文献类型：期刊文章

作　　者：陶飞[1,2] 张辰源[2] 刘蔚然[2] 张贺[2] 马昕[2] 高鹏飞[2] 张建康[2]

TAO Fei;ZHANG Chenyuan;LIU Weiran;ZHANG He;MA Xin;GAO Pengfei;ZHANG Jiankang(Digital Twin Research Center,International Research Institute for Multidisciplinary Science,Beihang University,Beijing 100191;School of Automation Science and Electrical Engineering,Beihang University,Beijing 100191)

机构地区：[1]北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心,北京100191 [2]北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191

出　　处：《机械工程学报》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52120105008,52275471)。

年　　份：2023

卷　　号：59

期　　号：13

起止页码：193-215

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：依赖物理手段规划、研究、设计、制造、试验和使用产品或系统,通常存在研制周期长、运营成本高、响应不及时、智能程度低、体系优化难等问题,数字工程为解决上述问题提供了新的思路和途径。通过总结近20多年数智化实践和分析未来发展趋势,从物理空间出发,提出基于“信息空间”提速增效、基于“数字空间”仿真分析、基于“数实空间”虚实交互、基于“数智空间”智能决策、基于“数智生态”体系优化的数字工程演进历程和五等级成熟度模型。在数字工程范畴下,定义了“数力”和“智力”,以及由“控全局、破孤岛、聚能力、跨时空、强智能、深协同”组成的数字工程“能力”,进而提出通过开发“数力”,运用“智力”,进而提升体系化解决问题和满足需求“能力”的数字工程新理解与系统思考。分析了NewIT时代下数字工程的六大需求与挑战。设计提出以“智能中枢”为核心,以“物理线程、模型线程、数据线程、服务线程”四线程为主线的数字工程体系架构,并阐述支撑数字工程的八类关键技术。最后结合团队科研实践,基于所提架构和技术,面向海陆空天复杂产品与装备研制,以及城市、医疗、能源等复杂系统工程重大需求,对核电厂数字工程、航空发动机数字工程、卫星互联网数字工程、海洋系统及海洋装备数字工程、风洞数字工程、未来战场数字工程、城市数字工程、高档数控机床数字工程、能源数字工程、车辆数字工程等重大领域进行应用探索。期望相关工作为复杂产品或系统全生命周期科学组织、智能管控和体系优化,以及为数字中国建设与数字经济发展提供参考。

关 键 词：数字工程  数字孪生  系统工程  人工智能 数力  智力 能力  复杂产品  复杂系统 全生命周期

分 类 号：I253]