(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 202210621391.3 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 云南大学 地址 650000 云南省昆明市五华区翠湖北 路2号 (72)发明人 吴建德　 (74)专利代理 机构 昆明合盛知识产权代理事务 所(普通合伙) 53210 专利代理师 王孝花 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种锡冶炼生产线数字 孪生方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种锡冶炼生产线数字孪生 方法及系统， 涉及锡冶炼加工领域， 其包括数字 孪生应用层、 物理空间与虚拟空间并联关系映射 层、 虚实海量数据层、 物理空间实体模型层、 虚拟 空间多维模 型层和多个物料配方优化层， 所述物 理空间实体模型层和所述虚拟空间多维模型层 均与所述数字孪生应用层信息交互连接， 所述虚 实海量数据层通过所述物理空间与虚拟空间并 联关系映射层与所述数字孪生应用层实现数据 驱动和服务。 本发明能够在时间尺度和空间尺度 上全方位地精确描述出炼铁过程中关键工序和 主要设备的运行状态与物料流通的变化情况， 全 面刻画出实际炼铁过程中输出量与输入量之间 的准确关系。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114912224 A 2022.08.16 CN 114912224 A 1.一种锡冶炼生产线数字孪生系统， 其特征在于， 包括数字孪生应用层、 物理空间与虚 拟空间并联关系映射层、 虚实海量数据层、 物理空间实体模型层、 虚拟空间多维模型层和多 个物料配方优化层， 所述物理空间实体模型层和所述虚拟空间多维模型层均与所述数字孪 生应用层信息交互连接， 所述虚实海量数据层通过所述物理空间与 虚拟空间并联关系映射 层与所述数字 孪生应用层实现数据驱动和服 务； 所述物理空间实体模型层与所述虚拟空间多维模型层通过感知数据和仿真数据实现 信息交互连接， 各个所述物料配方优化层之间通过耦合 参数和迭代机制实现相互连接 。 2.根据权利要求1所述的一种锡冶炼生产线数字孪生系统， 其特征在于， 所述物理空间 实体模型层通过感知数据和数据驱动与 物料配方优化层连接， 所述虚拟空间多维模型层通 过仿真数据和数据驱动与物料配方优化层连接 。 3.根据权利要求1或2所述的一种锡冶炼生产线数字孪生系统， 其特征在于， 所述数字 孪生应用层包括数字化工厂、 物料配方优化、 工艺参数优化、 生产过程控制、 自运行与调度 和设备故障诊断。 4.一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 包括建立锡冶炼生产线数字孪生体， 具体建立 步骤如下： 步骤1， 对锡冶炼流 程或设备 数字孪生体需求分析； 步骤2， 对锡冶炼 设备几何属性进行 数字化复刻； 步骤3， 对锡冶炼 设备运行机理进行多时空尺度建模； 步骤4， 对锡冶炼孪生模型进行测试验证。 5.根据权利要求4所述的一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 所述步骤1中 的需求分析 具体包括以下分析： 明确设备对象， 明确锡冶炼数字孪生体对锡冶炼流程各阶段生产的指导意义， 明确已 有的锡冶炼流程各阶段机理模型、 可改造和获取的数据、 新增检测数据需求， 完成锡冶炼全 生命周期的数字 孪生体需求分析与策略研究。 6.根据权利要求5所述的一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 所述设备对象 包括但不限于物料贮存过程中的储存、 混匀及运输 设备， 前处理过程中的配料、 混合和破碎 筛分设备， 冶炼过程中的脱水、 润磨和焙烧设备， 锡冶炼还原过程中的上料、 加热和分离设 备。 7.根据权利要求4所述的一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 所述步骤2具 体包括： (1)， 结合现有锡冶炼火法冶炼的方法， 完成锡冶炼实体对象的几何结构、 空间结构、 理 化性质关联等几何属性的获取； (2)， 通过对已有3D重建和渲染优化引擎的功能分析， 做出符合最优性原则的流程决 策； (3)， 结合锡冶炼实体对象的空间运动规律， 利用3D重建工具， 实现锡冶炼空间几何模 型的重建， 对锡冶炼空间几何模型进行渲染优化； (4)， 对炼锡 流程中各设备空间几何模型进行匹配连接， 从而实现锡冶炼几何属性数字 化精准复刻。 8.根据权利要求4所述的一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 所述步骤3具权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114912224 A 2体包括： 在完成步骤2的基础上结合流体力学、 传热学等理论与人工智能、 大数据处理等方 法对锡冶炼中的运行机理与规律进行深入研究， 建立机理和数据驱动的锡冶炼多时空尺度 模型。 9.根据权利要求4所述的一种锡冶炼生产线数字孪生方法， 其特征在于， 所述步骤4中 验证具体为从两个方面进行验证， 一方面是通过建立锡冶炼模型精度及可信度评测 算法， 对锡冶炼数字孪生模型的运行效果进 行验证； 另一方面是通过融合客观检测数据及先验知 识， 构建锡冶炼模型评估 验证平台， 实现孪生体构建过程全方位多角度交叉验证。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114912224 A 3