面向航天器在軌裝配的數字孿生技術

張玉良，張佳朋，王小丹，陳錫寶，劉檢華

（1.北京衛星制造廠，北京100094；2.北京理工大學，北京100081）

0 引言

隨著航天技術的飛速發展，空間飛行器的結構、組成日趨復雜，性能、技術水平不斷提高，在這種情況下，保證空間飛行器在復雜的空間環境中更加持久、穩定地在軌運行，成為目前空間技術領域亟待解決的重要問題。傳統的航天器研制體系是在地面完成航天器結構研制生產、總裝和測試，再通過運載火箭運送航天器進入預定軌道，最后由航天器進行軌道轉移、姿態調整。傳統研制體系下，航天器需要在地面安裝調試到位，確保 “在軌零故障”，發射前需要攜帶全生命周期所需燃料，而且缺乏對于空間碎片的主動防護能力。針對上述存在的問題，國內外均開展了利用在軌裝配技術在空間環境中對目標進行維護和操作的相關研究，通過在軌裝配技術可以很好地解決傳統航天器研制體系面臨的困難，確保空間系統長期穩定工作，目前已成為新的研究方向。為解決上述難題，航天器在軌裝配需要解決在軌維護、在軌加注和在軌防護3方面的功能需求：

1）實現在軌維修維護。目前由于缺乏在軌維修維護能力，當航天器發生機構展開失利、部組件失效等故障時，往往導致整個航天器失效。所以，“在軌零故障”是空間系統設計和研制的理想目標，并且在整個航天器研制生產流程中不懈貫徹嚴格的質量管理，但是受制于航天產品固有的系統復雜性、空間運行環境的苛刻性以及成本周期的限制性，以一定概率發生在軌故障很難避免。通過在軌裝配技術構建在軌維修維護能力，可以解決由于部組件故障導致航天器失效的問題，確保空間系統長期穩定工作。

2）實現在軌加注功能。目前低軌衛星壽命一般為3年～8年，高軌衛星為8年～15年。隨著空間電子技術水平的不斷提高和衛星平臺日趨成熟，衛星所攜帶燃料不足已經成為制約衛星壽命的主要因素。預計至2022年，約有203顆GEO衛星在軌需要燃料補給，包括150顆商業衛星和53顆軍事衛星。對衛星實現在軌燃料補給，以相對低的代價，快速使衛星的任務能力得以延續，使衛星的工作壽命得到大幅提高。

（3）實現空間防護功能。空間軌道資源極為寶貴，隨著人類空間活動日益頻繁，空間碎片急劇增加，滯留在重要軌道 （如GEO）上的廢棄衛星已成為正常在軌運行航天器的嚴重威脅。目前，毫米級以上的空間碎片數以億計，5cm～10cm的已編目空間碎片在軌總數接近17000個，僅GEO帶內（GEO±200km）廢棄衛星數量超過 330顆，約占GEO帶飛行器總數的44%。這些碎片已對正常在軌航天器構成嚴重威脅，對于上述非合作目標的捕獲，不僅可以實現廢棄航天器關鍵部件的重用，也可以大大提高航天器在軌運行安全。

綜上所述，利用在軌裝配技術在空間環境中對目標進行維護和操作，可以很好解決傳統航天器研制模式面臨的困難，但是實現在軌裝配的關鍵是解決空間無人環境中的在軌裝配過程的模擬和預測，確保在軌裝配任務可以順利實施。針對這些問題，各國研究機構進行了一系列地面、空間論證實驗和應用研究。首先是構建在軌產品的“孿生體／雙胞胎 （twins）”， 如美國國家航空航天局NASA的阿波羅項目［1］。在該項目中，NASA需要制造兩個完全一樣的空間飛行器，被留在地球上的飛行器被稱為孿生體 （twin），被用來反映 （或作鏡像）正在執行任務的空間飛行器的狀態／狀況。其次是模擬空間在軌環境，斯坦福大學利用氣浮軸承支撐起實驗樣機模擬微重力環境，馬里蘭大學為空間機器人Ranger研制的地面試驗系統為水浮式驗證系統，如圖1所示。隨著數字化技術的發展，孿生體不再局限于物理產品，開始向虛擬數字化方向發展。2012年，美國空軍研究實驗室提出了 “機體數字孿生體”的概念［2］：機體數字孿生體作為正在制造和維護的機體的超寫實模型，是可以用來對機體是否滿足任務條件進行模擬和判斷的，由許多子模型組成的集成模型。2017年，為實現制造車間物理世界與信息世界的交互融合，陶飛等［3］提出了數字孿生車間的實現模式，并明確了其系統組成、運行機制、特點和關鍵技術，為制造車間信息物理系統的實現提供了理論和方法參考。綜上所述，對于在軌裝配過程的驗證，研究成果主要集中在物理孿生體方面，數字孿生技術尚處于探索階段，針對航天器在軌裝配的數字孿生技術未見報道。

