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基于数字孪生的航班链延误动态预测模型

南京航空航天大学学报 2023年第5期55卷 859-867页

作者：丁建立吴俣中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

针对复杂多变的航班运行环境,提出一种基于数字孪生的航班链延误动态预测模型,以改善传统预测方法的精度及自适应性。模型基于数字孪生航班链系统构建,采用滑动窗口下的多通道特征建模完成单元级航班延误预测,并提出一种混合优化策略进... 详细信息

针对复杂多变的航班运行环境,提出一种基于数字孪生的航班链延误动态预测模型,以改善传统预测方法的精度及自适应性。模型基于数字孪生航班链系统构建,采用滑动窗口下的多通道特征建模完成单元级航班延误预测,并提出一种混合优化策略进行模型参数的动态优化,最后通过孪生数据驱动的链式分析方法实现了全航班链的延误分析与修正。采用国内航班数据进行实验,得到在各个窗口下的航班延误平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)为11.79 min,低于其他基线模型和静态模型;且引入孪生数据驱动分析和修正后,紧随其后的航班预测误差比此前进一步降低了6.44%。结果表明,模型有利于数字孪生航班链系统实现虚实交互,并具有优良的预测精度和自适应性。

关键词：航班延误预测航班链数字孪生动态数据驱动虚实交互

元宇宙视域下的知识生态系统探析——要素、机理与展望

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情报科学 2023年第4期41卷 10-16,25页

作者：储节旺李佳轩唐亮亮安徽大学管理学院安徽合肥230601

【目的/意义】研究提出了元宇宙视域下的知识生态系统,详细分析元宇宙知识生态系统视域下的要素、机理,弥补了知识管理领域对于虚拟知识理论与虚实知识生态系统探讨的不足。【方法/过程】通过对知识主体、知识环境、知识资源等多个方面... 详细信息

【目的/意义】研究提出了元宇宙视域下的知识生态系统,详细分析元宇宙知识生态系统视域下的要素、机理,弥补了知识管理领域对于虚拟知识理论与虚实知识生态系统探讨的不足。【方法/过程】通过对知识主体、知识环境、知识资源等多个方面进行探讨,分析元宇宙对知识生态系统的冲击并提出其全新的运行机理,并对元宇宙知识生态系统在未来研究的方向予以展望。【结果/结论】元宇宙的出现使知识生态系统的内涵和外延都发生了显著变化,虚实两种知识生态系统间的知识流动交互成为常态,多源知识与多种类型的知识主体使知识管理的边界延展到了虚拟领域。【创新/局限】对元宇宙视域下的知识生态系统进行了详细分析,但由于元宇宙仍处于诞生初期,其理论与实践案例较为缺乏,难以进行实证分析。

关键词：知识生态系统元宇宙元宇宙知识生态系统知识流动虚实交互

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元宇宙:法律风险、法治应对与法理反思

华东理工大学学报（社会科学版） 2023年第2期38卷 125-137页

作者：郭小伟吉林大学理论法学研究中心、法学院吉林长春130012

元宇宙(Metaverse)作为一种“当红”现象,不等同于宇宙学中的元宇宙(former universe)、开放式游戏(free game)和赛博空间(cyberspace),它是基于现实世界产生的虚实交互的新系统。在元宇宙不断发展和成熟的过程中,我们面临着公法和私法... 详细信息

元宇宙(Metaverse)作为一种“当红”现象,不等同于宇宙学中的元宇宙(former universe)、开放式游戏(free game)和赛博空间(cyberspace),它是基于现实世界产生的虚实交互的新系统。在元宇宙不断发展和成熟的过程中,我们面临着公法和私法两个领域当中的刑事违法犯罪频发、数字财产保护不力、数字人格频受侵害、数据垄断时有发生等法律风险。这需要坚持“以人为本”的基本原则,积极构建去中心化的多元治理机制,努力完善数字化的“软法”体系,全力打造动态化的协商治理模式。对元宇宙进行法哲学检视,我们可以发现元宇宙并不是一种乌托邦的幻想,而是一种切实存在的新兴领域,将为法学学科提供一种新门类、为法学研究提供一种新范式、为法治推进提供一个新途径、为法理变革提供一个新契机。

关键词：元宇宙虚实交互法学叙事法理反思

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基于数字孪生的智能制造单元仿真实验系统

实验技术与管理 2023年第2期40卷 92-97,102页

作者：惠记庄周涛丁凯张雅倩王帅王锦豪长安大学工程机械学院陕西西安710064

为丰富智能制造专业课程的实验教学内容,依据数字孪生思想,提出了一种多维模型融合的数字孪生系统模型集成方法,用于智能制造相关知识的实验教学,并以机器人上下料工作站为案例,搭建了基于数字孪生的智能制造单元实验系统。在数字孪生... 详细信息

为丰富智能制造专业课程的实验教学内容,依据数字孪生思想,提出了一种多维模型融合的数字孪生系统模型集成方法,用于智能制造相关知识的实验教学,并以机器人上下料工作站为案例,搭建了基于数字孪生的智能制造单元实验系统。在数字孪生系统框架的基础上,对智能制造单元进行多维模型融合分析,对智能制造单元数字孪生体进行建模与分析,可以准确监控智能制造单元的实时状态,验证了基于数字孪生的智能制造单元实验系统的可行性和有效性。同时也为智能制造单元认知实验、生产过程管控实验等提供基础。

