CN111597676B - 用于检查信息物理系统的系统要求的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于检查信息物理系统的系统要求的系统和方法。该方法包括如下步骤：分别针对至少一个信息物理系统来创建数字孪生；针对信息物理系统中的每个信息物理系统来规定系统要求；将信息物理系统的系统要求直接和/或间接地存储在分别被分配给信息物理系统的那些数字孪生中；使至少两个或者更多个数字孪生关联；其中所关联的数字孪生分别成对地彼此进行通信并且至少部分地相互交换它们的系统要求；其中数字孪生将所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较；其中数字孪生基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使数字孪生的系统要求适配并且能够将系统要求规定为新的系统要求；而且其中数字孪生将它们的新规定的系统要求通知其它数字孪生。

Description

用于检查信息物理系统的系统要求的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查在系统复合体中的信息物理系统的系统要求的方法。

背景技术

对现代自动化设备、诸如在汽车工业中或者在任何任意的其它生产设备中的生产单元的制造都基于信息物理系统(英文cyber-physicalsystems)的设计。信息物理系统表示信息、软件技术组件与机械和电子元件的复合体，所述机械和电子元件通过数据基础设施、诸如WLAN、LAN和/或因特网来进行通信，而且该信息物理系统的特点在于复杂程度高。根据嵌入式系统组件通过有线或无线通信网络的联网来形成信息物理系统的构造。网络物理系统涵盖了其中可使用这些网络物理系统的可能的广泛领域。属于此的是医疗设备和系统、交通控制和交通物流系统、在汽车领域的联网的安全以及驾驶辅助系统、在制造业中的工业生产单元、能量供应管理系统、电信基础设施系统，等等。

信息物理系统的设计需要将不同层面的不同的组件集成为总系统。应提到的是物理和电气层面，接着存在网络技术要求，还需要事件和数据流集成，还应注意物理程序要求，而且还应将各个组件嵌入到控制分层(英文controlhierarchy)中。

因而，在工业设备的设计和研发(工程设计(Engineering))的情况下，应考虑多个任务领域，诸如电气、自动化、工艺技术和机械的问题。在此，部分研发工作并行地被执行，另一方面，这些工作也建立在彼此上。通常，存在工程设计的共同基础，诸如设计、要求、布置图或管线和仪器图以及在这些任务领域之间的多个相互关系。在此，最迟一旦在该共同基础上执行更改或者做出任务特定的对其它领域有影响的决策，对质量以及符合逻辑性和在所有任务领域内的工程设计方案的一致性的保持就困难。常常既不清楚应向谁通知这些决策又不清楚哪些更改实际上对于其它领域重要。因而，常常没有其它领域的信息或者总体上并没有注意在一个领域的重要更改，因为这些重要更改包含在多个关于不重要更改的信息中而且这些信息通知常常在没有结构和关于其含义的指示的情况下被分发。

但是，重要的未被发现的更改可能导致在项目进展中的影响深远的问题。然而，这种更改常常首先在调试阶段由于在将不同的任务领域集成时出现的问题而被发现并且与此相应地经常导致高成本和完成日期的延迟。

通常适用：应争取得到尽可能早的关于重要更改的信息。在此，不过也应注意：尽可能只是实际上跨领域地转发重要更改，以便将用于检测整个项目的更改的花费保持得尽可能低。

此外，在工业设备的设计和研发时非常频繁地出现更改并且这些更改常常也由于项目的复杂性而不能避免。在工程设计项目之内对设计的确定(DesignFreeze(设计冻结))能够实现对于建立在其上并且接下来的工作来说稳定的基础。不过，随着项目的进行，如在制造工业设备时，在该基础上也总是重新得到更改，然后这些更改必须相对应地在不同的任务领域实现。

因而，即使在确定总设计(DesignFreeze)之后，通常也需要更改。此外，在设计制订时也可能出现错误，这些错误同样影响工程设计方案的结构和质量。

目前，对于该问题存在如下解决方案：跨任务的系统架构确保了在不同的任务领域之间的基本的逻辑和内容关联。此外，在各个任务领域之内、但是也跨领域地力求得到对设计的持续的检查，以便达到所需的质量保证。