為了實現航天器在軌裝配全過程模擬、狀態監控以及裝配結果預測，本文在分析在軌裝配航天器結構組成及功能需求分析的基礎上，提出了構建航天器數字孿生體的方式來虛擬表達在軌操作過程和結果預測。首先重點分析了面向在軌裝配的數字孿生體技術路線，然后給出了構建航天器數字孿生體的體系結構，最后提出了航天器數字孿生體在全生命周期各階段實施途徑。

圖1 在軌裝配的地面驗證裝置Fig.1 Ground verification device for on-orbit assembly

1 在軌裝配航天器結構組成及功能需求分析

在軌裝配航天器是一種新概念的航天器，它既具備一般航天器必須的各種分系統，又有適合于執行在軌維修維護、在軌加注以及空間防護功能的特殊裝備。與一般航天器系統相比，在軌裝配航天器的顯著特點是載荷設備更多樣，功能更復雜，智能化水平更高，機動性更好。按照各分系統功能的不同，在軌裝配航天器的組成分為平臺和載荷兩部分，如圖2所示。

圖2 在軌裝配航天器結構組成Fig.2 Structure composition of on-orbit assembly spacecraft

平臺主要包括為載荷提供支持的保障分系統，為在軌擴展航天器提供能源、溫控和通信保障等。平臺主要由結構與機構、熱控、電源、姿態與軌道控制、推進、測控、數據管理、總體電路等分系統組成。

載荷包括用于執行在軌服務操作的各種設備，如可靈活操控的機械臂、遠程觀測設備、測距設備、服務對象所需的補給品和ORU等，可分為空間目標識別和探測分系統、對接機構分系統、機械臂及其控制分系統、補給品及其存儲管理分系統等。

1）空間目標識別和探測分系統用于在一定范圍內對服務對象進行搜索、捕獲、跟蹤、測量，為實現其他服務操作提供前提。其支撐技術預計后續開展。

2）對接機構分系統用于實現在軌擴展航天器與服務對象的連接和分離操作，大部分服務任務都需要用到對接機構來實現在軌擴展航天器與目標間的剛性或柔性連接。對接機構一般包括傳動緩沖、捕獲、連接密封、結構與附件以及控制等子系統，其支撐技術為本課題重點驗證部分。

3）機械臂／手及其控制系統用于完成復雜的在軌服務操作，如在軌裝配、在軌維修、在軌模塊更換等。在軌擴展航天器是機器人技術與航天器技術相結合的產物，機械臂／手的使用是在軌擴展航天器區別于其他航天器的明顯特征，其支撐技術預計后續開展。

4）補給品及其儲存管理分系統用于儲存和管理燃料和ORU等補給品，精確記錄補給品的用量、庫存量，配合其他系統完成在軌加注和在軌模塊更換任務。

2 面向在軌裝配的數字孿生體技術內涵

為了完成在軌裝配的過程模擬和結果預測，需要構建與物理產品等價的虛擬數字化表達，抽象表達真實裝置，并可以此為基礎進行真實條件或模擬條件下的測試。首先，需要構建在軌裝配航天器的數字孿生體。該數字孿生體概念模型如圖3所示，包括3個主要部分：1）物理空間的航天器實體；2）虛擬空間的虛擬航天器；3）物理空間和虛擬空間之間的數據和信息交互接口。

圖3 在軌裝配航天器的數字孿生體概念模型Fig.3 Conceptual model of digital twins in orbit assembly spacecraft

航天器數字孿生體是反應航天器制造過程和執行任務過程的超寫實模型，可以對航天器是否滿足在軌裝配任務條件進行模擬和判斷的，由許多子模型組成的集成模型。以航天器艙體數字孿生體為例，其組成元素如圖4所示。

