前言

复杂产品是指客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复杂的一类产品，如航天器、导弹、飞机、武器装备等。复杂产品的装配属于产品研发、生产工作的后端，是保证复杂产品质量可靠性和交付任务的最重要环节之一。因此，如何实现复杂产品装配车间智能管控，从而提高装配质量和效率，具有重要的工程意义。

作为电子行业具有代表性的复杂产品之一，高精密一体化阵列天线（以下简称“阵列天线”）是国家重点型号预警探测系统的关键组成部分，其作用相当于人的眼睛。阵列天线组件多、结构复杂、质量一致性要求高，传统的以经验参数为主的“盲插、盲装、盲调”装调方式，无法对复杂装配过程机电强耦合影响因素进行动态科学控制，导致阵列天线需要多次的反复装调后才能合格。

作为智能制造的使能技术之一，数字孪生技术为实现信息物理系统（Cyber-Physical Systems, CPS）的虚实融合提供了一条清晰的思路、方法和实施路径。数字孪生技术最主要的特点是能够充分利用与物理空间并行的虚拟空间，从而拓展人类认识、探索和控制生产要素与生产流程的空间。通过引入数字孪生、机理建模等技术，形成基于数字孪生的智能装配车间，实现可视、可测、可控的阵列天线等复杂产品动态装调，满足新一代重点型号研发和国家重大工程的战略要求。

本书以阵列天线等复杂产品离散装配车间为主要研究对象，针对质量控制和效率提升难题，探讨并提出基于数字孪生的复杂产品智能装配车间质量预测、控制理论与方法，构建基于数字孪生的复杂产品智能装配车间质量管控体系，详细阐述多维度多尺度智能装配车间数字孪生高保真模型构建、实时数据驱动的数字孪生智能装配车间运行状态同步建模、阵列天线装配高置信仿真、阵列天线装配性能高精准预测、阵列天线装配过程精准控制与执行等关键技术，通过建立虚实融合的复杂产品智能装配车间，达到大幅提升复杂产品装配质量和效率的目的，从而为复杂产品智能装配车间的质量预测与控制提供一个可行的解决方案，而且有望实现从传统事后的车间运行分析与决策模式向事前、事中的智能车间“同步映射+在线预测+精准调控”模式的转变。

本书的章节安排如下：

第1章对数字孪生的概念、发展历程、关键特性、应用流程等进行了概述，并对基于数字孪生的复杂产品智能装配车间质量管控体系进行了阐述；第2章主要论述了多维度多尺度智能装配车间数字孪生高保真模型构建；第3章详细阐述了实时数据驱动的数字孪生智能装配车间运行状态同步建模；第4章以阵列天线为应用对象，详细阐述了基于数字孪生的阵列天线装配高置信仿真；第5章详细阐述了阵列天线装配性能高精准预测；第6章详细阐述了阵列天线装配过程的精准控制与执行；第7章通过具体的应用案例对所提方法的有效性进行了验证和说明。

本书第1章至第3章由庄存波、杜小东和张雷负责编写，第4章由马竹樵、肖慧、徐立和郭学鹏负责编写，第5章由柳林燕、童一飞和郭学鹏负责编写，第6章由王长瑞和王月负责编写，第7章由王月和史建成负责编写，全书由庄存波和张雷负责统稿。