航空航天、海洋舰船、轨道交通等领域的重大装备制造在服务于国家重大需求、引领国民经济发展与保障国防安全中占据举足轻重的作用。传统人工加工一致性差、效率低，专机加工工作空间受限、柔性不足，车间加工协同性弱、智能化程度低，难以满足多尺寸、多品种、小批量的柔性制造需求。数字孪生技术作为新兴智能制造技术，能在大型复杂场景中不断拓展，监控和优化各类作业的执行能力，为集群机器人协同制造系统的构建部署、虚拟调试、智能感知、通信协作、规划调度和协同控制等方面提供技术集成方案和工具链支撑，实现制造过程的高效协同和智能决策，克服传统制造模式中的不足，有效提升制造系统的效率，保障制造过程安全性。

本报告首先介绍了工业数字孪生系统发展的时代背景与现实意义，并对数字孪生系统的定义、特点、内涵等进行分析；然后对工业数字孪生系统的国内外最新发展现状进行了概述；接着详细介绍了数字孪生系统的关键技术及其在航空航天、海洋舰船、轨道交通等典型工业制造场景上的应用；最后，对数字孪生技术的未来发展趋势进行展望。

王耀南，中国工程院院士，机器人技术与智能控制专家，湖南大学教授，机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心主任。任中国科协委员、中国图象图形学学会理事长、中国自动化学会会士、中国计算机学会会士、中国人工智能学会会士、全国智能机器人创新联盟副理事长、国家自然科学基金委员会专家咨询委员、中国自动化学会常务理事、中国人工智能学会监事、教育部科技委人工智能与区块链技术委员会委员等。曾任国家863计划智能机器人领域专家、欧盟第五框架国际合作重大项目首席科学家。

长期从事机器人感知与控制技术教学科研工作，成果获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖4项、何梁何利基金科学与技术进步奖、国际IEEE机器人与自动化领域“工业应用最高奖”，省部级一等奖12项。发表国际IEEE等SCI论文200余篇，出版机器人感知与智能控制等著作15部，获国家发明专利90余项，培养博士80余名。荣获国家百千万工程人才、德国杰出洪堡学者、全国高等学校优秀教师、全国五一劳动奖章、全国先进工作者、全国创新争先奖、全国教材建设先进个人等荣誉称号。