面向人-机-环境共融的数字孪生协同技术

摘要：

数字孪生正在制造系统中发挥重要作用,然而在面向人机协助完成的复杂制造场景中,人-机-环境及其构成的数字孪生系统呈现出任务异构复杂、环境动态多变及其交互实时等特点.目前欠缺人-机-环境共融的数字孪生协同过程中智能方法相关研究,尤其是数字孪生模型在协同中的迁移和强化,以满足制造系统的鲁棒性和自适应能力.提出面向人-机-环境共融的数字孪生协同技术,从环境和任务两个核心来展开数字孪生协同的人机共融科学问题.首先给出协作装配环境的数字孪生体系,以虚拟装配的形式为人-机-任务交互提供理解;建立相应的空间模型与协同模型,为共融的孪生协同提供理论支持;最后,以最典型的人机共融制造场景(装配任务)为案例,在决策层基于迁移学习算法为机器人提供装配操作指引,同时通过强化学习算法优化机器人的具体执行动作.在不同型号产品的人机协同装配任务中,均可以生成相应的人机协作装配规划方案,证明了所提方法的可行性.

关键词：人机协作、环境理解、数字孪生、迁移学习、强化学习

所属期刊栏目：58

分类号：TH16;TH18;TP242

资助基金：国家重点研发计划2019YFB1706300

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：103-115