目前,我国的大型装备制造业不仅要在第四轮工业革命的浪潮下齐头并进,而且要直面两个一百年时期提出的一系列新要求和新挑战。在这一时代背景之下,船舶、大型空气动力学实验装置、航空航天等各个领域对于高精密大型复杂装备的需求逐渐上升。发展大型装备制造业,能够极大的促进我国综合国力的提高,而要在实际装配过程中满足高质量装配需求,则成为了目前亟需解决的问题。为了解决上述问题,本文对大型复杂装配过程的数字孪生建模与交互方法进行了相关研究。首先,概述了装配建模方法和数字化装配技术发展历程,指出了当前针对大型复杂装配的建模与交互方法的不足之处,引出了在大型复杂装配领域运用数字孪生技术的优势所在。其次,基于数字孪生理论提出了针对大型复杂装配过程的数字孪生模型结构组成,并进行了针对大型复杂装配过程的建模与交互总体方案设计。再次,开展了大型复杂装配过程的数字孪生对象模型建模与评估方法研究。建模过程包括对实际装配工厂进行数据采集和选择具体建模方法。在完成建模的基础上,针对装配对象模型的实际精度需求,提出了点精度与线精度划分的几何精度评估方法,并多平面复杂特征部件开展了快速精度评估方法研究。然后,开展了大型复杂装配过程的数字孪生工艺模型的仿真与交互方法研究。建模过程包括装配序列仿真规划和全物理属性环境装配过程仿真。针对装配工艺模型,研究其运动过程的装配应力评估方法,并针对其中复杂装配过程,提出了基于有限元和神经网络技术的装配过程应力预测方法。通过基于虚拟现实的人-机交互方法,最终实现了以3D可视化输出方式指导实际装配过程。最后,以某一大型机械装备的各个主要部段为例,展示了针对以上研究内容的案例实施过程,充分验证了本文所给方法的可行性。通过对大型复杂装配过程开展数字孪生建模与交互方法研究,可以实现物理空间与数字空间的双向互动,对实际装配过程起到了指导作用,为保障大型复杂机械装备顺利建成提供了一条切实可行的新途径。