2023年9月24-27日，全国大学生机械创新设计大赛数字孪生技术研讨会在深圳市产教融合促进会成功举办，本次研讨会由全国大学生机械创新设计大赛组委会主办，全国大学生机械创新设计大赛成果推进办公室、深圳市产教融合促进会协办。来自全国近30所高校机械学院领导、专业负责人及骨干教师50余人参加了研讨会。
举办全国大学生机械创新设计大赛的目的在于引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练。全国大学生机械创新设计大赛的举办，为高校大学生的技术水平提供了一个展示的平台，有利于高校、企业针对人才培养制定精准化方案。同时，有利于推动各方相互学习和借鉴，推动行业创新发展。
数字孪生技术是一种使能技术，从装备制造业看，数字孪生是加工技术、信息技术、大数据、云计算、人工智能交叉、融合发展的必然产物，是智能制造的赋能技术。本次研讨会通过讲座+研讨+实验演示的形式进行，便于参会人员掌握数字孪生技术的关键内容。
研讨会开幕式上，全国大学生机械创新设计大赛秘书长王晶教授首先致辞，对20年来举办的10届全国大学生机械创新设计大赛进行简要总结，指出在全国高校大力开展创新创业的大背景下，全国大学生机械创新设计大赛以“实物参赛、机电结合、系统训练、创新应用、科技创业”为突出特色；提出本次研讨会的目标是“以赛促教，以赛促研，以赛促改”注重培养大学生的数字创新意识和创造能力，以适应我国新一代科技革命和产业变革；本次会议将研讨在大赛作品设计中推广数字孪生技术的条件、难点和解决办法，以便学生更好理解和运用数字孪生技术。
此次会议的内容主要包括六个方面。第一，数字孪生技术概述，针对数字孪生起源、定义、价值视角、架构进行研讨。第二，产品设计孪生，研讨关于利用MBD技术构建空间模型、虚拟装配、虚拟调试。第三，产品数字孪生，关于采用内聚原则构建行为模型、虚拟调试。第四，设备数字孪生，物理实体与虚拟体的连接与集成；数据模型构建、评估及部署；数据可视化程序设计。第五，设备数字孪生，关于数据采集、数据传输、数据存储、数据分析；类比、洞见及行动。第六，数字孪生技术发展与应用展望。最后，将针对数字孪生技术如何引入机械创新设计大赛进行专题研讨。
深圳市产教融合促进会高君秘书长以“装备制造业数字孪生工程教育的探索与实践”为题进行汇报。高君秘书长指出深圳市产教融合促进会在开设数字孪生技术微专业课程方面有得天独厚的优势，50多家高校专家和多家龙头企业成为专家库入库会员，教学资源丰富，教学知识专业权威。高君秘书长提出，数字孪生技术偏重于工程运用，以前教学多以文本格式来呈现，数据信息传递复杂，课程和知识之间没有系统连接。现阶段，我们搭建基于模型的系统工程，采用线上线下相结合的方式，通过视频的形式来呈现，在视频模型中进行数据和信息标注，信息数据的交流更加快捷，系统直观。我们不是研究如何教，而是学生如何学。即将出版的教材由多家高校工程教育专家共同编制而成，将研究成果通过教材展现给学生，教材中已经体现详细操作步骤。同时，通过搭建MBD等模型，让学生借助视频模型更好理解和学习数字孪生技术的知识，借助二维码收录在教材之中，从而实现高效运用。数字孪生技术微专业教给学生一种思维方法，现有的技术我们如何来运用。目前，数字孪生技术教学中，设备、工艺不宜复杂。不宜生产型数字孪生，这是不现实的。产品数字孪生和设备数字孪生，适合学生学习。在研讨环节，高君秘书长回答问题时指出，学生学习是一个采集过程，我们搭建七个模块，虚控实，用模型算法来进行类比，形成知识组织架构。
北京理工大学王爱民教授就数字孪生技术发展与应用展望进行授课。王爱民教授指出数字孪生技术是强调闭环于实时性的CPS（智能制造理念），突出虚实融合下的数据处理、仿真分析、虚拟验证及运行优化。针对数字孪生应用误区，王爱民教授进一步指出，目前，更多的是实向虚的映射，而虚向实的反馈干预较少，并介绍了应用数字孪生技术对加工工艺进行优化的实例。针对航空发动机的数字孪生技术应用方面，王爱民教授谈到，任何一个实际的发动机背后都有一台发动机数字模型，可以对正在空中运行的航空发动机进行实时监控，一旦出现安全隐患，可以通过对数字孪生模型的分析来预测风险等级，及时进行维修维护。王爱民教授的讲座内容得到与会老师们的一致认同。
深圳市产教融合促进会研究员丁玉辉工程师从MBD模型构建、虚拟装配、MBD技术数据包的发布、基于MBD特征加工技术、数字样机设计和虚拟调试六个方面进行介绍。面对数据困境，开发出故障模拟系统，制造出故障，构建出环境，让学生摸得着，看得见，从而弥补样本信息不足的技术缺陷。学生形成系统知识结构，形成基于模型的系统思维，通过简单的情境让学生形成知识迁移。丁工程师还提到学生在学习过程中可以通过基于模型搭建的系统模式，软件在环和硬件在环，进行虚拟调试，这是采用虚拟模型和仿真软件实施的闭环调试模式，使得学生更加真实体验技术系统运行过程，节省研发费用。
深圳市产教融合促进会金增辉技术总监主要介绍了行为模型搭建，虚拟模型与物理实体采用的行为和逻辑一致，随着时间节点和研发流程的推进，修复错误的代价呈指数级增长。行为模型提高效率，节省研发费用。通过视觉系统形成可描述数据，传递给机器。促进会提供了完整代码，这套视觉系统对学生友好，简单易操作。机械专业编程课程较少，这个课程很好弥补。现有的通信软件很复杂繁琐，学生可以自定义绘制模型样式。在两位工程师报告后，现场开展了热烈的讨论，高君秘书长和两位工程师为到会老师一一解答了相关疑问。
研讨会上各高校专家就“数字孪生技术如何引入机械创新设计大赛”进行专题研讨。长春理工大学李学光教授发言，对深圳市产教融合促进会提供这样一个平台表示感谢。并提出学生制造作品时，要反复修改和加工，成本很高，产品成本和重复工作浪费资源。数字孪生技术的应用会提高工艺的可行性和完整性。四川大学陈海军老师发言中提到，学生参赛会有成本问题，同学的创造力和想法不能实践。通过数字孪生技术，学生的想法可以通过数字化呈现。
长春理工大学 李学光教授
四川大学 陈海军
全国大学生机械创新设计大赛秘书长王晶教授对研讨会内容进行总结，提出通过竞赛锻炼机械类大学生创新能力和综合素质是一种很好的方法，但我们不能固步自封，在大赛作品设计中引入智能技术、数字技术、5G通信技术等很重要，大赛要与时俱进、不断创新。
2023年全国大学生机械创新设计大赛数字孪生技术研讨会圆满结束。本次研讨会的举办使更多的参赛高校和老师了解了数字孪生技术，有力地促进了数字孪生技术在高校中的推广应用，对数字孪生技术引入机械创新设计大赛的方式提出了很好的建议。
