智能制造与数字孪生技术：面向可持续制造方向发展-天津大学

报告围绕智能制造与数字孪生技术展开，探讨了当代智能制造的发展阶段、企业应对策略、核心技术，以及数字孪生技术在智能机床、生产规划中的应用和平台支撑技术，并介绍了相关人才培养的实际工程案例和教学案例。

1. 新一代智能制造模式下的思考

发展阶段：智能制造是融合新一代信息通信与先进制造技术的新型生产方式，具有自感知等功能。其发展历经工业1.0到工业4.0，数字化是基础、网络化是关键、智能化是趋势，当前关键在于使能技术在生产各环节的赋能 。

企业发展：企业需把握智能制造本质，选择核心技术并落实，面向未来趋势发展。好的智能制造系统应满足客户个性定制需求，实现“人 - 制造 - 环境”整体质量最优的可持续制造 。

核心技术：未来智能制造新业态的核心技术包括装备智能化、生产智能化和服务智能化，数字孪生技术是外脑功能系统复现的关键 。

2. 智能制造与数字孪生技术

数字孪生概念：数字孪生是在虚拟空间创建物理对象高保真虚拟模型，模拟其在现实世界的行为并反馈，涉及硬件和软件关键技术，反映双向动态映射过程 。

智能机床：智能机床能自动感知、决策、监测和维护加工过程。从手动机床到数控机床，再融入新一代人工智能技术，实现脑力替代与增强 。

智能生产规划：数字孪生在智能生产规划中，通过建立包括多种模型的数字孪生模型，实现多源异构信息实时交互、全要素仿真、全生命周期忠实映射和给定目标下的分析决策。以智能制造系统快速可重构设计为例，借助数字孪生模型库和仿真平台，实现可适应工艺规划、设备选型、布局构建和生产调度优化 。

平台支撑技术：数字孪生平台具备自定义个性化模型库、支持标准CAD模型导入、多种控制和示教功能、可视化仿真以及多种形式交互等特点，为智能制造系统的规划、仿真和快速响应设计提供支持 。

3. 新一代智能制造高端人才培

实际工程案例：某工厂自动化孵化车间改造以及TSNC - MTD系列车削智能上下料系统是实际工程中的应用实例 。

教学案例设计：车铣双工位环形智能制造单元教学案例展示了从制造需求出发，进行可适应工艺规划、设备选型、布局优化、仿真调试等流程，体现了智能制造系统快速定制规划过程 。

多模块融合学习：数字孪生模块化智能制造系统通过智能制造信息管理与执行系统，实现对生产信息、仓储设备、机床和机器人状态的监测与管理，支持柔性可重构智能制造生产线，有助于培养学生多模块融合学习能力 。

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