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Digital twin modeling method based on biomimicry for machining aerospace components

机械加工 航空航天 工程类 过程(计算) 组分(热力学) 数字化制造 机械工程 制造工程 构造(python库) 工程制图 计算机科学 航空航天工程 物理 热力学 程序设计语言 操作系统
作者
Shimin Liu,Jinsong Bao,Yuqian Lu,Jie Li,Shanyu Lu,Xuemin Sun
出处
期刊:Journal of Manufacturing Systems [Elsevier BV]
卷期号:58: 180-195 被引量:235
标识
DOI:10.1016/j.jmsy.2020.04.014
摘要

Abstract High-performance aerospace component manufacturing requires stringent in-process geometrical and performance-based quality control. Real-time observation, understanding and control of machining processes are integral to optimizing the machining strategies of aerospace component manufacturing. Digital Twin can be used to model, monitor and control the machining process by fusing multi-dimensional in-context machining process data, such as changes in geometry, material properties and machining parameters. However, there is a lack of systematic and efficient Digital Twin modeling method that can adaptively develop high-fidelity multi-scale and multi-dimensional Digital Twins of machining processes. Aiming at addressing this challenge, we proposed a Digital Twin modeling method based on biomimicry principles that can adaptively construct a multi-physics digital twin of the machining process. With this approach, we developed multiple Digital Twin sub-models, e.g., geometry model, behavior model and process model. These Digital Twin sub-models can interact with each other and compose an integrated true representation of the physical machining process. To demonstrate the effectiveness of the proposed biomimicry-based Digital Twin modeling method, we tested the method in monitoring and controlling the machining process of an air rudder.
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