圖4 航天器數字孿生體的組成元素Fig.4 Elements of the digital twin of a spacecraft

航天器艙體數字孿生體是艙體在整個產品生命周期的一致性模型和計算模型，它與制造和維護航天器所用的材料、制造規范及流程相關聯。它也是航天器數字孿生體的子模型，其中航天器數字孿生體是一個包含電源系統模型、熱控系統模型、控制系統模型、推進系統模型和其他子系統模型的集成模型。所以，在軌裝配航天器的數字孿生體應具有多種特性，主要包括：虛擬性、唯一性、多物理性、多尺度性、層次性、集成性、動態性、超寫實性、可計算性、概率性和多學科性。綜上所述，構建航天器數字孿生體的基本內涵主要包括以下幾方面：

1）要具備層次性和集成性，例如航天器數字孿生體、艙體數字孿生體、機構運動模型、結構模型、材料狀態演化模型等，有利于數字孿生體的逐步實施及最終實現。

2）要具備超寫實性，包括航天器幾何模型、多敏感信息融合與處理模型、運動機構及氣液傳輸物理模型、材料演化模型等。

3）數字孿生體要具備廣泛性，即包括整個產品全生命周期，并從設計階段延伸至后續的產品制造階段和產品服務階段。

4）數字孿生體要具備可計算性，可以通過仿真和分析來實時反映對應產品實體的真實狀態。

3 航天器數字孿生體的數據組成及構建途徑

目前，國內外對航天器數字孿生體的研究成果較少。本文從航天器研制到在軌服務的全生命周期，分析了航天器數字孿生體的數據組成、實現方式、作用及目標，提出了航天器數字孿生體的體系結構。

3.1 航天器數字孿生體的數據組成

航天器數字孿生體遠遠超出了數字樣機的范疇，除了表達幾何信息和功能信息外，還包含了航天器研制過程和在軌服務狀態的描述信息。同時，產品數字孿生體是一個過程模型和動態模型，會隨著航天器研制和服務過程數據的產生而不斷演化和增加。

考慮到數字孿生體數據的不斷演化和增加的特點，本文提出基于航天器全生命周期的階段進行數字孿生體組成數據的劃分，組成航天器數字孿生體的數據主要包括：設計數據、工藝過程數據、制造過程數據和在軌服務過程數據。

1）設計數據：包括航天器三維模型 （表達幾何形狀信息幾何數據），屬性數據（表達產品原材料、規范、分析數據、測試需求），三維標注數據 （表達產品尺寸與公差），包含航天器各部組件間裝配關系的設計BOM，以及設計文檔。

2）工藝設計數據：包括工藝過程模型 （毛坯模型、每道工序的工序模型），工序設計數據 （加工特征信息、制造資源信息、加工方法、工藝參數信息），質量控制數據（檢驗／測量要求信息、關鍵／重要工序質量控制要求信息），工藝仿真數據 （幾何仿真、物理仿真、焊接仿真、裝配過程仿真），工裝設計數據。

3）制造過程數據：包括制造BOM、檢測數據、技術狀態數據、生產進度數據、工裝數據、質量信息數據、生產環境數據、工藝裝備數據。

4）在軌服務數據：包括在軌操作動作數據、過程監控數據、健康預測數據、多敏感器采集和分析數據等。

3.2 航天器數字孿生體的構建方式

基于上述航天器數字孿生體的數據組成分析，本文針對航天器設計、制造和在軌服務3個階段分別提出了數字孿生體的實現方式。

（1）航天器設計階段

在航天器設計階段，為了構建產品數字孿生體，首先需要用一個集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息，基于模型的定義 （Model Based Definition，MBD）技術是解決這一難題的有效途徑。該技術以模型為核心實現產品研制全過程一致性、關聯性和共享，解決了工程數字化與管理信息化緊密關聯紐帶，使得產品的定義數據能夠驅動整個制造過程下游的各個環節。具體實現過程如下：

①有序規劃設計階段數字孿生體的體系結構。將上述設計數據中的所有信息進行分類管理和顯示，將信息按照各種需求分類，形成信息的各種描述形式，如設計描述、工藝描述、制造描述、檢驗描述、維護描述和協作描述等。提出將航天器數字孿生體分為構型層、艙段層、布局層和總裝層4層模型，并規定每層模型包含的數據內容和接口，既保證數據模型輕量化又保證數據利用效率。

