元素元数据建模方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及数据建模，尤其涉及一种元素元数据建模方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着工业互联网和数字孪生技术的快速发展，物理实体的数字化建模成为实现设备全生命周期管理的关键技术。在工业场景中，复杂设备通常由数十个原子组件装配而成，包括传感器、控制器、执行器、防护外壳、支撑结构、通信模块等，需要建立统一的元数据模型来描述其结构、能力和行为。

2、目前，现有的物联网平台和数字孪生建模技术通常以设备物模型为核心，将设备描述为属性、遥测、事件和指令的集合，这种方式适用于结构较简单的单体设备，但当设备由多个原子组件装配而成时，传统扁平化物模型难以表达设备内部真实的组成层级、装配路径、位置约束和数量约束关系，无法清楚描述谁装配了谁、谁依赖谁、谁可以被替换。同时，传统设备物模型通常将整机能力集中定义在设备层，例如将温度读取、压力读取、阀门开启、电机启动等能力都作为整机能力，无法追溯某项遥测或指令来自哪个原子组件，造成能力来源不清晰，当设备发生更换、维修、升级或局部替换时，整机层能力定义容易与真实物理结构发生偏离。此外，现有bom或e-bom主要用于制造、采购或物料管理，通常仅表示物料组成清单，不能直接作为数字孪生运行时的能力定位路径，也不能解决谁装配了谁、谁编排调度谁、活动作用到哪个颗粒度的问题。而且，现有技术方案中复杂设备在不同项目中可被任意建模，导致模型不一致、复用困难和治理成本高。在生命周期活动管理方面，现有技术在定义设备的巡检、维保、控制、替换、检验等活动时，通常将活动与设备结构分离管理，难以精确作用到指定bom颗粒度，当活动需要作用于某个具体子部件时，缺乏明确的作用对象定位机制，导致活动编排和执行缺乏依据。

3、综上所述，现有建模技术无法保证数字孪生体与物理实体结构的一致性，当物理设备发生组件更换、局部维修或结构变更时，数字孪生体难以同步反映真实物理结构的变化，导致能力来源追溯困难、生命周期活动作用对象不准确、模型复用和治理成本高等问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种元素元数据建模方法、装置、设备及介质，以解决现有建模技术无法保证数字孪生体与物理实体结构一致性的技术问题。

2、第一方面，提供了一种元素元数据建模方法，包括：

3、建立元素模板分层模型，其中，元素模板分层模型包括子元素模型和复合元素模型；

4、在所述子元素模型中通过能力定义节点配置原子能力；

5、在所述复合元素模型中通过装配结构节点组织e-bom结构；

6、建立生命周期活动模型，并定义所述生命周期活动模型的作用对象节点和能力引用节点，其中，所述作用对象节点指向所述e-bom结构中的所述子元素模型，所述能力引用节点引用所述子元素模型的所述原子能力；

7、基于所述作用对象节点和所述能力引用节点对所述原子能力进行编排，形成所述复合元素模型的能力调用关系。

8、第二方面，提供了一种元素元数据建模装置，包括：

9、建立单元，用于建立元素模板分层模型，其中，元素模板分层模型包括子元素模型和复合元素模型；

10、配置单元，用于在所述子元素模型中通过能力定义节点配置原子能力；

11、组织单元，用于在所述复合元素模型中通过装配结构节点组织e-bom结构；

12、建立定义单元，用于建立生命周期活动模型，并定义所述生命周期活动模型的作用对象节点和能力引用节点，其中，所述作用对象节点指向所述e-bom结构中的所述子元素模型，所述能力引用节点引用所述子元素模型的所述原子能力；

13、编排单元，用于基于所述作用对象节点和所述能力引用节点对所述原子能力进行编排，形成所述复合元素模型的能力调用关系。

14、第三方面，提供了一种可穿戴设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述元素元数据建模方法的步骤。

15、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述元素元数据建模方法的步骤。

16、上述元素元数据建模方法、装置、设备及介质所实现的方案中，可以建立元素模板分层模型，其中，元素模板分层模型包括子元素模型和复合元素模型；在所述子元素模型中通过能力定义节点配置原子能力；在所述复合元素模型中通过装配结构节点组织e-bom结构；

17、建立生命周期活动模型，并定义所述生命周期活动模型的作用对象节点和能力引用节点，其中，所述作用对象节点指向所述e-bom结构中的所述子元素模型，所述能力引用节点引用所述子元素模型的所述原子能力；基于所述作用对象节点和所述能力引用节点对所述原子能力进行编排，形成所述复合元素模型的能力调用关系。在本发明中，通过建立元素模板分层模型，区分子元素模型和复合元素模型，使原子物理组件与复杂设备的建模维度分离；在子元素模型中通过能力定义节点配置原子能力，使能力归属清晰可追溯；在复合元素模型中通过装配结构节点组织e-bom结构，使数字孪生体的装配关系与物理实体一致；生命周期活动模型的作用对象节点指向e-bom结构中的子元素模型，能力引用节点引用子元素模型的原子能力，使生命周期活动可精确作用到具体物理组件；基于作用对象节点和能力引用节点对原子能力进行编排，形成复合元素模型的能力调用关系，使能力来源与物理结构对应。当物理设备发生组件更换或局部维修时，数字孪生体可通过e-bom结构同步更新，原子能力归属保持不变，生命周期活动作用对象准确定位，从而保证数字孪生体与物理实体结构的一致性。

1.一种元素元数据建模方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述建立元素模板分层模型的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述子元素模型基于子元素模板创建，所述复合元素模型基于复合元素模板创建，其中，所述子元素模板和复合元素模板均具有模板标识和模板名称；

4.如权利要求3所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述装配结构节点包括多个固定装配模块，在所述固定装配模块下通过挂接节点挂接所述子元素模板或子e-bom模板，并为所述挂接节点配置约束条件，其中，所述子e-bom模板为下级所述复合元素模板的装配结构部分，用于表达多层级递归装配关系。

5.如权利要求3所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.如权利要求1所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述建立生命周期活动模型的步骤，包括：

7.如权利要求1至6任一项所述的元素元数据建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种元素元数据建模装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述元素元数据建模方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述元素元数据建模方法的步骤。