刘 杰，陈世伟，韩博志，李 强，陈新华

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063;2.中船黄埔文冲船舶有限公司，广东 广州 510715)

轴系试验台架是研究船舶轴系相关性能及运行机理的主要方式之一，通过轴系试验台架，可以实现船舶轴系动力特征和故障机理的相关研究方法，从而达到减少轴系故障，提高轴系在航行时稳定性的目的。但受限于试验场地、传感器安装条件、成本等相关条件的限制，在研究轴系故障诊断、状态识别的过程中，存在缺乏部分判据知识的获取方法，以及判据知识获取困难等问题。而目前越来越受到学者重视的数字孪生方法为解决该类问题提炼一种新的思路。针对如何构建轴系台架相关设备的数字孪生体、如何进行对象选取、如何构建孪生体的技术服务等进行研究具有现实应用价值。

1 数字孪生体技术背景

1.1 数字孪生体技术

数字孪生(digital twin)以数字化的方式建立物理实体的多维、多时空尺度、多学科、多物理量的动态虚拟模型，来仿真和刻画物理实体在真实环境中的属性、行为、规则等[1-2]。陶飞提出的数字孪生五维通用模型，为数字孪生的应用提供了理论基础[3]。

对于轴系试验平台，根据数字孪生通用五维模型，完整的数字孪生体应包括物理实体、虚拟实体、系统服务、孪生数据以及之间的连接部分[3]。因此，轴系试验平台数字孪生的组成如下。

1)物理实体。物理实体指的是轴系试验台架物理空间组成部分，即现实中存在的组成部分。……