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面向复杂产品装配质量的数字孪生模型评价方法
| 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 |
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