②構建一個全三維標注的產品模型，包括三維模型的設計信息、技術要求、尺寸公差以及工藝信息的規范化表達。將設計要求、工藝技術要求、尺寸與公差、材料特性、檢驗要求等統一表達在三維設計模型中，依據三維標注的國家標準，建立三維標注模板，實現基于三維的規范化標注，標注效果如圖5所示。

圖5 全三維標注的產品模型示意Fig.5 Product model of all three dimensional annotation

③進行基于設計模型的可制造型評價。根據結構件加工精度要求，對三維設計模型進行工藝性審查，實現模型的可裝夾性、可加工性、可焊接性、可裝配性的全面評估，建立工藝能力約束集合，發現設計中的缺陷，并及時反饋和更改，實現設計數據與可制造性工藝數據的快速交互，縮短設計制造過程的迭代周期。

（2）航天器制造階段

在航天器制造階段，航天器數字孿生體的演化和完善是通過與產品實體的不斷交互開展的。因此，如何實現航天器制造過程數據的實時準確采集、有效信息提取與可靠傳輸是實現數字孿生體的前提條件。隨著物聯網、工業互聯網技術的不斷發展和完善，為信息獲取提供了技術保障。在制造階段，構建數字化孿生體的方式如下：

①構建面向數字孿生體的制造工藝體系。首先將以 3PR （Product-Process-Plant-Resource）數據構架的產品、工藝、工廠、制造資源整合成一個統一的LDA（Lifecycle Data Architecture）數據模型，形成企業單一的數據源，保證數據的唯一性和準確性；再以結構化及3D可視化的工藝形式進行工藝規劃和3D工裝設計，對于工藝／工序／工步數據、工裝設備等生產資源數據、工廠／生產線／裝配區等生產布局數據，通過集成PDM、MES、ERP來實現物空間和虛擬空間下的數據協同。

②編制三維結構化工藝。基于產品BOM分解的每個零件節點均可分解為若干工藝，工藝可分解為若干工序，工序可分解若干工步。各級節點掛接工藝內容、所需要的工裝、工具、檢驗標準、工藝過程模型等相關信息，形成工藝的結構化數據描述。對于三維結構化工藝的各項數據，均真實地反應實體產品的演化過程和最終狀態，該演化過程同時在數字孿生體上體現。以三維工藝中的工序過程模型為例，數字孿生體除了要體現零件從毛坯到產品過程的幾何信息變化外，還需體現切削力、切削溫度、切屑變化對產品的影響信息，如圖6所示。

圖6 工序過程模型和物理仿真示意Fig.6 Process model and physical simulation

③實時采集實體空間的動態數據。針對制造資源 （生產人員、儀器設備、工裝工具、物料、AGV小車、托盤），結合產品生產現場的特點與需求，利用條碼他術、RFID、傳感器等物聯網技術，進行制造資源信息標識，對制造過程感知信息采集點進行設計，在生產車間構建一個制造物聯網絡，實現對制造資源的實時感知，并將數據進行標準化封裝，形成統一的數據服務，供其他環節調用。

④不斷優化數字孿生體狀態。通過制造工藝體系中的數據接口，將動態數據傳輸至統一數據源，并分發給相應數字化系統，實現航天器數字孿生體的生成和不斷更新。

（3）航天器在軌服務階段

航天器在軌服務階段，需要完成在軌維修維護、在軌加注和空間防護任務，并且是在高度無人環境下進行，因此需要對航天器的狀態進行實時跟蹤和監控，包括航天器的空間姿態、空間環境、質量狀況、使用狀況、技術和功能狀態等，并根據航天器實際狀態、實時數據、使用和維護記錄數據對航天器的健康狀況、壽命、功能和性能進行預測與分析，并對執行任務情況進行提前預警。

①多敏感器參數獲取。在物理空間，在軌裝配航天器需要采用物聯網、傳感技術、移動互聯技術，通過多種敏感器獲取與在軌裝配任務相關的實測數據，包括測距儀信息、多目相機的目標識別信息、外部環境感知信息、力／位精細感知信息、氣液傳輸信息等。將上述信息獲取后，通過天地通信設備，將獲取到的航天器全部信息傳遞至地面服務器，供數字孿生體進行相關數據提取。

