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·本项目以 SD3/500 六轴工业机器人为研究对象，首先，从“几何 - 机理 - 规则 - 数据”多维 融合角度考虑，构建其高保真的数字孪生模型。然后开发出六轴工业机器人数字孪生管控系统，并 基于 Comsol 多物理场建模与仿真软件构建面向该工业机器人典型装置和机构（如伺服电机、轴承、 连杆机构等）的机电耦合模型，实现对该机器人的多物理场仿真和监控，开发出六轴工业机器人数 字孪生仿真系统。最后，基于数字孪生技术研究工业机器人故障诊断方法，对工业机器人运行状态 （尤其是故障状态）进行仿真，并开发故障诊断方法，实现对工业机器人的故障识别和判断，系

·基于数字孪生的机器人装配产线云边协同管控系统可以分为 3 层：云端、边缘端和设备端。 其中相邻层之间具备双向传输数据的功能。云端是指云计算服务器及其所提供的服务；边缘端是指 本地服务器及其所提供服务，可部署于车间、部门或工厂内，其普遍距离接近设备端。设备端在此 处特指机器人装配产线，整体架构体系如图 1 所示。作为云端在本地的延伸和补充，边缘端向下对 设备端传来的数据进行实时处理，再将必要的数据上传至云端，解决了设备端与云端直接通信的传 输实时性差和隐私安全等问题。同时，边缘层服务可以集成企业内部 ERP 和 MES 等系统和应用， 提供更加个性化的服务。边缘端的设备端接口接受来自机器人装配产线的传感器监测数据和指令执 行结果，调用设备端监控相关微服务，如数据清洗、数据持久化、数据分析等，同时通过设备端接 口将控制指令下达至设备端，完成产线的实时监控

·智能人机协作装配系统最终需要实现在人与机器人共处工作空间的条件下完成对高精密设备 的装配任务。考虑到装配效率以及装配精度的因素，整个系统需要达到装配过程高效性以及装配结 果精确性的要求。对于装配效率问题，装配任务本身可分为多个装配子任务，各个子装配任务之间 的装配顺序差异导致不同的装配时间。考虑装配精度问题，高精密设备的装配精度需要达到精确、 精准的要求，一旦某一个装配子任务没有满足装配公差要求，对后续的装配子任务会造成影响。整 个人机协作系统在提升效率与精度的同时利用数字孪生技术的虚实映射，进行仿真、预测，同时对 整个装配系统进行不断优化。