为此，使用所谓的工程设计工具，在工程设计方案中记录这些更改并且必要时将所发生的更改通知项目工作人员。工程设计工具是软件工具，这些软件工具在工程设计中使用，例如用于在电气、自动化和仪器仪表领域内所选择的任务。

不过，其前提条件是：存在集成的工具环境，使得所有更改都可以在这些领域之间交换。然而，目前这不是针对所有参与的工作领域实现或者有不同的承包商参与项目，这些承包商又使用不同的工程设计工具。因而，目前出发点可以是：不存在所有承包商和所有工作领域之间的普遍的集成。

原则上，也可能的是：通过所有工作领域的紧密合作，在相应的工作领域的专家之间亲自转发关于设计和构思决策或者更改的信息。不过，更改对其它工作领域的影响、如在电气方面的更改对机械的影响在技术上常常只能困难地来估计而且在不同领域的各个工作人员和专家之间还需要明显的交流意愿，众所周知，所述交流意愿并不总是存在。

所谓的更改控制委员会(ChangeControlBoard)可以评价更改的重要性。更改控制委员会通常拥有不同工作领域的专家，共同商讨更改并且对其它做法做出决策。然而，由于花费，通常只商讨明显影响深远的更改。焦点也常常在于如下更改，所述更改由项目的客户发起或要求，目的常常在于降低成本。对所有更改的商讨花费高并且在这种框架内几乎不可能。

因而，尤其是当由于更改而引起的不一致在调试阶段才变得突出时，跨领域的质量保证以及逻辑关联和工程设计构思的一致性以及在实施阶段期间在工程设计方面的更改始终仍是一个大问题。因而，持续得比较长的调试阶段常常也用于消除不一致和质量缺陷。在此，可能发生其它更改，所述其它更改要么可以直接在现场执行要么需要其它影响深远的解决方案。

工程设计方案可以基于在很大程度上自主的并且智能的系统来创建。这里，基本思路是：这些信息物理系统为了满足任务而合并成系统复合体。例如，工业设备可以被设计为自主的、智能的信息物理系统(诸如生产单元、在生产线之内的站和机器)的系统复合体，如这一般来说在工业4.0场景下所假定的那样。这些生产单元本身也可以已经是自主的、智能的系统的复合体，诸如马达、传送带、机器人手臂和工具。在此，所讨论的是使用“数字孪生”(DigitalTwin)，该“数字孪生”模拟这种系统的状态并且据此能够实现关于系统的状态方面的分析以及是这些信息物理系统的数字表示。

常见的是：在这种做法的情况下，已经在设计阶段研发用于这些系统的数字孪生，因为在该设计阶段，通常还不是所有系统都实际上物理地存在。该设备的物理建造通常在设计阶段结束时才开始，在此，相应的数字孪生接着可以相对应地被分配给其物理孪生并且在整个生命周期内伴随该物理孪生。

不过，到目前为止没有令人满意的解决方案来在信息物理系统的规划阶段就已经使用像应用数字孪生那样的人工智能方法从而识别出尤其是由于基本设计的更改而引起的有矛盾或不一致的系统要求。到目前为止，基于信息物理系统的当前配置或当前状态来进行评价并且那么执行修正常常花费很高。

发明内容

现在，本发明所基于的任务在于：说明一种用于检查信息物理系统的系统要求的系统和方法，该系统和该方法的特点在于可靠性和安全性高而且特点在于被改善的资源规划与利用而且借此特点在于在信息物理系统的规划阶段的优化，但是也能够在实施阶段期间以及在信息物理系统运行时实现对不一致的经改善的识别。

