数字孪生模型构建理论及应用

作     者：陶飞 张贺 戚庆林 徐俊 孙铮 胡天亮 刘晓军 刘庭煜 关俊涛 陈畅宇 孟凡伟 张辰源 李志远 魏永利 朱铭浩 肖斌 TAO Fei;ZHANG He;QI Qinglin;XU Jun;SUN Zheng;HU Tianliang;LIU Xiaojun;LIU Tingyu;GUAN Juntao;CHEN Changyu;MENG Fanwei;ZHANG Chenyuan;LI Zhiyuan;WEI Yongli;ZHU Minghao;XIAO Bin

作者机构：北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院数字孪生研究组北京100191 香港理工大学工业与系统工程系中国香港999077 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 山东大学机械工程学院山东济南250002 东南大学机械工程学院江苏南京210096 机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州450007 北京卫星环境工程研究所北京100094 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2021年第27卷第1期

页      面：1-15页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFB1708400) 

主　　题：数字孪生 智能制造 数字孪生车间 建模 构建准则 理论体系 

摘      要：数字孪生作为实现数字化转型和促进智能化升级的重要使能途径,一直备受各行各业关注,已从理论研究走向了实际应用阶段。数字孪生是以多维虚拟模型和融合数据双驱动,通过虚实闭环交互,来实现监控、仿真、预测、优化等实际功能服务和应用需求,其中数字孪生模型构建是实现数字孪生落地应用的前提。针对如何构建数字孪生模型问题,首先提出了数字孪生模型四化四可八用构建准则。基于所提出的构建准则,从建—组—融—验—校—管6个方面探索建立了一套数字孪生模型构建理论体系。并基于所提出的数字孪生模型构建准则和理论体系,结合笔者团队承担的国家重点研发计划项目基于数字孪生的智能生产过程精确建模理论与方法,以数字孪生车间为例,从车间要素实体建模、生产过程动态建模、生产系统仿真建模3个方面对数字孪生车间模型构建理论与技术开展了研究和实践。相关工作期望能为数字孪生构建和进一步落地应用提供理论参考。