一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统的制作方法

本发明涉及洁净室污染监测，具体是一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统。

背景技术：

1、半导体洁净室要求极高的洁净度，微小的尘埃、颗粒或气态污染物都可能影响芯片良率。

2、在现有的污染物检测过程中，由于存在传输时间，接收到检测数据时，与实际情况已经发现了一定程度上的迟延，检测点位越多，传输压力越大，传输时间越长，迟延越明显，这使得工作人员难以把握洁净室内的真实情况，如何缓解迟延现象，使得工作人员能够更好的把控洁净室工作进程是本发明技术方案想要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，所述系统包括：

4、初始化模块，用于获取洁净室内的工作区域及其工作时长，基于所述工作区域及其工作时长确定采样设备的初始化信息；所述采样设备包括风力参数检测仪、amc检测仪以及视觉检测仪；

5、污染获取填充模块，用于读取amc监测仪采集到的污染数据，填充至三维空间中，得到数字孪生模型；其中，数字孪生模型含有时间标签；

6、扩散预测模块，用于读取风力参数检测仪采集到的风力数据，根据所述风力数据对数字孪生模型进行扩散预测，得到预测模型；其中，所述预测模型含有时间标签；

7、预测修正模块，用于定时比对同一时刻的数字孪生模型和预测模型，判断准确度，根据所述准确度递归修正扩散预测过程；

8、辅助数据获取模块，用于当准确度小于预设的准确度阈值时，根据视觉检测仪定位异常成因并反馈至总控端。

9、作为本发明进一步的方案：所述初始化模块包括：

10、空间构建单元，用于获取洁净室的建筑参数，基于所述建筑参数构建三维空间；

11、范围表示单元，用于查询工作区域，在三维空间中表示；

12、基准值计算单元，用于获取每个工作区域的工作时长，根据所述工作时长确定工作区域中各点位的基准值；

13、特征值计算单元，用于根据所述基准值确定三维空间内的其他点位的特征值；

14、初始化单元，用于根据所述特征值确定采样设备的初始化信息。

15、作为本发明进一步的方案：基准值的计算过程为：

16、；式中，为工作区域a内各点位的基准值，s为工作区域a的面积，t为工作时长；

17、特征值的计算过程为：

18、；式中，为点处的特征值，为距离点的最近的属于某一工作区域的点的基准值；c为预设的常数；为点和点之间的距离。

19、作为本发明进一步的方案：所述初始化单元的工作内容包括：

20、基于预设的高斯核遍历处理三维空间中的各个点位，得到拟合值；

21、同步计算各个点位的前后数据差，当前后数据差达到预设的差值阈值时，将对应的点位标记为待选点；

22、以待选点为中心，预设的数值为半径，创建三维球，计算三维球中的拟合值的均值；

23、根据均值的大小在预设的数量表中查询采样设备的安装数量；所述数量表包含采样设备项、均值阈值项和安装数量项。

24、作为本发明进一步的方案：所述污染获取填充模块包括：

25、数据读取单元，用于读取amc监测仪采集到的含有时间标签和点位标签的污染数据；

26、填充单元，用于对同一时间标签的污染数据，根据所述点位标签在三维空间查询填充位置，将污染数据填充至所述填充位置处；

27、扩展单元，用于对含有污染数据的三维空间进行扩展，得到数字孪生模型。

28、作为本发明进一步的方案：对含有污染数据的三维空间进行扩展的内容包括：

29、；式中，为扩展后的三维空间中点处的数值，n、m和l为三维空间在三个垂直方向上的总数；k为预设的常数，为其中一个填充位置处的数值，为点与点之间的距离。

30、作为本发明进一步的方案：所述扩散预测模块包括：

31、风力向量插入单元，用于读取风力参数检测仪采集到的风向及风速，根据风向及风速在数字孪生模型中插入风力向量；

32、虚拟向量确定单元，用于基于插入的风力向量计算数字孪生模型中各点位的虚拟向量；

33、扩散执行单元，用于由虚拟向量对数字孪生模型进行某一时段的扩散预测，得到预测模型；

34、其中，各个点位的预测结果为：

35、；；；式中，p为风力参数检测仪的总数量，为第p个风力参数检测仪采集到的风力向量，为虚拟向量，为点与第p个风力参数检测仪之间的距离，为所述时段；为预测模型中点的数值，为数字孪生模型中点的数值。

36、作为本发明进一步的方案：所述预测修正模块包括：

37、查询单元，用于定时查询当前时刻对应的预测模型；

38、比对单元，用于比对当前时刻的数字孪生模型和查询到的预测模型，计算相似度，作为准确度；

39、修正单元，用于根据所述准确度修正所述时段。

40、作为本发明进一步的方案：比对当前时刻的数字孪生模型和查询到的预测模型，计算相似度的内容包括：

41、对当前时刻的数字孪生模型和查询到的预测模型进行同或运算，得到差异矩阵；

42、计算差异矩阵中的非零数值的和，计算和与元素数量的比值，得到相似度。

43、作为本发明进一步的方案：所述辅助数据获取模块包括：

44、图像定位单元，用于当准确度小于预设的准确度阈值时，根据所述时段和当前时刻在视觉检测仪的采集记录中定位目标图像；

45、轮廓确定单元，用于读取并标记差异矩阵中值为零的元素，确定目标轮廓；

46、轮廓识别单元，用于将目标轮廓输入训练好的成因识别模型，反馈至总控端。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于洁净室的空间尺寸统计污染数据，构建数字孪生模型，在此基础上，获取风力参数，基于风力参数对数字孪生模型进行数据模拟，预测一段时间后的数字孪生模型，在已有监测数据的基础上，引入了扩散模拟过程，有效地缓解了迟延现象，甚至能够具备一定的提前量。

技术特征：

1.一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述初始化模块包括：

3.根据权利要求2所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，基准值的计算过程为：

4.根据权利要求3所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述初始化单元的工作内容包括：

5.根据权利要求1所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述污染获取填充模块包括：

6.根据权利要求5所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，对含有污染数据的三维空间进行扩展的内容包括：

7.根据权利要求1所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述扩散预测模块包括：

8.根据权利要求7所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述预测修正模块包括：

9.根据权利要求8所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，比对当前时刻的数字孪生模型和查询到的预测模型，计算相似度的内容包括：

10.根据权利要求9所述的基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，其特征在于，所述辅助数据获取模块包括：

技术总结本发明涉及气态污染物模拟技术领域，具体公开了一种基于三维空间的气态分子污染物扩散模拟系统，所述系统包括初始化模块，用于获取洁净室内的工作区域及其工作时长，基于所述工作区域及其工作时长确定采样设备的初始化信息；污染获取填充模块，用于读取AMC监测仪采集到的污染数据，填充至三维空间中，得到数字孪生模型；扩散预测模块，用于读取风力参数检测仪采集到的风力数据，根据所述风力数据对数字孪生模型进行扩散预测，得到预测模型；预测修正模块，用于定时比对同一时刻的数字孪生模型和预测模型，判断准确度，根据所述准确度递归修正扩散预测过程；本发明在已有监测数据的基础上，引入了扩散模拟过程，有效地缓解了迟延现象。技术研发人员：江大白,王枫,胡增,赵洪章受保护的技术使用者：中用科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25