人工智能驱动的新一代工业数字孪生系统特征、模式与关键技术

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第12期北京时间：

作者：李浩, 吴勇磊, 李琳利, 王昊琪, 刘根, 张玉彦, 贺飞, 文笑雨, 王志强, 苏万山, 刘俊, 张幸福

单位：1.郑州轻工业大学河南省高端装备智能制造重点实验室2.中铁工程装备集团有限公司3.中国标准化研究院高新技术标准化研究所4.中国船舶集团有限公司第七一三研究所5.中信重工机械股份有限公司6.郑州恒达智控科技股份有限公司

摘要：新一代人工智能(AI)正在重构工业数字孪生系统(iDTS)的技术架构与实施路径,AI驱动的新一代iDTS由物理实体系统、数字孪生系统与AI计算系统构成,以多智能体协同网络为核心,通过物理实体系统、数字孪生系统与AI计算系统的三元动态耦合,形成虚实双向映射的闭环优化体系。首先,分析了AI驱动的新一代iDTS典型特征,阐明了系统的虚实同步、自主进化和智能执行等核心机制,提出了六个核心能力特征,构建了系统基本参考架构。其次,提出了AI驱动的新一代iDTS的三种典型运行模式,包括生成式孪生建模模式、多智能体协同优化模式和嵌入式AI终端执行模式。然后,提出了六项系统关键技术,主要包括“人机环境”多数字孪生体动态融合建模、AI自动生成数字孪生模型、多智能体的智能感知与交互、数字孪生体的自学习智能决策等。最后,给出了系统运行模式的典型案例。AI驱动的新一代iDTS的研究探索或将促进智能制造认知决策与生产模式的变革。

关键词：智能制造,人工智能,工业数字孪生系统,自主进化,多智能体

基金资助：国家自然科学基金资助项目(52575604);河南省高校科技创新团队资助项目(26IRTSTHN039);河南省科技研发计划联合基金重点资助项目(225200810029);河南省重大科技专项资助项目(241100220300);河南省科技攻关资助项目(252102220037)。