该任务通过本发明提供的方法以及系统来解决。

本发明还提供了优选的设计方案。

按照第一方面，本发明涉及一种用于检查在系统复合体中的信息物理系统的系统要求的方法，该方法包括：

-分别针对至少一个信息物理系统来创建数字孪生；

-针对这些信息物理系统中的每个信息物理系统来规定系统要求；

-将这些信息物理系统的系统要求直接和/或间接地存储在分别被分配给信息物理系统的数字孪生中；

-使至少两个或者更多个数字孪生关联；

-其中所关联的数字孪生分别成对地彼此进行通信并且至少部分地相互交换它们的系统要求；

-其中所述数字孪生将所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较；

-其中所述数字孪生基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使所述数字孪生的系统要求适配并且能够将所述系统要求规定为新的系统要求；而且

-其中所述数字孪生将它们的新规定的系统要求通知其它数字孪生。

在一个有利的扩展方案中，这些数字孪生分别具有工程设计部分，利用该工程设计部分来执行对所属的信息物理系统的工程设计。

在另一设计方案中，针对由信息物理系统构成的系统复合体创建数字孪生并且使这些信息物理系统的数字孪生与该系统复合体的数字孪生关联。

有利地，在被分配给其的信息物理系统中出现系统要求的更改的数字孪生将该更改通知其它与该数字孪生关联的孪生，而且这些孪生将被更改的系统要求与到目前为止存在的系统要求进行比较。

在另一设计方案中，给系统要求的每个更改配备身份标识符。

有利地，这些数字孪生通过通信接口与其它数字孪生进行通信。

在另一设计方案中，这些数字孪生的原来的系统要求被存储，而且在将数字孪生从系统复合体中除去的情况下，其余的数据孪生可以追溯到它们原来的系统要求。

按照第二方面，本发明涉及一种用于检查在系统复合体中的信息物理系统的系统要求的系统，其中分别针对信息物理系统设置数字孪生并且针对这些信息物理系统中的每个信息物理系统规定系统要求；其中被分配给相应的信息物理系统的相应的数字孪生被构造为直接和/或间接地存储该信息物理系统的系统要求；其中至少两个或更多个数字孪生构造为彼此关联并且分别成对地彼此进行通信而且至少部分地相互交换它们的系统要求；其中这些数字孪生构造为将所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较并且基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使这些数字孪生的系统要求适配并且可以将这些系统要求规定为新的系统要求；而且其中这些数字孪生被构造为将它们新规定的系统要求通知其它数字孪生。

在一个有利的设计方案中，这些数字孪生分别具有工程设计部分，能利用该工程设计部分来执行对所属的信息物理系统的工程设计。

有利地，针对信息物理系统的系统复合体设置数字孪生并且使这些信息物理系统的数字孪生与该系统复合体的数字孪生关联。

在另一设计方案中，在被分配给其的信息物理系统中出现系统要求的更改的数字孪生构造为将该更改通知其它与该数字孪生关联的孪生，而且这些孪生构造为将被更改的系统要求与到目前为止存在的系统要求进行比较。

有利地，系统要求的每个更改都配备有身份标识符。

在一个有利的扩展方案中，这些数字孪生具有通信接口，用于与其它数字孪生进行通信。

有利地，这些数字孪生的原来的系统要求被存储，而且在将数字孪生从系统复合体中除去的情况下，其余的数据孪生可以追溯到它们原来的系统要求。

按照第三方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含一个和/或多个可执行的计算机代码，用于执行本发明的方法。

附图说明

随后，本发明依据在附图中所示出的实施例进一步予以阐述。

在此：

图1示出了用于阐述按照本发明的系统的一览图；

图2示出了用于阐述按照本发明的系统的实施细节的框图；

图3示出了用于阐述按照本发明的系统的另一实施细节的框图；

图4示出了用于阐述按照本发明的系统的另一实施细节的框图；

图5示出了用于阐述按照本发明的方法的流程图；

图6示出了按照本发明的计算机程序产品的示意图。

具体实施方式

本发明的附加的特征、方面和优点或者本发明的实施例通过下文详细的描述可见。

图1示出了具有三个数字孪生200、300、400的系统100。数字孪生200、300、400中的每个数字孪生都是信息物理系统220、320、420的数字镜像，而且尤其被用于使用仿真模型来对像工业设备那样的相应的信息物理系统220、320、420的运行进行过程优化。

