数字孪生 增材制造

数字孪生系统架构、标准与云-边集成

该组文献侧重于数字孪生系统的顶层设计、行业标准(如ISO 23247)、系统集成框架以及在工业4.0/5.0背景下的云-边协同、软件定义网络(SDN)和容器化部署技术。

物理驱动与数据驱动的多尺度建模及性能预测

这些研究关注如何建立高忠实度的数字孪生模型,涵盖了有限元分析(FEA)、多尺度均质化、降阶模型(ROM)以及利用深度学习(如LSTM、FNO、神经网络常微分方程)预测热场、残余应力和材料属性。

多传感器融合的原位监控与智能缺陷检测

该组文献探讨利用视觉、声学、红外等传感器获取实时数据,并结合计算机视觉(如YOLO、CNN)和异常检测算法(如GDN)实现打印过程中的缺陷识别、质量溯源与故障诊断。

自适应闭环控制、动态补偿与工艺优化

这些研究利用模型预测控制(MPC)、深度强化学习(DRL)和PID算法,通过数字孪生反馈实现工艺参数(如进给率、层特定参数)的实时优化与制造误差的动态补偿。

网络安全、环境可持续性与混合制造应用

这一组文献关注数字孪生在增材制造边缘领域的应用,包括防御网络攻击(GAN-Sec)、监测有害气体排放、优化能效、以及在混合制造和现场制造物流中的应用。

可视化交互、元宇宙与人机协作

该组文献集中于数字孪生的人机交互界面,包括增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、元宇宙平台以及多用户协同检查技术,旨在提升数据的直观性与远程协作效率。

数字孪生 增材制造

最终分组结果展示了数字孪生在增材制造领域的全生命周期覆盖。研究从最初的系统架构设计与标准制定,演进到基于物理与数据驱动的深度融合建模,实现了对复杂工艺过程的高精度预测。在执行层面,通过多传感器融合实现了原位监控与缺陷诊断,并进一步结合强化学习等先进算法实现了闭环自适应控制。此外,研究视野已扩展至网络安全、能效优化等可持续发展维度,并利用AR/VR和元宇宙技术重塑了人机交互模式。整体趋势呈现出从单一的虚拟映射向具备自主决策、跨域迁移和沉浸式协作能力的智能制造系统跨越。

86 篇文献,6 个研究方向
数字孪生系统架构、标准与云-边集成
该组文献侧重于数字孪生系统的顶层设计、行业标准(如ISO 23247)、系统集成框架以及在工业4.0/5.0背景下的云-边协同、软件定义网络(SDN)和容器化部署技术。相关文献: Essam Shehab et. al, 2024 等 12 篇文献
物理驱动与数据驱动的多尺度建模及性能预测
这些研究关注如何建立高忠实度的数字孪生模型,涵盖了有限元分析(FEA)、多尺度均质化、降阶模型(ROM)以及利用深度学习(如LSTM、FNO、神经网络常微分方程)预测热场、残余应力和材料属性。相关文献: Pablo Castelló-Pedrero et. al, 2024 等 17 篇文献
多传感器融合的原位监控与智能缺陷检测
该组文献探讨利用视觉、声学、红外等传感器获取实时数据,并结合计算机视觉(如YOLO、CNN)和异常检测算法(如GDN)实现打印过程中的缺陷识别、质量溯源与故障诊断。相关文献: Md Shihab Shakur et. al, 2021 等 19 篇文献
自适应闭环控制、动态补偿与工艺优化
这些研究利用模型预测控制(MPC)、深度强化学习(DRL)和PID算法,通过数字孪生反馈实现工艺参数(如进给率、层特定参数)的实时优化与制造误差的动态补偿。相关文献: Petro Pavlenko et. al, 2025 等 16 篇文献
网络安全、环境可持续性与混合制造应用
这一组文献关注数字孪生在增材制造边缘领域的应用,包括防御网络攻击(GAN-Sec)、监测有害气体排放、优化能效、以及在混合制造和现场制造物流中的应用。相关文献: Konstantin Poka et. al, 2025 等 12 篇文献
可视化交互、元宇宙与人机协作
该组文献集中于数字孪生的人机交互界面,包括增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、元宇宙平台以及多用户协同检查技术,旨在提升数据的直观性与远程协作效率。相关文献: Vishant Kumar et. al, 2025 等 10 篇文献