关键词：数字孪生智能制造单元虚实交互模型融合虚拟仿真

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数字孪生技术在机床行业中的应用研究

现代制造工程 2023年第5期 157-161页

作者：陈旭北京市科学技术研究院北京100089

数字孪生(digital twin)作为“工业4.0”、智能制造和智慧城市等先进理念的技术手段,备受学术界的广泛关注和研究,尤其是针对数字孪生技术的落地应用更是研究热点。首先介绍了数字孪生技术的概念;然后阐述了数字孪生技术的产品设计原理... 详细信息

数字孪生(digital twin)作为“工业4.0”、智能制造和智慧城市等先进理念的技术手段,备受学术界的广泛关注和研究,尤其是针对数字孪生技术的落地应用更是研究热点。首先介绍了数字孪生技术的概念;然后阐述了数字孪生技术的产品设计原理;最后从机床系统设计及改进、机床加工过程数据监测、机床系统故障预测与健康管理共3个方面,详细总结了数字孪生技术在机床行业中的应用研究现状,为数字孪生技术在机床行业或其他不同领域的落地应用提供一定参考。

关键词：数字孪生虚实交互数控机床数据监测故障预测健康管理

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数字人应用与商业银行策略

中国金融 2022年第22期 67-68页

作者：交通银行发展研究部课题组方卫星不详

近年来,随着5G、人工智能、虚实交互等新一代信息技术的蓬勃发展,数字人的精细度和智能化水平不断提高,具有较为广泛的应用场景和较大的应用价值。商业银行作为金融服务的主力军,也积极顺应技术发展趋势和客户需求,通过推出数字人开拓... 详细信息

近年来,随着5G、人工智能、虚实交互等新一代信息技术的蓬勃发展,数字人的精细度和智能化水平不断提高,具有较为广泛的应用场景和较大的应用价值。商业银行作为金融服务的主力军,也积极顺应技术发展趋势和客户需求,通过推出数字人开拓新一代人机交互金融场景.

关键词：商业银行金融服务人工智能精细度新一代信息技术人机交互虚实交互客户需求

基于虚拟现实的手部主从控制系统的设计与研究

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基于虚拟现实的手部主从控制系统的设计与研究

作者：刘思远哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

在现实世界中,人类对外部事物的探索和开发大多是通过手进行交互的,所以关于手部的安全防护是职业安全中非常重要的一环。在已有的关于手部安全防护的技术中,主从操控技术已被广泛研究并应用于安全工程领域降低安全事故的发生,但通过调... 详细信息

在现实世界中,人类对外部事物的探索和开发大多是通过手进行交互的,所以关于手部的安全防护是职业安全中非常重要的一环。在已有的关于手部安全防护的技术中,主从操控技术已被广泛研究并应用于安全工程领域降低安全事故的发生,但通过调查发现传统的主从控制技术已不满足当前的生产生活的需求,甚至成为新的安全隐患。本研究为了解决传统主从控制所暴露出的安全隐患,将手部主从控制技术与虚拟现实技术相结合,设计并研究了一款基于虚拟现实技术的手部主从控制系统。本文首先对系统的功能需求进行分析,通过虚拟现实技术使操作员可以沉浸式地同步操控从端设备,实现人手、机械手、虚拟手三方同步联动的效果。主要包括数据采集平台的搭建、数据的解算和处理、控制算法设计和虚拟环境的搭建。其中手部主从控制的关键是手部动作信息的采集,所以本文首先搭建了用于采集手指动作信息和手掌姿态信息的手部数据采集平台,采集到的原始数据进行数据解析得到便于识别和处理的动作数据,动作数据经过姿态融合算法和限幅消抖得到驱动数据,用于驱动后续的从端交互设备和虚拟模型。本文采用三连杆耦合结构设计了五指仿生机械手作为该系统的从端交互设备,该结构不仅可以很好的实现手部的动作,而且具有一定的自适应性,通过控制算法可以实现主从控制这一功能。为了可以使操作员可以沉浸式地进行主从控制,本文使用Unity3D和3DsMax搭建了虚拟手主从控制的应用,通过手部的驱动数据可以实现虚拟环境和现实环境的同步交互,为了解决在虚实交互过程中缺乏物理约束的现象,采用了一种虚拟抓取算法和稳定抓取的两种判断条件,最大程度还原了在现实生活中手部的动作。最后,通过对手部主从控制和手部虚实交互的优化和调试,实现了人手、机械手、虚拟手的三方同步联动的效果。

关键词：手部动作检测姿态融合主从控制虚实交互

面向智慧仓储系统的数字孪生建模与多AGV调度研究

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面向智慧仓储系统的数字孪生建模与多AGV调度研究

作者：刘彦汝华南理工大学

学位级别：硕士

工业4.0时代,定制化的需求导向推动了仓储的智能化、数字化发展,作为智慧仓储实现柔性化的关键因素,合理调度大规模AGV至关重要。在当前研究中,大多数方法忽略了智慧仓储系统内各种动态变化的影响,如AGV载货、卸货和运输过程中存在的不... 详细信息

