取验证数据链中数据的差异性；

8、根据验证数据链获取若干随机数据区间；根据随机数据区间、验证数据链中数据的重复性以及验证数据链中数据的差异性，获取验证数据链中的验证节点；

9、获取待验证数据链；根据验证数据链中的验证节点以及待验证数据链获取验证段与待验证段，根据验证段与待验证段获取待验证数据链的可信性；根据待验证数据链的可信性判断待验证数据链的真实性；根据待验证数据链的真实性对溯源数据进行管理。

10、优选的，所述根据数字孪生模型获取验证数据链，包括的具体方法为：

11、利用机电设备的数字孪生模型生成机电设备中某个零件的能耗数据；然后将采集到的机电设备中某个零件的能耗数据按照时序进行排列，得到机电设备中某个零件的能耗数据的时序序列，将时序序列作为验证数据链，其中表示验证数据链中的第1个数据，表示验证数据链中的第2个数据，表示验证数据链中的第个数据，表示验证数据链中的第个数据，表示验证数据链中数据的数量。

12、优选的，所述根据验证数据链中相同的数据，获取验证数据链中数据的特征程度，包括的具体方法为：

13、对于验证数据链中的第个数据，将验证数据链中数据大小相同的数据归为同一组数据，得到若干组数据，统计得到的数据组的数量以及每组数据中数据的数量，并将验证数据链中的第个数据所在的数据组中的数据记为标记数据，对于验证数据链中的第个标记数据，将验证数据链中的第个标记数据与验证数据链中的第个标记数据之间间隔的数据数量记为，将验证数据链中的第个标记数据与验证数据链中的第个标记数据之间间隔的数据数量记为；将作为验证数据链中的第个标记数据的特征距离记为，通过验证数据链中所有标记数据的特征距离，得到验证数据链中所有标记数据的特征程度，其具体的计算公式为：

14、

15、式中，表示验证数据链中第个标记数据的特征程度；表示验证数据链中的第个标记数据的特征距离；表示验证数据链中所有标记数据的特征距离均值；表示绝对值运算。

16、优选的，所述根据验证数据链中数据的特征程度，获取验证数据链中数据的重复性，包括的具体计算公式为：

17、

18、式中，表示验证数据链中第个数据的重复性；表示验证数据链中第个数据的特征程度；表示验证数据链中第个数据所在数据组中数据的数量；表示验证数据链中数据的数量；表示验证数据链中数据组的数量；表示以自然常数为底的指数函数。

19、优选的，所述根据验证数据链中不同的数据，获取验证数据链中数据的差异性，包括的具体方法为：

20、对于验证数据链中的第个数据，统计验证数据链中除外的每个数据与之间的距离，以及验证数据链中除外的每个数据与之间的差异，获取验证数据链中的第个数据的差异性，其具体的计算公式为：

21、

22、式中，表示验证数据链中的第个数据的差异性；表示验证数据链中数据的数量；表示验证数据链中的第个数据；表示验证数据链中的第个数据；表示验证数据链中的第个数据的位置；表示验证数据链中的第个数据的位置；表示自然常数；表示绝对值运算。

23、优选的，所述根据验证数据链获取若干随机数据区间，包括的具体方法为：

24、预设分界点数量为个；从验证数据链中随机选择个数据作为分界数据；

25、然后，将验证数据链中第一个数据到第一个分界数据的前一个数据之间的数据作为，第一组随机数据区间；将第一个分界数据到第二个分界数据的前一个数据之间的数据作为，第二组随机数据区间；将第二个分界数据到第三个分界数据的前一个数据之间的数据作为，第三组随机数据区间；

26、以此类推，直至将第个分界数据到最后一个数据之间的数据作为，第组随机数据区间。

27、优选的，所述根据随机数据区间、验证数据链中数据的重复性以及验证数据链中数据的差异性，获取验证数据链中的验证节点，包括的具体方法为：

28、根据随机数据区间中每个数据的重复性与差异性，获取随机数据区间中每个数据所携带的信息量，取随机数据区间中所携带的信息量最高的数据，作为随机数据区间中的验证节点，每组随机数据区间中每个数据所携带的信息量的具体的计算公式为：

29、

30、式中，表示第组随机数据区间中的第个数据所携带的信息量；表示第组随机数据区间中的第个数据的差异性；表示第组随机数据区间中的第个数据的重复性。

31、优选的，所述获取待验证数据链，包括的具体方法为：

32、将验证数据链中每个数据对应的时刻记为采集时刻；通过在机电设备中各零件处布置电压传感器与电流传感器，得到每个零件在每个采集时刻下现实的能耗数据，并将得到的所有采集时刻下现实的机电设备中某个零件的能耗数据按照时序进行排列，得到所有采集时刻下现实的机电设备中某个零件的能耗数据序列，记为待验证数据链。

33、优选的，所述根据验证数据链中的验证节点以及待验证数据链获取验证段与待验证段，根据验证段与待验证段获取待验证数据链的可信性，包括的具体方法为：

34、在验证数据链中，将第一个数据到第一个验证节点的前一个数据之间的数据作为，第一验证段，并统计第一验证段中数据的数量记为；将第一个验证节点到第二个验证节点的前一个数据之间的数据作为，第二验证段，并统计第二验证段中数据的数量记为；将第二个验证节点到第三个验证节点的前一个数据之间的数据作为，第三验证段，并统计第三验证段中数据的数量记为；

35、以此类推，直至将第个验证节点到最后数据之间的数据作为，第验证段，并统计第验证段中数据的数量记为；

36、将待验证数据链中前个数据记为第一待验证段；将待验证数据链中第一待验证段后个数据记为第二待验证段；将待验证数据链中第二待验证段后个数据记为第三待验证段；

37、以此类推，直至将待验证数据链中第待验证段后个数据记为第待验证段；

38、计算第一验证段与第一待验证段之间的皮尔逊相关系数记为；计算第二验证段与第二待验证段之间的皮尔逊相关系数记为；以此类推，直至计算第验证段与第待验证段之间的皮尔逊相关系数记为；

39、然后，根据得到的所有皮尔逊相关系数计算待验证数据链的可靠性，其具体的计算公式为：

40、

41、式中，表示待验证数据链的可靠性；为预设的验证节点的数量；为第验证段与第待验证段之间的皮尔逊相关系数；表示线性归一化函数。

42、优选的，所述根据待验证数据链的可信性判断待验证数据链的真实性；根据待验证数据链的真实性对溯源数据进行管理，包括的具体方法为：

43、预设一个可靠性阈值，若待验证数据链的可靠性大于等于时，则待验证数据为真实数据，若待验证数据链的可靠性小于时，则待验证数据为虚假数据；

44、对真实数据进行区块链公开记账作为后续的溯源分析数据，对虚假数据则不进行区块链公开记账。

45、本发明的技术方案的有益效果是：由于上链数据的可靠性得到无法保证，使得上链之后的后续用于溯源的数据可能存在一定的虚假显现，进而使得无法进行机电设备的有效溯源；因此本发明通过对机电设备建立数字孪生模型，以数字孪生模型对机电设备的生命周期与实际的上链数据搭建dna双螺旋数据可靠性模型，利用该模型对于上链数据的可靠性进行评估，而后进行可靠数据的上链溯源。