论文题名: | 面向复杂产品装配质量的数字孪生模型评价方法 |
关键词: | 船用汽轮机;数字孪生模型;复杂产品;装配质量;模糊综合评价 |
摘要: | 为了满足和实现安全生产、高质量、高效率、柔性、快速响应等目标,数字孪生技术在复杂产品制造领域得到快速发展。数字孪生模型能够通过虚拟模型对物理实体的映射进行监控、评估、诊断、预测、优化,能够解决制造过程中数据信息和物理信息难以融合的难题。 目前,业界尚缺在复杂产品领域数字孪生模型完整系统的标准框架体系,尤其在模型的评价上,而数字孪生模型评价是实现数字孪生模型的自构建、自适应与自循环的基础。本文以船用汽轮机这一典型复杂产品为例,以装配业务为对象,系统描述其数字孪生模型,构建数字孪生模型评价方法。 首先,收集和分析船用汽轮机装配质量相关过程,找出其装配难重点,明确关键质量控制点,理清业务流程,探讨数字孪生模型在复杂产品装配阶段的应用场景,建立基于数字孪生模型的装配质量管控工作流程。 其次,基于“几何-机理-数据”数字孪生建模方法,结合CIM-OSA体系架构,针对船用汽轮机装配质量关键环节,描述复杂产品数字孪生几何模型,利用多视图统一模型方法描述机理模型与模型的演化过程,阐述复杂产品数字孪生数据模型的关键要素。 再次,构建模型评价方法。基于波特价值链理论,构建装配业务价值链,整体分析业务价值;针对保真度性质,评价几何模型保真度、机理模型及时性和数据模型质量;基于国家标准,评价模型的驱动软件质量。应用模糊综合评价等方法,构建多层级复杂产品数字孪生模型评价方法,以船用汽轮机装配质量的数字孪生模型为例,验证该评价方法的客观性。 最后,开发一套复杂产品数字孪生模型评价系统,管理船用汽轮机数字孪生模型,获取和确定各指标的权重,对数字孪生模型数据库中的数据及外部数据进行数据处理,实现对复杂产品数字孪生模型的指标提取与评价,满足复杂产品数字孪生模型自构建的需求。 通过对数字孪生模型评价体系研究,可以支持数字孪生体的自构建、自适应与自循环,实现物理空间与数字空间的数据自感知与精准同步,保障复杂产品装配的数字孪生模型的高保真、高置信度、完整性、一致性。数字孪生模型评价体系的建立将推动数字孪生技术的应用从点到面,充分融合各项支撑技术,实现制造业的全面升级和转型。 |
作者: | 刘洛宁 |
专业: | 机械电子工程 |
导师: | 吕民 |
授予学位: | 硕士 |
授予学位单位: | 哈尔滨工业大学 |
学位年度: | 2021 |