面向微组装单元的数字孪生同步方法及系统实现

黄佳圣，施佳宏，易 扬，许红祥，闫月晖,刘金锋，刘晓军+

(1.东南大学 机械工程学院，江苏 南京 211189；2.中国船舶重工集团公司 第724研究所，江苏 南京 211189；3.北京航天长征飞行器研究所，北京 100076；4.江苏科技大学 机械工程学院，江苏 镇江 212003)

0 引言

作为电子先进制造技术的重要组成部分，微组装技术已广泛应用于船舶、卫星、雷达等领域[1]。随着科技的发展，新一代军用电子装备逐渐趋于小型化、轻量化、多样化[2]，对微组装产品的生产质量和生产速度提出了更高的要求。目前微组装生产线单元多采用人工和半自动或自动化工艺设备相结合的方式进行生产，该方式一方面难以全面采集实时生产数据，且对采集到的数据也不能有效利用，无法在线监控产品的组装质量和组装过程；另一方面，难以实现自动化工艺设备的信息化控制，使得自动化工艺设备不能被合理配置和高效利用，严重影响了生产速度。微组装生产线单元正面临着向数字化、信息化、智能化转型的问题，近年来快速发展的数字孪生(digital twin)技术为其提供了新思路。

数字孪生的概念最早由美国密歇根大学教授Michael Grieves于2003年在其所教授的产品全生命周期课程中提出，并于2011年正式命名为数字孪生，2017年将其定义为：从微观原子级到宏观几何级全面描述潜在生产或实际制造产品的虚拟信息结构[3-5]。数字孪生技术最先应用于航空航天领域[6]，随着GE、西门子等公司的推广，近年来该技术在工业制造领域迅速发展[7]。Cai等[8]提出一种基于数据和信息融合技术的数字孪生虚拟机床建模方法，用于提高物理机床的可靠性和网络物理制造能力；……