“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第5期北京时间：

作者：李浩, 王昊琪, 李琳利, 张玉彦, 杨文超, 文笑雨, 张旭辉, 刘根, 张幸福, 刘俊, 崔科飞, 陈录城, 王朋静, 杨新宇

单位：1.郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室2.西安科技大学机械工程学院3.郑州恒达智控科技股份有限公司4.中信重工机械股份有限公司5.卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司

摘要：工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

关键词：“人-机-环境”共融,工业数字孪生系统,智能制造,智能优化,AI agent

基金资助：国家自然科学基金面上资助项目(52175256,52275277);河南省科技攻关重点资助项目(232102221043);河南省科技研发计划联合基金资助项目(225200810029);大规模个性化定制系统与技术全国重点实验室开放课题资助项目(H&C-MPC-2023-02-02)。