优选地，每个数字孪生200、300、400还包含工程设计部分250、350、450，该工程设计部分可以被用于信息物理系统220、320、420的工程设计以及将多个信息物理系统220、320、420合并成系统复合体。该工程设计部分包含所有涉及该信息物理系统的工程设计信息，包括文献资料在内，以便该信息物理系统可以被用在工程设计方案、如系统复合体、例如生产设备中。如果该信息物理系统被集成到系统复合体中，则该信息物理系统提供该信息物理系统的接口，例如电连接端、管线连接端等等的类型以及提供该信息物理系统的文献资料。接着，在信息物理系统复合体中，可以通过接口的相互使用来集成不同的信息物理系统。

在此，优选地使用工程设计工具。借此，所有关于信息物理系统220、320、420的信息都可以被存储和集中在相应的数字孪生200、300、400中。尤其是，不仅信息物理系统220、320、420对其周围环境或用于使用系统220、320、420的边界条件或者某些特性的要求可以明确地被记录。对周围环境或特性的这种要求可包含环境条件，诸如如下温度范围，在所述温度范围之内，信息物理系统220、320、420可靠地进行工作。另一示例是信息物理系统220、320、420的地震安全性。此外，如下技术要求是重要的，诸如电压等级、电和机械连接端(诸如所要连接的管线)的所需的规范、对用于数据传输的某些数据格式的使用、与在系统复合体中的其它信息物理系统220、320、420的关系(例如系统220、320、420需要通过外部温度传感器来了解周围环境温度)。

这些系统要求的文献资料借助于机器可读语言来实现。该机器可读语言例如可以按如下地来实现：

Temp_min＝4℃

Temp_max＝30℃

Data_Format＝ASCII。

对于这种文献资料来说，需要对关键词及其值域的一般性的定义、例如借助于使用本体论来对关键词及其值域的一般性的定义。

在图2中，这三个数字孪生200、300、400中，孪生200已经与真实存在的信息物理系统220连接。该数字孪生200可以做出关于信息物理系统220方面的决策。因为该数字孪生200与其它数字孪生300、400保持连接，所以也可以与其它两个孪生300、400协商地做出决策。

按照本发明，通过数字孪生200、300、400彼此间的通信，能够实现在创建本身符合逻辑的设备设计时以及在评价在信息物理系统220之内的更改的重要性和这些更改对所连接的信息物理系统320、420的影响时的支持。

数字孪生200、300、400彼此间的通信例如可以通过通用定义的、普通的接口来实现，该通信一方面允许对信息物理系统220、320、420的要求的询问而另一方面允许通过传播给其它数字孪生200、300、400来通知要求及其值量。在下文，示出了如下示例：

读取要求(<要求的名称>)

传播要求(<传播的身份>、<要求的名称>、<要求的值>)。

该方法也可以在要求发生更改时使用。尤其是，创建工程设计方案已经可以被视为一系列更改。那么，在工程设计方案稍后有更改的情况下，数字孪生200、300、400彼此间的通信的基本方法不发生变化。

在本发明的一个扩展方案中规定：在工程设计工具中，数字孪生200、300、400领域特定地彼此关联。每个工作领域都可以在数字孪生200、300、400中定义分别涉及该数字孪生的系统要求。可以给这些系统要求分配工程设计领域和/或职责。接着，在软件应用中，可以给工程设计领域和/或职责分配人员，在有不一致的情况下要通知这些人员。这保证了：目标明确地向负责人员显示不一致。

这些检查通过使数字孪生200、300、400彼此关联来实现。在此，数字孪生200、300、400相互检查它们的要求，这些要求存储在工程设计部分250、350、450中。这样，数字孪生200可以向与它关联的数字孪生300、400分别询问它们的要求并且将这些要求与自己的要求进行比较和/或将它的要求分别通知其它孪生300、400。如果其它数字孪生300、400之一具有更受限制的要求，则数字孪生200优选地可以使它的要求适配，使得这些要求与其它数字孪生300、400的要求完全一致并且将这些新的经适配的要求转发给其它孪生300、400。如果数字孪生200本身的要求更受限制，则该数字孪生将它自己的要求转发给分别关联的数字孪生300、400，用于进行对照。在此，也可能的是：只用孪生300、400的子集来进行对照。

