17、数字孪生技术在复杂电子设备中的应用与实践

数字孪生技术在复杂电子设备中的应用与实践

1. 数字孪生技术的应用案例

数字孪生技术在多个领域展现出了巨大的应用价值。例如，空客公司在 A350XWB 飞机的研发中引入了基于数字孪生的智能解决方案，借助工业互联网和大数据技术，利用 RFID 关联待组装部件与对应的 3D CAD 模型，通过数字孪生模型预测潜在问题，提高了装配效率。中国商飞为 C919 构建了全球协同开发平台，所有开发成员可在平台上进行原型评审、工艺检查和维护分析。同时，中国商飞还提出了基于数字孪生的低压涡轮单元装配方法，显著提升了可见性、可访问性、可操作性和可预测性。

2. 数字孪生在复杂电子设备各阶段的应用

2.1 产品设计

产品设计可分为结构设计和工艺规划。在结构设计中，基于数字孪生的设计充分利用真实产品的性能、测试和运行数据，构建虚拟与真实产品之间的双向传输通道，减少实际产品与设计期望之间的差距。具体步骤如下：
1. 高精度/超逼真结构建模 ：基于 3D 模型的产品结构包含准确的几何信息和物理属性，通过人工智能和机器学习等方法，结合类似产品的历史数据优化现有模型，使虚拟模型更接近物理产品。
2. 分阶段设计 ：复杂设备结构设计基于数字孪生可分为需求分析、方案论证、详细设计和仿真验证四个阶段。每个阶段由数字孪生数据驱动具体任务，并通过设计反馈优化数据，实现虚拟与真实产品的数据融合和迭代。
3. 模型简化 ：由于复杂电子设备模型数据量过大，需简化模型，保留产品工艺设计和仿真所需的几何信息，去除不必要和冗余的信息。同时，可使用先进的仿真平台和软