数字孪生车间信息物理融合理论与技术

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ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｐａｃｅ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆＤｉｇｉｔａｌＴｗｉｎＳｈｏｐ — ｆｌｏｏｒ（ＤＴＳ）ｈａｄｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄｒｅｃｅｎｔｌｙｗｈｉｃｈａｔｔｒａｃｔｅｄｈｉｇｈａｔ —
ＤＯＩ：１０．１３１９６／ｊ．ｃｉｍｓ．２０１７．０８．００１
数字孪生车间信息物理融合理论与技术
陶飞，程颖。，程江峰，张萌，徐文君。，戚庆林
１００１９１；９９９０７７；（１．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京２．香港理工大学工业与系统工程系，香港
ＴＡＯＦｅｉ，ＣＨＥＮＧＹｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＪｉａｎｇｎｇ，ＺＨＡＮＧＭｅｎｇ，Ｘ【厂Ｗｅｎｊ “ ｎ。，ＱｆＱｉｎｇｌｉｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ；
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｗａｙｔＯｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｈｙｓｉｃａｌｗｏｒｌｄａｎｄｉｎ—
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＨｏｎｇＫｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
第２３卷 Байду номын сангаас ８期
２０１７年８月
计算机集成制造系统
ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ
Ｖ０１．２３ＮＯ．８
Ａｕｇ．２０１７
ｔｅｎｔｉｏｎｓｏｆｂｏｔｈａｃａｄｅｍｉｃｓａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒａｃｔｉｔｉｏｎｅｒｓｉｎｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｕｔｈｏｒｓ ’ｐｒｅｖｉｏｕｓｗｏｒｋｏｎＤＴＳ ’ Ｓｃｏｎｃｅｐｔ，ｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｒｃｈｉ —
中图分类号：ＴＰ３０１．６文献标识码：Ａ
Ｔｈｅｏｒｉｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｃｙｂｅｒ－ｐｈｙｓｉｃａｌｆｕｓｉｏｎｉｎｄｉｇｉｔａｌｔｗｉｎｓｈｏｐ — ｆｌｏｏｒ
３．武汉理工大学信息工程学院，湖北
武汉
４３００７０）
摘
要：数字孪生车间作为实现制造物理世界和信息世界智能互联与交互融合的一种潜在的有效途径，近期
被国内外相关领域学术界和企业界高度关注。基于前期对数字孪生车间的概念、系统组成、运行机制、特点和关键技术等研究，设计了数字孪生车间的参考系统架构，并从数字孪生车间４个主要系统组成（物理车间、虚拟车间、车间孪生数据、车间服务系统）的角度出发，分别对物理车间异构要素融合、虚拟车间多维模型融合、车间物理～信息
ＨｏｎｇＫｏｎｇ９９９０７７，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）
数据融合、车间服务／应用融合等关键问题进行了研究分析。从物理融合、模型融合、数据融合和服务融合４个维度，系统地探讨了实现数字孪生车间信息物理融合的基础理论与关键技术，为企业实践数字孪生车间提供了参考。关键词：数字孪生车间；信息物理融合；物理融合；模型融合；数据融合；服务融合