面向“中國制造2025”的家具數字孿生車間構建與關鍵技術展望

■歐陽周洲，吳義強,2,3，陶 濤,2,3，戴向東，黃艷麗，陳星艷,2,3，王 迅，郝紹平，詹秀麗

(1.中南林業科技大學，湖南長沙 410004；2.農林生物質綠色加工技術國家地方聯合工程研究中心，湖南長沙 410004；3.木竹資源高效利用省部共建協同創新中心，湖南長沙 410004）

制造業是立國之本、興國之路、強國之基[1]。隨著信息技術不斷賦能傳統制造業，家具制造也步入了“智能時代”。在新一輪科技革命、產業變革與我國加快高質量發展的歷史性交匯點上，面對“雙碳”戰略的新要求，智能制造已經成為了我國家具制造業進一步釋放動能的重要抓手。

智能制造是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱[2]。智能制造的基礎是借助計算機的算力對復雜生產活動進行組織，信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）提供了一種融合物理與虛擬空間的體系架構，是智能制造的核心要素[3]，數字孿生（Digital Twin，DT）是實踐CPS的關鍵使能技術[4]。智能制造涵蓋了數字化、網絡化、智能化三種基本范式[5]，數字孿生技術能夠有力推動三種基本范式的發展進程，助力制造業高質量發展[6]。

1 數字孿生技術概述

■圖1 數字孿生的五維模型

數字孿生概念可以追溯到2003年Michael Grieves博士在密歇根大學產品生命周期管理（PLM）課程提出的“鏡像空間模型”（Mirrored Spaces Model）以及后續在《產品生命周期管理：推動下一代精益思維》（Product Lifecycle Management: Driving the Next Generation of Lean Thinking）一書中定義的“信息鏡像模型”（Information Mirroring Model）[7]；2010年，NASA在航天領域提出了“數字孿生體”的概念[8]；……