孙明耀，吴 锋

(西安交通大学管理学院 过程控制与效率工程教育部重点实验室， 陕西 西安 710049)

0 前言

装备制造业是国家制造业发展的重点，复杂重型机械装备制造如火箭、核电、动车组等更是提升国家竞争力与综合实力的重要表现[1]。复杂的装备结构与制造工艺是复杂重型装备的特点。随着新一代信息技术的不断发展(如工业物联网、数字孪生、人工智能等)，传统装备制造模式难以满足市场对复杂重型装备在智能化、个性化以及可靠性方面的需求，复杂重型装备制造业亟待变革。

当前制造技术与新一代信息技术的融合正在引导制造业的另一种范式转变，通常被称为“工业4.0”，而依托新一代信息技术的智能制造则被认为是“工业4.0”的主攻方向[2]。数字孪生概念最初由Grieves于2003年提出，最初被定义为3D模型，其中包含有关实物产品、数字产品及其之间的连接的信息[3]。近些年来，NASA对数字孪生的定义得到了学术界与实业界的广泛认可：集成的产品、系统或过程的多物理场、多尺度的概率模拟，使用可用的物理模型、历史数据、实时数据等反映现实世界[4]。随着信息技术的不断发展，数字孪生技术可以将物理世界完全映射在数字网络世界，因此被认为是实现智能制造核心信息物理系统CPS的关键技术之一，对于推动制造业智能化升级转型具有重要作用。

基于此，本文首先分析复杂重型装备智能化转型的挑战，之后针对相应的问题，建立了基于数字孪生的复杂重型装备协同制造模式，并以此为基础，给出了复杂重型装备制造业智能化转型路径。……