例如，针对信息物理系统220可以设置其中该系统220应该有工作能力的为0-50℃的温度范围，而针对信息物理系统320确定为10-20℃的温度范围。那么，由两个信息物理系统220、320构成的系统复合体可能会在10-20℃的温度范围内工作。给信息物理系统220分配数字孪生200，而通过数字孪生300来描绘信息物理系统320。因此，数字孪生200将该数字孪生的温度范围与数字孪生300进行对照。在此确定：接着与标准或标准系统要求相对应地被提出的共同的温度范围处在0-20℃之间，因为在该温度范围内，不仅信息物理系统220而且信息物理系统320都可以进行工作。在确定新的温度范围之后，数字孪生200将该被更改的要求转发给所有连接的数字孪生300、400，所述数字孪生就其而言检查并且继续使用该系统要求。

因为在系统复合体之内信息物理系统220、320、420常常强烈地彼此联网并且因而针对信息物理系统220的系统要求的更改也可涉及其它信息物理系统320、420，所以在一个实施方式中规定：记录这些更改并且将这些更改与票证方法相结合，以便防止更改多次被处理。信息物理系统220、320、420的系统要求的每个更改都由相应的数字孪生200、300、400配备明确的身份、诸如全局唯一标识符(GlobalUniqueIdentifier)。一旦被更改的要求首次被转发，该被更改的要求就获得能明确分配的身份。

如果例如对于信息物理系统220来说得到更改，则数字孪生200给予身份标识符并且将更改的身份与更改通知共同转发给相应其它数字孪生300、400。如果现在这种更改通知到达数字孪生300、400，则首先依据如下数据库来检查是涉及新的询问还是该询问已经被处理，数字孪生300、400可以集中地访问该数据库或者该数据库存储在数字孪生200、300本地。在第二种情况下，该询问没有被继续处理，在第一种情况下，数字孪生300、400将该更改与这些数字孪生的要求进行比较并且将结果转发给数字孪生200。该数据库只包含最新的询问就可足够，以便因此减少存储需求。然而，这取决于信息物理系统220、320、420的类型和结构并且可以相对应地被适配。

如果数字孪生200针对信息物理系统220的设备设计或子设计基于利用其它数字孪生300、400的检查而确定不一致，则数字孪生200的任务是：检查设备设计的要求并且必要时通知由于在该设备设计上进行的更改而引起的不一致。当不能使系统要求彼此协调并且借此出现矛盾时，出现不一致。例如，系统复合体到目前为止在低压范围内工作，然后还有另一信息物理系统在高压范围内，使得得到必须被解决的矛盾。

这可以通过借助于文本消息通知负责的研发工程师来实现或者也可以通过在工程设计构思中、诸如在电气规划中、在自动化流程图中或者在布置图中对不一致的有颜色的标记来实现。这种不匹配和不一致通常只能由相对应的专家、诸如研发工程师来解决。这也可以在稍后的时间点进行，其中不一致部分地也通过接下来的更改来澄清。

为了合理地限定更改对所有关联的数字孪生200、300、400的分配，可以静态地寄存或者动态地计算用于转发更改的极限值。这样，例如可以规定：为5度的温度偏差不是更改而且因此不必进行对数字孪生200、300、400的接下来的通知。或者可以规定：只有当更改变动得高于所规定的极限值时，才应该对更改进行继续分配。

一旦将实际的信息物理系统220、320、420集成为系统复合体，就同样可以将所生成的数据分配给数字孪生200、300、400。这样，例如温度传感器可以将它们当前测量到的值转发给数字孪生200、300、400。接着，将这些测量值与这些系统要求进行比较。在超过极限值时，这可能导致报警或者相对应的警报信号的触发。此外，通过实际生成的数据，可以对所假定的系统要求进行检查。

