机械工程学报

作者：李莎莎, 舒亮, 杨艳芳, 陈定方

单位：1. 温州大学浙江省低压电器工程技术研究中心 温州 325027;2. 武汉理工大学港口物流技术与装备教育部工程研究中心 武汉 430063

关键词：并行计算,数字孪生车间,系统架构,系统优化；

基金：国家自然科学基金（51975418）、浙江省重点研发计划（2021C01046）、温州市重大科技专项（2018ZG020）、温州市重大科技创新攻关工业项目（ZG2019017）和浙江省低压电器工程技术研究中心开放基金（201711-01）资助项目。

为提高数字孪生车间系统运行过程中映射关系的忠实性与实时性，提出一种逻辑与模型数据并行计算的数字孪生车间系统快速架构方法。采用车间物理信息建模的方式描述模型和逻辑信息并搭建数字孪生车间的构建规则，分别对系统静态模型数据和动态逻辑数据进行建模分析，将静态模型顶点、面片等数据作为数组发送至GPU常量缓存区，在缓存区中通过矩阵转换预设静态孪生模型在虚拟空间中的位置变换，通过GPU常量缓存区和预置变换对静态模型数据进行并行处理，提升计算效率。验证结果表明，在相同的工艺逻辑数据和模型数量条件下，所提出的孪生系统架构方法可以将GPU使用效率由43%提升至86%，运行帧数由22.6提升至387.0，大幅提升数字孪生系统的执行效率和性能。

来源：2021年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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