姚靖维,周 祺,张 刚

(1.华中科技大学机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074;2.武昌船舶重工集团有限公司,湖北 武汉 430060)

0 引言

随着现代信息技术的高速发展,实现本质意义上的智能制造已成为各国发展制造业的首要目标。其中,物理空间与虚拟空间之间的数据信息交流与交互是实现智能制造的核心环节[1]。从2003 年Grieves 教授提出数字孪生的概念开始,数字孪生逐渐成为工业领域的重要课题。美国国防采办大学将数字孪生定义为一种充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。Gartner 公司也一直将数字孪生技术作为十大战略科技发展趋势之一[2]。数字孪生技术给智能制造系统提供了一个平行、快捷、具有高时效性的研究映射。

船舶工业是资金密集型和劳动密集型的传统工业。随着高技术船舶和高质量海工装备的发展,船厂为了适应激烈的市场竞争,着手打造智能化加工车间,以提高产品质量稳定性、降低人工成本。管件加工(以下简称“管加”)量在海洋工程装备与船舶建造中占据很大比重,是影响产品质量和建造周期的关键中间件之一。管加是典型的多品种、小批量、离散性制造。传统管理手段及与手工作业方式很难提升加工制造效率。因此,建设智能化的管加车间对船厂的智能化升级具有重要的示范意义。

传统的管加方式采用手工作业装备或者半自动化装备,车间布局主要根据经验与作业习惯。……