航空工业南京机电副总经理陈丽君:机电系统数字孪生发展探讨

在2021（第五届）民用飞机机电系统国际论坛上，航空工业南京机电副总经理、总工程师陈丽君作了以《机电系统数字孪生发展探讨》为题的主旨报告，他从概述，数字孪生的定义，航空机电系统数字孪生应用分析，数字孪生的发展愿景四个方面阐明了机电系统数字孪生技术的发展趋势及未来展望。

航空机电涵盖了很多专业领域，比如液压、燃油、空气管理等等。此外，它在飞机上扮演着二次能源的角色，涉及到二次能源的产生和转化，从而保障了飞机的正常运行，就像家庭中的水电气一样，如果中断了就会影响生活。因此，机电系统具有极其重要的意义，其附加价值不可忽视，且其所涉及的产业链极为深远。

在传统行业如何应对新时代或技术大发展的时候，需要引领性的、原创性的科技攻关。数字孪生是一种针对复杂系统的技术，南京机电之所以在这个领域有所涉足，一是因为拥有多个专业领域的专业人才，二是机电系统越来越综合化、集成化、复杂化。此外，南京机电也从设计、制造、运营到维护形成了一个完整的产业链。

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数字孪生是一个备受工业界关注的领域。工业界强调数字孪生要将带有三维数字模型的信息拓展到整个生命周期数字景象技术，最终实现虚拟与物理世界的同步和一致，具有更广泛的应用范围。在标准化方面，数字孪生被定义为一个过程，即将现实事物数字化表达，并通过适当的频率同步物理世界。

数字孪生的特征是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助历史数据、实时数据以及算法模型模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期性能和行为。

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航空机电系统数字孪生主要有以下应用场景：

• 数字化设计验证，实现机电产品敏捷开发。其途径包括高保真建模、数字化验证、虚实协同审查三个环节。

• 数字化制造装配，实现机电产品高效协同生产交付。其途径有模型控制化、工艺交互化、检测视觉化三个环节。

• 数字化运行维护，实现机电产品视情维修。其途径有运行状态实时监测、故障快速诊断、剩余寿命预测三个环节。

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数字孪生有以下发展愿景：

• 自我进化完善的数字孪生模型。通过产品实际传感数据映射数字孪生模型，数字孪生模型随真实运行数据反馈而不断自我进化，实现数字孪生体和实际产品体的虚实双向映射。

• 机电产品健康管理数字孪生。通过同批次型号产品实时健康监测以及单个型号产品实时健康监测，提升视情维修能力，提高运行维护效率。

• 生产制造数字孪生。通过虚实融合、以虚控实，实现生产制造过程的实时感知、动态分析、自主决策和精准执行。

• 生产运营动态管控数字孪生。通过云边端协同策略以及企业级生产运营管控中心的配合，实现产业链云边端高效协同生产运营动态管控，构建“工厂大脑”。
  

论坛由中国航空学会、航空工业机载液压、燃油与环控系统事业部、航空机电系统综合航空科技重点实验室共同主办。论坛将聚焦探讨机电系统在电源、液压、环控、以及防护救生、机轮刹车等系统装置的技术创新、绿色发展与应用需求，旨在搭建一个国际化、专业化、具有前瞻性的学术交流平台。届时，论坛将汇集产业链内设计研发、试验测验、模拟仿真、先进材料、精密加工、电子元件等需求方和供应单位，与会人数预计超过300人。

2023（第六届）民用飞机机电系统国际论坛将于10月19日至20日在江苏南京召开。

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