基于数字孪生的机械加工工艺在智能制造中的应用研究

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（华中科技大学机械科学与工程学院，湖北 武汉 430000）

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从人类研究计算机到进入大数据时代已经有七十多年的历史了，其中以网络为核心的数字化技术理念提高了人们在信息处理等方面的能力，转变了传统制造技术在机械期间只能运用非实时数据和以往累积经验进行制作与生产，而数据采集与分析工作也只能在结束工作后才能有序进行。数字化技术的提出让人们在制造生产期间就可以利用计算机掌握状态信息，并可以结合现有实时数据和传统控制算法实施管控，以此有效提升了制造业发展的效率。

1 数字孪生的概念

从本质上讲，这一名词是对英文“digital twin”的直接翻译，另外也有被译为“数字映射”、“数字镜像”等名称，虽然从内涵上讲都属于“digital twin”，但“数字孪生”一直是最常见的翻译形式。结合实践案例分析可知，这一概念是指明确物理空间中所谓的“实体”，利用数字化技术在虚拟空间中构建一个它的虚拟模型，并结合数据模拟它在现实环境中的行为变化，以此在充分了解物理实体的基础上进行分析与优化，最终可以利用虚实交互反馈、数据融合分析等先进技术理念，为人类的生产制造活动带来全新的时空维度。在上述概念中，与物理“实体”相对应的就是数据模拟构建的“虚体”。虽然从表面来看，上述概念简单清晰明了，但其中蕴含的现实意义及表达的内涵却需要人们在未来深入探讨[1]。

现如今，基于数字孪生人类提出了以下内容：第一，虚拟空间与意识空间都是以物质空间为依据建设优化的，前者并不像后两者那样可以直接简单的再现；……