②信息融合與評估。上述物理空間獲取的信息，需要映射到虛擬空間的航天器數字孿生體中。在虛擬空間，采用模型可視化技術實現對物理產品使用過程的實時監控，并結合歷史使用數據、歷史維護數據等，采用動態Bayes、機器學習等數據挖掘方法和優化算法實現對產品模型、結構分析模型、熱力學模型、產品故障和壽命預測與分析模型的持續優化［4］，進而通過數字孿生體完成航天在軌裝配任務驗證和結果預測，并用以制定物理空間中航天器的控制策略。

③持續優化與改進。需要指出的是，航天器數字孿生體是物理產品在虛擬空間的超現實模型，始終存在擬實化程度的問題。所以要針對數字孿生體與物理空間產品之間的偏差不斷進行修正，只有通過數據的不斷積累，才能持續提高數字孿生體的擬實化程度。對于已發生的偏差，采用追溯技術、仿真技術實現問題的快速定位、原因分析、解決方案的生成，并修正數字孿生體模型，以及其與物理產品之間的映射關系，既能保證數字孿生技術的不斷推進，又能為后續任務執行提供數據支撐。

3.3 航天器數字孿生體的作用

通過上述方法，完成航天器數字孿生體構建后，可以帶來諸多好處。首先，可以對航天器在物理空間中的形成過程完成模擬、監控、診斷、預測和控制；其次，可以推進航天器生命周期內各階段的高效協同；最后，還可以進一步完善數字化的航天器全生命周期檔案，為全過程質量追溯和產品研發的持續改進奠定數據基礎［5-6］。

（1）模擬、預測、監控、診斷和控制航天器研制和服務過程

模擬在軌任務執行：通過構建航天器數字孿生體，可以在執行在軌裝配任務前，使用數字孿生體在搭建的虛擬仿真環境中模擬執行任務過程，盡可能掌握航天器在軌服務的狀態、行為、任務成功概率，以及在設計階段未考慮到的問題。同時，可以通過改變虛擬環境的參數設計，模擬航天器在不同環境下的運行情況；通過改變在軌任務策略，模擬不同操作方式下對任務成功率、航天器壽命產生的影響。通過模擬為在軌任務內容確定、在軌任務策略制定以及面對異常情況的決策提供依據，并從實際使用端優化航天器設計。

監控和診斷航天器制造和在軌服務過程：由航天器數字孿生體創建過程可知，在航天器制造以及在軌服務過程中，制造數據和在軌服務數據會實時地反映到數字孿生體中，數字孿生體可以動態實時地監控航天器研制過程和在軌服務過程，并將過程數據以數字化形式存儲下來。所以，不論航天器在研制過程中或者在軌服務過程中發生故障，均可以通過數字孿生體中的監控數據和歷史數據進行故障診斷和定位。

預測和評估：在航天體制造階段，通常會遇到各種非理想狀態，如焊接變形導致輪廓度超差、應力釋放導致平面度超差等，這時需要技術人員對非理想狀態進行分析，并評估其對后續研制的影響。而通過構建航天器數字孿生體，可在虛擬空間中對非理想狀態進行集成的模擬、仿真和驗證，依托制造環節實時映射到數字孿生體中的檢驗和測量數據、關鍵技術狀態參數等數據，實時預測和評估對后續研制任務的影響，并用以指導對非理想狀態的決策。在航天器在軌服務階段，通過航天器上的多敏感器，獲取實時數據，包括負載、溫度、應力、結構損傷程度以及外部環境，并將實測數據關聯映射至航天器數字孿生體。基于已有的產品檔案數據、基于物理屬性的產品仿真和分析模型，實時準確地預測航天器實體的健康狀況、剩余壽命、故障信息以及在軌任務的成功率等。

（2）推進航天器全生命周期各階段的高效協同

與目前的三維數字化制造模式不同，通過構建航天器數字孿生體，可以在其全生命周期各階段，將產品開發、產品制造、產品服務等各個環節數據在產品數字孿生體中進行關聯映射。在此基礎上，以產品數字孿生體為單一產品數據源，實現航天器各階段的高效協同。同時，基于航天器數字孿生體技術，可實現對產品設計數據、產品制造數據和產品服務數據等產品全生命周期數據的可視化統一管理，并為產品全生命周期各階段所涉及的各類人員（包括工程設計和分析人員、生產管理人員、操作人員、在軌服務指揮人員）提供統一的數據和模型接口服務。

