数字孪生模型构建理论及应用

来源：计算机集成制造系统杂志2021年第1期北京时间：

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

单位：1.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2.香港理工大学工业与系统工程系3.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室4.山东大学机械工程学院5.东南大学机械工程学院6.机械工业第六设计研究院有限公司7.北京卫星环境工程研究所

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。

关键词：数字孪生,智能制造,数字孪生车间,建模,构建准则,理论体系

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2020YFB1708400)。