李华峰，刘炎，陈建如，张涛，朱嘉明，王泽

1 武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430205

2 华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074

3 船舶与海洋工程水动力湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074

0 引 言

数字孪生是以数字化方式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行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的能力[1]。作为一种充分利用模型、数据、智能及集成多学科的技术，数字孪生面向产品全寿期过程，发挥着连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用，从而可提供更加实时、高效、智能的服务[2-3]。

近年来，数字孪生技术得到了广泛和高度的关注，许多国际著名企业已开始探索其在产品设计、制造和服务等方面的应用。在产品设计方面，针对复杂产品的创新设计，达索公司建立了基于数字孪生的3D 体验平台，利用用户交互反馈的信息不断改进信息世界中的产品设计模型，并反馈到物理实体产品的改进中[4]。在故障预测与健康管理方面，美国国家航空航天局（NASA）将物理系统与其等效的虚拟系统相结合，研究了基于数字孪生的复杂系统故障预测与消除方法，并应用在飞机、飞行器、运载火箭等飞行系统的健康管理中[5]。美国空军研究实验室(AFRL)结构科学中心通过将超高保真的飞机虚拟模型与影响飞行的结构偏差和温度计算模型相结合，开展了基于数字孪生的飞机结构寿命预测[6]。……