随着高新技术的发展,各国都在大力推动智慧生产,制造业不断向智能方向转型。智能制造生产线投入运作之前,通常需要对智能生产线进行现场调试。现场调试通常存在调试成本高、调试周期长、现场调试风险大等问题。针对上述问题,本文提出一种面向数字孪生的智能虚拟生产线的设计和控制方法,首先使用数字孪生技术在网络虚拟空间内搭建映射物理空间的智能虚拟生产线,然后使用虚拟调试技术对智能虚拟生产线进行调试及调度优化。主要研究内容如下:（1）在五维建模的基础上提出六维建模方法,六维建模主要包括几何、信息、运动、控制、通信以及物理六个维度。在Solid Works中对智能设备进行几何建模,并通过Python脚本为孪生模型开发相应的驱动程序。该建模框架为智能制造数字孪生设备提供了更为全面的模型。（2）针对智能虚拟生产线设计基于Codesys的虚拟调试系统,实现对智能虚拟生产线的调试以及监控。该虚拟调试系统集成人机交互模块、通信集成模块、监控模块、PLC程序编辑模块。由虚拟调试系统对智能虚拟生产线模型下发命令,从而实现对智能虚拟生产线加工过程的控制,智能虚拟生产线上反馈的信号对生产线进行监测。（3）智能虚拟生产线通常由各种繁杂的底层装置所构成,不同协议的信号传递也直接影响着对不同层级之间的数据通信,给生产线信息管理带来困难。本文采用基于OPC Unified Architecture（OPC UA）的通讯框架,实现智能虚拟生产线的信息共享、统一管理,对不同的智能设备进行OPC UA信息化建模,构建数据交换通道,为服务提供基础。（4）在仿真软件中模拟智能制造生产线场景,虚拟调试系统获取各个组件的信号对智能虚拟生产线进行控制。结合设计的虚拟调试系统,在Visual Engineering and Education（VE~2）创建零件生产加工,通过PLC梯形图编程、机器人编程以及数控G代码协同控制模拟软件中智能生产加工系统,检验虚拟调试的有效性。完成调试后,对智能虚拟生产线进行Pet网建模,使用A-Star算法对模型进行求解,实现对智能虚拟生产线的优化。实验结果表明,本文给出的面向数字孪生的智能虚拟生产线设计、搭建和控制方法能够实现智能虚拟生产线的快速设计、搭建以及控制,并进行改进和优化,减少了现场的调试风险,缩短调试时间,同时为智能生产线的方案设计与调试,提供有效的解决方案。