數(shù)字孿生,與其它新興技術(shù)諸如物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘和機器學習一樣,為當今制造模式向智能制造的轉(zhuǎn)變提供了巨大的潛力。通過對智能制造研究成果量化分析、梳理和總結(jié),可以發(fā)現(xiàn)數(shù)字孿生作為突破性的應用技術(shù)框架,將會成為實現(xiàn)信息物理系統(tǒng)乃至智能制造的必要方法,值得深入和全面地展開研究。現(xiàn)代制造業(yè)為了提升在效率、智能化和可持續(xù)性方面的管理水平,需要將工廠全生命周期各個階段的數(shù)據(jù)與物理系統(tǒng)融合,體現(xiàn)在規(guī)劃、生產(chǎn)控制和流程再造等各個階段�，F(xiàn)代工廠面臨著快速變化的市場節(jié)奏,所以需要敏捷有效的規(guī)劃方法;現(xiàn)代工廠的生產(chǎn)控制面對復雜環(huán)境和高實時性的要求,因此需要智能的生產(chǎn)控制優(yōu)化手段;現(xiàn)代工廠面對全球化和新技術(shù)帶來的機遇和挑戰(zhàn),需要靈活實用的精益制造和優(yōu)化方法。新型的數(shù)字孿生信息技術(shù)方法有望幫助工廠更好地應對全生命周期的新問題和挑戰(zhàn)。本文提出了面向工廠全生命周期構(gòu)建數(shù)字孿生的方法框架,提出方法框架的構(gòu)成核心即數(shù)字孿生實踐環(huán)（Digital Twin Practice Loop,DTPL）,并說明了 DTPL的組成要素和作用。在數(shù)字孿生方法框架的基礎(chǔ)上,展開研究了面向制造型企業(yè)不同階段的數(shù)字孿生工廠理論與應用方法,包括... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２論文總體規(guī)劃和研宂技術(shù)路線??Ｆｉｇ．?１．２?Ｏｖｅｒａｌｌ?Ｐｌａｎｎｉｎｇ?ｏｆＦａｐｅｒ?ａｎｄ?Ｔｅｃｈｎｉｃ?Ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ??１．４章節(jié)安排??

?面向智能制造的數(shù)字孿生工廠構(gòu)建方法與應用???１２００????????????????????誦?，墜數(shù)；一??１５０?ｚ核心期刊文獻數(shù)量?????：Ｊ??智能制造總體?流程工ｉｉ類智能釗１?離散工ｉｌ類智能釗造??擻裾樣本１．１｝?擻據(jù)樣本２．１）?激指樣本３．１！??圖２．１三個被研究的數(shù)據(jù)樣本的文獻數(shù)量和分類統(tǒng)計情況??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?３?Ｄａｔａ?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｔｏ?ｂｅ?Ｓｔｕｄｉｅｄ??２）可視化分類研究結(jié)論??對數(shù)據(jù)樣本集的１０４６篇文獻進行關(guān)鍵詞統(tǒng)計分析，從中提取到５０８個關(guān)鍵詞。根??據(jù)Ｄｏｎｏｈｕｅ通過齊普夫定律推導的高低詞頻臨界值模型（齊普夫第二定律）計算詞頻臨??界值＠１，計算得到智能制造卨頻關(guān)鍵詞的臨界值，并統(tǒng)計高頻詞共計２４個如表２．１。??表２．１智能制造研宄的高頻詞??Ｔａｂ．?２．１?Ｈｉｇｈ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｗｏｒｄｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｏｆ?ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ??＂序號?詞頻?關(guān)鍵詞?序號?詞頻?關(guān)鍵詞?＾??￣?５１９?智能制造?１３?３７?數(shù)控機床??２?８１?中華人民共和國?１４?３６?智能工廠??３?６１?制造業(yè)?１５?３４?轉(zhuǎn)型升級??４?５８?人工智能?１６?３３?中國制造??５?５３?機器人?１７?３２?物聯(lián)網(wǎng)??６?５１?工業(yè)４．０?１８?２９?工業(yè)機器人??７?４７?智能制造裝備?１９?２８?產(chǎn)業(yè)??

