随着科技不断发展,工业4.0、“互联网+”制造等概念被相继提出,智能制造成为各个国家制造业关注的热点,将传统制造业进行数字化、信息化改革成已为大势所趋。然而,目前装配生产线在生产过程中的信息数据与实体物理之间的信息交互仍存在不足。本文基于数字孪生理论,针对目前装配生产线在生产计划、生产状态监控和生产线在产品生产排产等方面存在的突出问题,建立了智能装配生产线CPS,基于数字孪生技术,本文设计了可对装配生产线进行生产监控、自主排产、生产工艺数据可靠交互的制造系统,从而更好地实现了物理车间和虚拟车间之间的信息的互联互通。本文的主要研究内容如下:首先,利用3D绘图软件对一典型装配生产线进行三维构型,针对原生模型数据量过大的问题,提出了三角面片处理法对模型进行轻量化处理,实现了在不影响原模型功能的前提下可对模型更流畅地分析及计算。针对装配生产线智能化程度不高、生产数据采集措施不完善的问题,建立了生产信息模型,设计了满足生产线功能需求和产品工艺流的MES接口系统,实现了对生产现场的调度及产品工艺数据的采集和把控,达到了物理车间和虚拟车间的信息交互的目的。其次,针对生产线产品生产的柔性化程度较低的问题,根据各部件不同的加工作业场景和产品的加工工艺在生产过程中的传递机理,提出了基于禁忌搜索算法的多优先级机加工车间生产排产算法和基于有限资源的批量柔性装配算法来对产品生产进行计划排产,实现车间计划排产多约束目标问题的最优化求解。最后,测试了基于数字孪生的智能装配生产线CPS系统,结果证明该系统在实现物理车间与虚拟车间的信息交互、产品订单的计划排产、生产可视化、产品工艺数据统计与分析方面均有较好效果,达到了预期目标。