罗少康，滕文琪

数字孪生车间系统构建及应用

罗少康，滕文琪

（三峡大学 机械与动力学院，湖北 宜昌 443002）

数字孪生技术是实现物理与信息融合的一种有效途径，是实现工业4.0、中国制造2025、工业互联网、先进制造伙伴计划等先进制造方式与战略的重要手段之一，而车间又是生产制造活动的主要载体。为此，在数字孪生的理论背景下，建立了数字孪生车间总体框架，实现了构建数字孪生车间的三项关键技术：车间关键要素孪生模型建模方法、车间孪生数据的获取与传输方法、车间虚实结合实时映射模型。最后，通过对车间实际产线进行的数字孪生实现，验证了所提方案的可行性与正确性，为数字孪生车间的建立提供了技术解决方案。

数字孪生；仿真；孪生模型；实时映射

随着新一代信息技术（如云计算、物联网、大数据、人工智能等）的发展，工业4.0[1]、工业互联网[2]、先进制造伙伴计划[3]以及中国制造2025[4]等制造模式与战略先后被各国提出。然而，在实现智能制造的过程中，信息空间与物理空间的交互和共融是一个亟待解决的重要问题，为此提出了数字孪生（Digital Twin，DT）的解决方法[5]。目前，在产品设计[6-7]、设备运维[8-9]、增材制造[10]、生产调度[11]中已经运用了数字孪生技术。

车间是制造活动的主体，数字孪生技术为生产制造过程的智能高效运行提供了一种可行的技术方案。陶飞等[12]提出了数字孪生车间的概念模式，为数字孪生技术的应用和实现提供了理论和方法参考。……