随着“中国制造2025”战略的提出和“工业4.0”理念的普及,新一代信息技术不断发展,互联网、大数据、云计算不断得到实际应用,制造业与信息技术的结合也越来越紧密,在此背景下,数字孪生(Digital Twins,DT)应运而生。本文选取船用柴油机活塞为研究对象,针对活塞目前加工质量管控存在的滞后性问题,提出了一种基于DT的船用柴油机活塞加工质量管控方法。首先分析船用柴油机活塞加工质量的影响因素,确定活塞加工质量数据检测方法;然后提出活塞加工过程实时检测数据(Real-time Detection Data,RDD)获取及管理方法;最后提出基于孪生数据的质量比对算法,实现船用柴油机活塞加工质量实时预测,满足加工质量管控的需求。具体研究内容如下:(1)分析船用柴油机活塞加工工艺,确定活塞裙是关键质量特征,并确定活塞裙加工质量的影响因素,提出活塞裙加工质量影响因素检测方法。(2)研究船用柴油机活塞加工过程数据的获取和管理方法,创建RDD获取框架,实现活塞加工过程RDD获取与管理,结合活塞工艺设计数据构成数字孪生数据。(3)研究船用柴油机活塞加工质量预测和管控方法,构建活塞RDD与加工质量数据映射关系,利用基于孪生数据的质量比对算法,实现活塞加工质量实时预测,基于预测结果对加工质量进行管控。(4)创建基于DT的船用柴油机活塞加工质量管控框架,开发活塞加工质量预测系统,对活塞加工质量进行管控。基于上述研究,以Visual Studio2012为开发平台,开发船用柴油机活塞加工质量预测系统,验证了本文所提方法的有效性。