在系统复合体中，可能存在测量参数的不同的极限值。例如，可以是合理的是：对于在一个生产车间内的所有信息物理系统220、320、420来说，规定共同的温度范围。然而，如果一个系统复合体例如涉及多个生产车间，则可以是合理的是：针对每个单独的生产车间规定另一温度范围，因为一个车间相比于其余的车间可能会有空调。能量传输设备是另一示例，因为这里能量传输设备的部分必须受保护以防环境影响，而这对于其它部分来说并不需要。

也可能的是：多个系统复合体又被合并成一个更高的单元，其中每个系统复合体都包含自己的要求。这些要求现在又在该更高的单元的层面上予以对照，或者在系统复合体的某个子集之内予以对照。因而，在本发明之内，不同的组织原则都是可能的，如信息物理系统彼此连接并且彼此间进行交互。这样，系统或这些系统的数字孪生200、300、400可以被分配给所定义的组和/或类，这些组和/或类接着关于只在该组和/或类之内的某些所选择的或者所有要求方面予以对照。是否将这些组和/或类的系统要求转发给其它数字孪生N取决于：这些数字孪生N是否与数字孪生200、300、400关联并且关于这些系统要求已经被分配给同一组/类。

例如，系统220或该系统的数字孪生200可以关于对周围环境温度的要求被分配给组A，该组A包含位于车间A的所有系统。而同一系统220或该系统的数字孪生200可以被分配给另一组B，该另一组B具有要求“低压”。关于对周围环境温度的要求，更改只与在组A中的系统匹配，而关于对电压等级的要求，更改只与在组B中的所有系统匹配。

这些系统的组分配可以通过在系统复合体之内的子结构来实现。或者可能的是：系统关于所规定的前提条件借助于工程设计工具被分配给不同的组或类。

为了所有被更改的前提条件都在整个系统复合体中可靠地被分配，存在至少两种实现途径：

如在图3中示出的那样，针对由信息物理系统220、320、420组成的系统复合体520可以设置附加的数字孪生500。数字孪生500也可以构造为中央数据库。数字孪生500包含系统复合体520的要求。在工程设计项目的框架内，也可能的是：首先规定对系统复合体520的要求，而接着随着项目的进行而得到哪些以及多少个其它信息物理系统220、320、420应该被集成到系统复合体520中。系统复合体520的数字孪生500可以被用于管理系统复合体520并且用于集成所连接的信息物理系统320、420、520。尤其是，数字孪生500可以标识在集成这些信息物理系统220、320、420时与主要要求的冲突。

在每次将数字孪生200、300、400集成到系统复合体520中时，都通知系统复合体520的数字孪生500，其中这种通知也可以在数字孪生200、300、400与系统复合体520的数字孪生500对接的情况下自动地进行。此外，按照本发明，所有其它的、已经与该系统复合体的数字孪生500关联的数字孪生200、300、400都被通知，以便揭示可能的不一致。

这样可以得到：数字孪生200满足系统复合体520的所选择的温度范围，而数字孪生300、400不满足该要求。

在本发明的已经在图1中1示出的实施例中，涉及完全自主行动的数字孪生200、300、400，因为没有针对由信息物理系统220、320、420组成的系统复合体设置数字孪生。在该变型方案中，每个数字孪生200、300、400都具有对该系统复合体的前提条件的可能的全面了解，因为每个数字孪生200、300、400都根据所有到目前为止被询问的要求来推导和存储该系统复合体的要求。

例如，在地震安全性的情况下，该系统复合体会一直防震，直至第一个不防震的信息物理系统400加入。在温度范围的情况下，该系统复合体的温度范围会是在该系统复合体中所有信息物理系统200、300、400的温度范围的交集。

如在图4中示出的那样，在新的数字孪生600与已经存在的数字孪生200、300、400的新的关联的情况下，将所有直接和间接地关联的数字孪生200、300、400彼此进行对照。借此，这种对照的结果是由信息物理系统220、320、420、620组成的系统复合体的系统要求的交集。