另外，Grieves［7］也指出，數字孿生體的出現，使得企業能夠在產品實物制造以前就在虛擬空間中模擬和仿真產品的開發、制造和使用過程，避免或減少了產品開發過程中存在的物理樣機試制和測試過程，能夠降低企業進行產品創新的成本、時間及風險，解決了企業開發新產品通常會面臨的成本、時間和風險3大問題，極大地驅動了企業進行產品創新的動力。

（3）實現航天器研發的持續改進和全過程質量可追溯

航天器數字孿生體是航天器全生命周期的數據中心，記錄了航天器從概念設計直至報廢的所有模型和數據，是物理產品在全生命周期的數字化檔案，反映了產品在全生命周期各階段的形成過程、狀態和行為。航天器數字孿生體實時記錄了航天器從出生到消亡的全過程，并且在航天器的各階段都能夠調用該階段以前所有的模型和數據，在任何時刻、任何地點和任何階段都是狀態可視、行為可控、質量可追溯的。比如在航天器在軌服務階段，當發生異常情況，之前地面驗證試驗未進行相關環境測試時，航天器數字孿生體在設計和制造階段的所有數據和模型記錄集合，能夠在新環境下提供準確的模型和數據來源，并預測結果，為異常突發情況提供決策基礎。

4 結論

在軌裝配是當前空間技術的一個新的方向，它提供了一種新的航天器研制模式，擁有這項技術可對空間的故障飛行器實現在軌修理，而不是重新發射予以替代。通過維護和對載荷升級，可有效延長空間飛行器的使用壽命，增強其系統能力。此外，在軌服務技術也能夠實現空間防護，大幅提高航天器在軌穩定性。目前，各國研究機構均投入了大量的技術力量進行相關技術研究，而在軌裝配的地面驗證技術則是影響在軌任務成敗的最關鍵環節。

目前，航天器數字孿生體的構建和應用還處于初級階段，仍需解決多項問題。同時，數字孿生體主要在設計階段應用，在產品服務階段的應用較少。因此，通過梳理面向在軌裝配的航天器數字孿生體的數據組成，研究各階段航天器數字孿生體的構建方式，不斷優化數字孿生體和物理產品之間的映射關系，不僅為在軌裝配任務的驗證技術提供了一種新的技術手段，而且會因為大量數據的積累，不斷推進在軌裝配任務的技術水平，提高完成任務復雜程度。

［1］Rosen R， von Wichert G， Lo G， et al.About the importance of autonomy and digital twins for the future of manufacturing［J］.IFAC-PapersOnline，2015，48（3）：567-572.

［2］Tuegel E J.The airframe digital twin： some challenges to realization［C］.AIAA／ASME／ASCE／AHS／ASC Structures， Structural Dynamics and Materials Conference， 2012.

［3］陶飛，張萌，程江峰，等.數字孿生車間——一種未來車間運行新模式［J］.計算機集成制造系統，2017，23 （1）： 1-9.TAO Fei， ZHANG Meng， CHENG Jiang-feng， et.al.Digital twin workshop：a new paradigm for future workshop［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems， 2017，23 （1）： 1-9.

［4］范玉青.基于模型定義技術及其實施［J］.航空制造技術， 2012， 402 （6）： 42-47.FAN Yu-qing.Model based definition technology and its practices［J］.Aeronautical Manufacturing Technology，2012， 402 （6）： 42-47.

［5］周濟.智能制造—— “中國制造2025”的主攻方向［J］. 中國機械工程， 2015， 26 （17）： 2273-2284.ZHOU Ji.Intelligent manufacturing——main direction of“made in China 2025” ［J］.China Mechanical Engineering， 2015， 26 （17）： 2273-2284.

［6］劉檢華，孫連勝，張旭，等.三維數字化設計制造技術內涵及關鍵問題［J］.計算機集成制造系統，2014，20 （3）： 494-504.LIU Jian-hua， SUN Lian-sheng， ZHANG Xu， et.al.Connotation and key problem of three-dimensional digital design and manufacturing technology［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems， 2014， 20 （3）： 494-504.

［7］Grieves M W.Product lifecycle management： the new paradigm for enterprises［J］.International Journal Product Development， 2005， 2 （1／2）： 71-84.

［8］莊存波，劉檢華，熊輝，等.產品數字孿生體的內涵、體系結構及其發展趨勢［J］.計算機集成制造系統， 2017， 23 （4）： 753-768.ZHUANG Cun-bo， LIU Jian-hua， XIONG Hui， et.al.Connotation，architecture and trends of product digital twin［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2017， 23 （4）： 753-768.