大型舱段在航空航天领域应用广泛，是航空航天装备的核心组成部分，其装配质量直接关系到装备性能与任务安全。以大口径固体火箭发动机为例，其喷管与燃烧室的对接装配过程中，因配合特征不可见，为保证装配精度，需要人工反复试装校准，使得装配效率与精度难题提升，亟需高效精准的解决方案。

近日，中国科学院沈阳自动化研究所在大口径舱段高精度智能装配领域研究方面取得进展，科研团队创新提出数字孪生驱动的虚实协同装配方法，构建了从三维扫描、多相机在线跟踪到虚拟感知与物理执行的全闭环智能装配体系，为固体火箭发动机等重型航天装备的智能化装配提供了新的技术路径。

科研团队提出了带特征标记的数字孪生建模方法，将复杂不可视的止口特征转化为可视觉追踪的目标特征，可实现配合特征的在线测量与虚拟感知。同时优化了基于多特征点的位姿求解策略，有效提升视觉位姿求解精度，关键位姿测量精度优于0.05mm，为精密装配过程的作业质量与作业效率提供可靠保障。

系统通过虚拟传感器实现对接间隙在线监测与碰撞预警，完成装配前仿真验证、装配中动态纠偏、全过程风险预判。实验验证表明，该方法实现一次对接成功率≥95%，可减少反复试装，进而提升装配效率与安全性。

相关研究成果以Digital twin-based high-precision assembly method for large-diameter cabin section docking为题，发表于国际制造领域权威期刊Journal of Manufacturing Systems。沈阳自动化所刘明洋副研究员为第一作者，徐志刚研究员为通讯作者。科研团队相关研究成果曾荣获2024中国智能制造十大科技进展。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目支持。（智能产线与系统研究室）

DOI：10.1016/j.jmsy.2026.02.019

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0278612526000488