借助于可安装在中央监控装置中或分散地安装的软件应用，可以分析并且以图形方式来呈现所确定的系统要求。例如可以针对温度范围执行如下分析，该分析指明只适合于受限制的温度范围的那些系统。接着，基于该通知，可以进行对相应的信息物理系统的适配或者进行在周围环境方面的适配，如空调。

还有利的是：借助于数字孪生200、300、400来进行对系统复合体500的定期的检查，以便例如识别在系统复合体500中的可能的失灵或者由于磨损而引起的变化。

还可以规定：将数字孪生200、300、400中的一个或多个数字孪生、例如孪生200重新除去。接着，其它余下的数字孪生300、400重新追溯到它们原来的系统要求，在与一个或多个现在被除去的数字孪生200合并之前，这些原来的系统要求曾有效。这意味着：数字孪生200、300、400在与其它数字孪生200、300、400合并时虽然使它的系统要求适配，但是继续保留着它自己原来的系统要求。那么，对于将数字孪生200除去的情况来说，重新提供原来的系统要求，以便确定没有该数字孪生200的新的系统复合体的系统要求。对数字孪生200的除去例如通过注销利用相对应的通信协议被传达给其它余下的孪生300、400。

如果将数字孪生200除去，例如由系统操作员来将数字孪生200除去，则其余的数字孪生300、400执行再次对照并且检查到目前为止存在的系统要求是可以保留还是需要更改。

图5示出了按照本发明的用于检查信息物理系统220、320、420的系统要求的方法的流程图。

在步骤S10中，分别针对信息物理系统220、320、420来创建数字孪生200、300、400。

在步骤S20中，针对这些信息物理系统220、320、420中的每个信息物理系统来规定系统要求。

在步骤S30中，将信息物理系统220、320、420的系统要求直接和/或间接地存储在被分配给相应的信息物理系统的数字孪生200、300、400中。

在步骤S40中，使至少两个或者更多个数字孪生200、300、400彼此关联。

在步骤S50中，彼此关联的数字孪生200、300、400分别成对地彼此进行通信并且至少部分地相互交换它们的系统要求。

在步骤S60中，这些数字孪生200、300、400分别将它们所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较。

在步骤S70中，这些数字孪生200、300、400基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使这些数字孪生的系统要求适配并且可以将这些系统要求规定为新的系统要求。

在步骤S80中，这些数字孪生200、300、400将它们的新规定的系统要求通知其它数字孪生200、300、400。

图6示意性地示出了计算机程序产品900，该计算机程序产品包含一个和/或多个可执行的计算机代码950，用于执行根据本发明的第一方面的方法。

按照本发明，通过彼此关联的数字孪生200、300、400的对照，持续地保证了在由于预先定义的或动态地发生变化的值而引起的对重要系统要求的更改时工程设计方案的符合逻辑性和一致性。前提条件是针对每个信息物理系统220、320、420都创建数字孪生200、300、400，在该数字孪生中保持相应的信息物理系统220、320、420的要求。

优选地，跨领域地规定对被视为重要的系统要求的选择。在此，不仅可以定义全面的系统要求而且可以定义领域特定的系统要求。

通过本发明，针对由多个信息物理系统220、320、420组成的系统复合体的设备设计的主要要求持续地被检查并且可以随时一目了然地被显示。还可以使信息物理系统的更改对其它信息物理系统220、320、420的影响立即可见，由此在复杂的系统复合体的情况下可以节省时间和成本。

Claims (15)

1.一种用于检查在系统复合体(550)中的信息物理系统(220、320、420)的系统要求的方法，所述方法包括：

-分别针对至少一个信息物理系统(220、320、420)来创建(S10)数字孪生(200、300、400)；

-针对所述信息物理系统(220、320、420)中的每个信息物理系统来规定(S20)系统要求；

-将所述信息物理系统(220、320、420)的系统要求直接和/或间接地存储(S30)在分别被分配给信息物理系统(220、320、420)的那些数字孪生(200、300、400)中；

-使至少两个或者更多个数字孪生(200、300、400)关联(S40)；

-其中所关联的数字孪生(200、300、400)分别成对地彼此进行通信并且至少部分地相互交换(S50)它们的系统要求；

-其中所述数字孪生(200、300、400)将所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较(S60)；

