舰船动力系统数字孪生技术体系研究

周少伟，吴炜，张涛，张侨禹

1 中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064

2 海军研究院，北京 100161

0 引 言

近年来，数字孪生技术得到了广泛关注，已被列为十大战略科技发展趋势之一，也被美国洛克希德•马丁公司列为未来国防和航天工业6 大顶尖技术之首。除了在工业领域应用外，数字孪生技术还被国内外军工行业列入发展重点且已有应用案例[1-4]。例如，美国国家航天航空局（NASA）将数字孪生技术应用到了飞机、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)利用数字孪生技术开展了基于数字孪生的飞机结构寿命预测[6]，美国通用公司采用数字孪生技术开展预测维修性服务，采集飞行过程中的飞行数据、环境和其他数据，建立了分析模型，经仿真可完整透视实际飞行过程中的发动机运行，判断磨损情况并预测维修的合理时机，实现故障预测和监控。此外， 美国通用电气公司与ANSYS 公司携手合作，打造基于模型的数字孪生技术，为不同领域提供数字孪生解决方案；海军宙斯盾作战系统项目办公室积极推动虚拟宙斯盾系统的研发，海军信息战系统司令部目前已完成首个数字孪生模型的搭建，将安装到“林肯”号航母上，以提高航母的信息战能力。

数字孪生技术可以反映实体装备的全寿期过程，具有虚实融合与实时交互、迭代运行与优化以及全要素、全流程、全业务数据驱动等特点。国内一些行业对其开展了相关探索及应用研……