郝 博，王明阳，王建新，徐东平，傅士栗

(1.东北大学机械工程与自动化学院，沈阳 110819； 2.东北大学秦皇岛分校 控制工程学院，河北 秦皇岛 066004)

0 引言

随着物联网、数字线程、智能传感、信息物理融合等技术的快速发展以及人工智能技术与制造业的融合，掀起了以信息技术为核心的新时期技术革命，世界各国陆续出台了各自的先进制造发展战略[1]。如英国工业2050、美国“先进制造业”战略、德国工业4.0战略、中国制造2025，其目的都是借助新一代信息技术实现物理世界和信息世界的互联互通以及智能化操作，进而实现智能制造[2]。

2003年Grieves教授在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上最早提出了数字孪生的概念[3]，国内外学者在数字孪生驱动的产品优化设计、全生命周期管理、复杂系统控制等方面开展了大量研究[4]。目前比较认可的是由北京航空航天大学、北京理工大学等给出的定义：数字孪生是利用数字技术创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的特征、行为、形成过程和性能，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化、精准高效执行等手段扩展物理实体的能力[5-6]。

近几年，数字孪生的概念炙手可热。陶飞等[7-8]探索了数字孪生车间(Digital Twin Shop- floor, DTS)的概念，设计了DTS的组成与运行机制，阐述了实现DTS的4个特点和5大类关键技术，为数字孪生在生产制造环节落地应用提供了理论支撑；Behrang Ashtari Talkhestani等[9]提出基于模型融合的数字孪生建模方法，通过多种数理仿真模型的组合构建复杂的虚拟实体；……