(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 202210975257.3 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 申请人 杭州优稳自动化系统有限公司 (72)发明人 王文海　刘彤　张旭鸿　稽月强　 张益南　张奕楠　 (74)专利代理 机构 杭州君锐知产专利代理事务 所(普通合伙) 33443 专利代理师 应孔月 (51)Int.Cl. G06F 3/0481(2022.01) G06T 11/20(2006.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 10/10(2012.01) (54)发明名称 基于数字孪生的化工流程模拟器及其构建 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的化工流 程模拟器及其构建方法。 在化工领域构建数字孪 生模型， 是实现数字化转型的重要组成部分。 化 工流程模拟器通过提供交互平台， 便于用户参照 实际生产流程规范， 连接代表单元设备和物料流 的图形标识， 形成流程图， 解决面向化工装置的 数字孪生模 型的模拟与计算问题。 采用化工流程 模拟器执行运算的结果， 为预测生产中最佳操作 参数和运行条件提供数据。 化工流程模拟器由 图 形用户界面模块、 组件接口模块、 流程计算模块、 数据处理模块和错误提示模块组成。 组件接口模 块通过导入基于统一软件接口的外部模块降低 了软件开发工作量， 数据处理模块采用数据切 片， 采集生产运行周期 的仿真数据， 作为智 能数 据分析的基础。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115437528 A 2022.12.06 CN 115437528 A 1.一种基于数字 孪生的化工流 程模拟器的构建方法， 其特 征在于， 包括： 构建图形用户界面模块， 所述图形用户界面模块用于接收公共变量的参数、 单元设备 模块的参数、 物料流的参数的修改指 令， 接收单元设备和物料流的图形标识的创建、 修改或 删除指令， 接 收单元设备 的图形标识与物料流的图形标识的连接或断开指令， 以构建得到 流程图， 显示所述 流程图； 构建组件接口模块， 所述组件接口模块用于所述流程计算模块与外部组件的数值求解 模块、 热力学模块、 单 元设备模块和监控与日志模块之间的衔接与交 互； 构建流程计算模块， 所述流程计算模块用于对构建的流程图进行预处理， 调用所述热 力学模块和单元设备模块， 以使得所述热力学模块和单元设备模块查找所述物料流在指定 状态下的计算参数和方法， 对预处理后的流程图利用所述计算参数和方法， 调用所述数值 求解模块， 求 解物料流的物性数据； 构建数据处理模块， 所述数据处理模块用于接收所述物性数据， 接收流程图， 从所述物 性数据筛选出指 定求解结果， 从而得出结果报告， 导出所述流程图的文件； 还调用所述监控 与日志处 理模块， 获取指定时刻流 程图模拟对应的工况 数据。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 构建得到流 程图， 具体包括： 选择单元设备和物料流的图形 标识； 按照所需工艺 流程要求， 将所述图形 标识进行 连接； 连接后， 填写公共变量的参数和单元设备模块的参数， 选择输入物料流和输出物料流 的成分， 完成流 程图的构建。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 将所述图形标识进行连接时， 所述单元设 备模块提供允许物料流连接的数量和属性信息， 所述数量和属性信息用于检验单元设备的 图形标识与物料流的图形 标识的连接的有效性。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对构建的流程图进行预处理， 具体包括： 对 所述流程图进行分区、 断裂、 序列化和变量收敛操作。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述分区操作采用系统结构识别算法， 所 述断裂操作采用流股断裂算法， 所述序列化操作采用单元设备模块求解次序算法， 所述变 量收敛操作采用迭代收敛算法。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 构建错误提示模块， 所述错误提示模块用于所述图形用户界面的图形标识连接或断开 指令的错误检查和流程计算模块的执行错误检查， 若 出现错误， 则发出警告提示， 返回与模 拟终止。 7.一种基于数字孪生的化工流程模拟器， 其特征在于， 包括： 图形用户界面模块、 组件 接口模块、 流 程计算模块、 数据处 理模块、 错 误处理模块， 其中： 图形用户界面模块， 用于接收公共变量的参数、 单元设备模块的参数、 物料流的参数的 修改指令， 接收单元设备和物料流的图形标识的创建、 修改或删除指 令， 接收单元设备的图 形标识与物料流的图形 标识的连接或断开指令， 以构建得到流 程图， 显示所述 流程图； 组件接口模块， 用于所述流程计算模块与外部组件的数值求解模块、 热力学模块、 单元 设备模块和监控与日志模块之间的衔接与交 互； 流程计算模块， 用于对构建的流程图进行预处理， 调用所述热力学模块和单元设备模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115437528 A 2块， 以使得所述热力学模块和单元设备模块查找所述物料流在指 定状态下的计算参数和方 法， 对预处 理后的流 程图利用所述计算 参数和方法， 求 解物料流的物性数据； 数据处理模块， 用于接收所述物性数据， 接收流程图， 从所述物性数据筛选出指定求解 结果， 从而得出结果报告， 导出所述流程图的文件； 还调用所述监控与日志处理模块， 获取 指定时刻流 程图模拟对应的工况 数据。 8.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 还 包括： 错误提示模块， 所述错误提示模块用于所述图形用户界面的图形标识连接或断开指令 的错误检查和流程计算模块的执行错误检查， 若 出现错误， 则发出警告提示， 返回与模拟终 止。 9.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处 理器； 存储器， 用于存 储一个或多个程序； 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行， 使得所述一个或多个处理器实 现如权利要求1 ‑6任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机指令， 其特征在于， 该指令被处理器 执行时实现如权利要求1 ‑6中任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115437528 A 3