-其中所述数字孪生(200、300、400)基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使所述数字孪生的系统要求适配并且能够将所述系统要求规定(S70)为新的系统要求；而且

-其中所述数字孪生(200、300、400)将它们的新规定的系统要求通知(S80)其它数字孪生(200、300、400)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)分别具有工程设计部分(250、350、450)，利用所述工程设计部分来执行对所属的信息物理系统(220、320、420)的工程设计。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对由所述信息物理系统(220、320、420)构成的系统复合体(550)创建数字孪生(500)并且使所述信息物理系统(220、320、420)的数字孪生(200、300、400)与所述系统复合体(550)的数字孪生(500)关联。

4.根据上述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，在被分配给其的信息物理系统(220)中出现系统要求的更改的数字孪生(200)将所述更改通知其它与所述数字孪生(200)关联的数字孪生(300、400)，而且所述数字孪生(300、400)将被更改的系统要求与到目前为止存在的系统要求进行比较。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，给系统要求的每个更改配备有身份标识符。

6.根据上述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)通过通信接口来分别与所述其它数字孪生(200、300、400)进行通信。

7.根据上述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)的原来的系统要求被存储，而且在将数字孪生(200)从系统复合体(550)中除去的情况下，其余的数据孪生(300、400)能够追溯到它们原来的系统要求。

8.一种用于检查在系统复合体(550)中的信息物理系统(220、320、420)的系统要求的系统(100)，其中分别针对信息物理系统(220、320、420)设置数字孪生(200、300、400)并且针对所述信息物理系统(220、320、420)中的每个信息物理系统规定系统要求；其中被分配给相应的信息物理系统(220、320、420)的相应的数字孪生(200、300、400)被构造为直接和/或间接地存储所述信息物理系统(220、320、420)的系统要求；其中至少两个或更多个数字孪生(200、300、400)构造为彼此关联并且分别成对地彼此进行通信而且至少部分地相互交换它们的系统要求；其中所述数字孪生(200、300、400)构造为将所存储的系统要求与所获得的系统要求进行比较并且基于所执行的与所获得的系统要求的比较来使所述数字孪生的系统要求适配并且能够将所述系统要求规定为新的系统要求；而且其中所述数字孪生(200、300、400)被构造为将它们新规定的系统要求通知其它数字孪生(200、300、400)。

9.根据权利要求8所述的系统(100)，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)分别具有工程设计部分(250、350、450)，能利用所述工程设计部分来执行对所属的信息物理系统(220、320、420)的工程设计。

10.根据权利要求8所述的系统(100)，其特征在于，针对所述信息物理系统(220、320、420)的系统复合体(550)设置数字孪生(500)并且使所述信息物理系统(220、320、420)的数字孪生(200、300、400)与所述系统复合体(550)的数字孪生(500)关联。

11.根据上述权利要求8-10之一所述的系统(100)，其特征在于，在被分配给其的信息物理系统(220)中出现系统要求的更改的数字孪生(200)构造为将所述更改通知其它与所述数字孪生(200)关联的孪生(300、400)，而且所述孪生(300、400)构造为将被更改的系统要求与到目前为止存在的系统要求进行比较。

12.根据权利要求11所述的系统(100)，其特征在于，系统要求的每个更改都配备有身份标识符。

13.根据上述权利要求8-10之一所述的系统(100)，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)具有通信接口，用于与其它数字孪生(200、300、400)进行通信。

14.根据上述权利要求8-10之一所述的系统(100)，其特征在于，所述数字孪生(200、300、400)的原来的系统要求被存储，而且在将数字孪生(200)从系统复合体(550)中除去的情况下，其余的数据孪生(300、400)能够追溯到它们原来的系统要求。

15.一种存储有计算机程序的计算机可读介质(900)，所述计算机程序包含一个和/或多个可执行的计算机代码(950)，用于在处理器上执行计算机代码时执行根据权利要求1至7中的一项所述的方法。

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