工业4.0时代,定制化的需求导向推动了仓储的智能化、数字化发展,作为智慧仓储实现柔性化的关键因素,合理调度大规模AGV至关重要。在当前研究中,大多数方法忽略了智慧仓储系统内各种动态变化的影响,如AGV载货、卸货和运输过程中存在的不确定性因素及AGV自身速度和姿态改变产生的运行时间差异等,缺乏工程实际意义。针对这一问题,本文构建了智慧仓储系统数字孪生模型,提出了多AGV分层调度框架并对各层算法及其部署方法进行研究,同时分析了算法应用于虚实交互的实现可能。论文的研究工作包括:(1)基于自适应权值混杂赋时Petri网的全局调度规划算法研究。全局调度规划考虑仓储设备和路网情况对多AGV调度的动态影响,在平行Petri网的基础上设计了一种适合多AGV调度算法研究的混杂赋时Petri网,提出了动态拥堵系数和调度成本信息的概念与计算方式,并将网结构的静态属性改进为实时更新的动态自适应权值,这一算法既能够准确描述系统内所有动态因素,还提高了AGV的任务完成效率,实现了负载的均衡分布,减少了区域拥堵的可能。(2)基于规则预测动态优化A*算法的局部调度规划研究。考虑到局部调度规划中AGV满载、空载运行速度差异,直行、转弯运行时间差异及多AGV冲突死锁等实际问题,本文改进了传统A*算法的代价函数,并引入了真实时间轴、预测规则和“零移动量”,从而最大程度减轻算力要求,提高算法搜索效率,实现了对各AGV无冲突最优路径的规划。(3)智慧仓储系统数字孪生模型构建、多AGV调度算法部署与数字孪生模型应用。本文在综合了仓储的动态变化和AGV的调度需求后,首先利用数字孪生技术构建了系统模型,随后内置逻辑关系,采用软件联合调试的方法在数字模型内进行了算法部署,验证了整体算法的合理性与高效性。最后,通过虚实交互实验,实现了物理空间实物与数字空间模型的同步,证明了算法在实际应用中的可靠性。实验表明,本文所设计的多AGV调度方法具备很强的自适应性,实现了多台AGV在智慧仓储动态变化环境中的高效灵活调度,保障了系统的安全稳定运行,证明了数字孪生技术对于智能制造的支撑意义。

关键词：多AGV系统调度规划智慧仓储数字孪生虚实交互

大型轴承座铣削加工过程中数字孪生监控系统研究

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大型轴承座铣削加工过程中数字孪生监控系统研究

作者：路遥哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

在大型轴承座加工铣削加工过程中,刀具相对工件刚度低,容易引发颤振。振动较大时会使刀具作用不到工件,不能去除材料,严重的可使刀具嵌入工件造成两者报废,同时由于编程错误或操作失误会使刀具或刀柄与工件或工作台发生碰撞,可能会损坏... 详细信息

在大型轴承座加工铣削加工过程中,刀具相对工件刚度低,容易引发颤振。振动较大时会使刀具作用不到工件,不能去除材料,严重的可使刀具嵌入工件造成两者报废,同时由于编程错误或操作失误会使刀具或刀柄与工件或工作台发生碰撞,可能会损坏机床零部件致使机床加工精度降低,导致经济损失甚至人员伤亡。所以铣削加工过程中的颤振监控以及机床撞刀保护问题是非常重要的话题。针对以上问题本文引入数字孪生技术搭建了数字孪生监控系统,主要研究内容如下:首先,进行了数字孪生虚拟系统总体方案设计。结合机床实际参数使用UG作为三维模型搭建工具建立三维模型并利用3d Max进行渲染;利用Unity 3D对数字孪生虚拟系统进行搭建,对虚拟机床的换刀功能、NC代码解析功能、位姿控制等功能进行设计与开发。其次,建立动态铣削力模型和刚性件铣削动力学模型。通过实验的方法得到模态参数和铣削力系数,进而建立稳定性叶瓣图。根据稳定性叶瓣图选取稳定边界的切削参数进行铣削实验并测得加速度信号,根据边界加速度信号进行函数拟合,得到数字孪生监控系统的自适应监控阈值。再次,针对机床主轴位置、转速、加速度等信号的采集问题提出数据采集总体方案,并利用OPC UA协议和Lab VIEW采集上述信号。基于数字孪生技术提出解决机床刀具防碰撞技术以及颤振预警报警技术,对实际加工进行指导。提出基于My SQL数据库的驱动更新数据库进行更新数字孪生虚拟系统模型。最后,根据系统要求,进行UI界面的开发,分别开发了登录界面、主界面、各功能界面。对数字孪生监控系统进行机床物理状态实时映射测试和主轴颤振预警报警测试。对数据库的数据传输进行测试,保证数据的传输。

关键词：数字孪生铣削稳定性自适应阈值虚实交互机床监控