?大連理工大學博士學位論文???階段推進到了實現(xiàn)智能制造的２．０階段，如圖２．４所示。數(shù)字工廠的２．０版本，就是智能??化的數(shù)字孿生工廠。??知識??信總?／ｉｗｙ?＾ｖａ??ｇ仿獅［人數(shù)據(jù)??雛??數(shù)字工ｒ?１．〇：通過＂丨視化仿ｗ?數(shù)字工廠２．〇：逝過人數(shù)據(jù)的應??技木增強規(guī)劃能力?用實現(xiàn)智能制造??圖２．４數(shù)字工廠實踐環(huán)１．０到２．０??Ｆｉｇ．?２．４?Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｆａｃｔｏｒｙ?Ｐｒａｃｔｉｃｅ?Ｌｏｏｐ?１．０?ｔｏ?２．０??２．２．２面向制造的數(shù)字孿生實踐環(huán)??數(shù)字孿生工廠是伴隨著工廠的全生命周期的，并在工廠規(guī)劃、設(shè)汁、建設(shè)、控制、??升級、再造的過程屮，一直伴隨著實體的工廠不斷豐富、改進和演變。針對制造、丨卩．工廠??全生命周期的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)字孿生工廠的具體應用可以體現(xiàn)在以卜個階段，如圖??２．５所示。??１）從工廠的規(guī)劃階段開始，數(shù)字孿生鏡像就像工廠的靈魂一樣已經(jīng)存在，迎過虛擬??仿真技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將過去可供參考的歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)驗與知識應用于工廠規(guī)劃，幫??助企業(yè)管理層進行快速決策１１８９１。??２）在工廠設(shè)計階段，數(shù)字孿生鏡像作為未來實體工廠的預定義鏡像，為設(shè)計單位和??業(yè)主單位之間提供有效的溝通方式和決策依據(jù)，確保設(shè)計的安全性和合理性。??－３３－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)字孿生與信息物理系統(tǒng)——比較與聯(lián)系[J]. 陶飛,戚慶林,王力翚,A.Y.C.Nee.  Engineering. 2019(04)
[2]流程工業(yè)數(shù)字工廠建設(shè)的標準化——以石油化工行業(yè)為例[J]. 盧陽光,蔣子聰,齊緒強.  中外能源. 2019(07)
[3]數(shù)字孿生視角的數(shù)字工廠建設(shè)[J]. 盧陽光,馬逢伯,漆書桂.  信息技術(shù)與標準化. 2019(06)
[4]智能制造、數(shù)字孿生與戰(zhàn)略場景建模[J]. 肖靜華,謝康,遲嘉昱.  北京交通大學學報(社會科學版). 2019(02)
[5]數(shù)字孿生應用及安全發(fā)展綜述[J]. 李欣,劉秀,萬欣欣.  系統(tǒng)仿真學報. 2019(03)
[6]中國智能制造研究現(xiàn)狀的可視化分類綜述——基于CNKI（2005-2018）的科學計量分析[J]. 盧陽光,閔慶飛,劉鋒.  工業(yè)工程與管理. 2019(04)
[7]數(shù)字孿生五維模型及十大領(lǐng)域應用[J]. 陶飛,劉蔚然,張萌,胡天亮,戚慶林,張賀,隋芳媛,王田,徐慧,黃祖廣,馬昕,張連超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱愷真,張新生,孟凡軍,金小輝,劉中兵,何立榮,程輝,周二專,李洋,呂倩,羅椅民.  計算機集成制造系統(tǒng). 2019(01)
[8]國外數(shù)字孿生進展與實踐[J]. 陳騫.  上海信息化. 2019(01)
[9]數(shù)字孿生技術(shù)綜述與展望[J]. 劉大同,郭凱,王本寬,彭宇.  儀器儀表學報. 2018(11)
[10]新一代信息技術(shù)驅(qū)動的制造服務管理:研究現(xiàn)狀與展望[J]. 程穎,戚慶林,陶飛.  中國機械工程. 2018(18)



本文編號：3643277