工程机械臂是工程机械直接完成作业任务的关键部件,其装配环节直接影响着整机产品质量及其作业性能的发挥。针对传统工程机械臂装配过程中存在的装配效率低、装配过程指标和产品特性无法得到全面反映等问题,本文将数字孪生技术引入工程机械臂装配全过程。通过分析工程机械臂装配过程管控实施流程,构建了基于数字孪生的工程机械臂装配过程建模和仿真框架,重点研究了面向装配现场的数字孪生数据采集和处理、工程机械臂数字孪生装配模型构建以及装配过程仿真与优化等关键技术。论文的主要研究内容如下:（1）通过分析数字孪生技术在工程机械装配中的可行性,探讨了数字孪生环境下工程机械臂装配工艺过程。根据数字孪生的应用准则和建模要求,从模型层、数据层以及应用层三个方面构建了数字孪生工程机械臂装配建模与仿真的整体框架。（2）在分析机械臂装配工艺规划和装配精度信息的基础上,探讨了机械臂数字孪生数据的采集方法,并采用MBD（Model Based Definition）模型表达机械臂装配公差信息。根据机械臂运动组件精度要求,研究了装配体偏差源的分析和简化方法,构建了工程机械臂装配偏差简化模型。在此基础上,分析了面向装配现场的机械臂装配生产线信息流采集和控制流程,研究了装配生产数据的评定方法,为机械臂数字孪生装配模型构建奠定基础。（3）通过分析工程机械臂组成部件和连接方式,研究了Delmia仿真平台下机械臂装配工艺规划过程。从虚拟空间与实体空间的实时数据交互角度,探讨了机械臂数字孪生装配模型构建整体流程,通过研究面向对象的机械臂UML（Unified Modeling Language）建模技术和装配生产线布局选择,提出基于Petri网的机械臂装配过程建模方法,并在Plant仿真软件中完成机械臂装配现场的数字建模。（4）以某型号挖掘机机械臂为研究对象,开展了机械臂数字孪生装配过程建模与仿真,验证了基于数字孪生的装配仿真可有效监测装配过程,并对其配置优化以提高装配效率,可实现有效的闭环反馈机制。