【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】近日，由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等單位起草，TC159(全國(guó)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì))歸口的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《自動(dòng)化系統(tǒng)與集成 面向制造的數(shù)字孿生框架 第4部分：信息交換》征求意見稿已編制完成，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　數(shù)字孿生是推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 的先進(jìn)使能技術(shù)和方法，廣受學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。當(dāng)前，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展如火如荼，為數(shù)字孿生提供良好孵化床，各種應(yīng)用場(chǎng)景加速落地，應(yīng)用領(lǐng)域范圍不斷拓寬，無(wú)論是制造業(yè)、還是城市管理(智慧城市)等領(lǐng)域都是熱點(diǎn)。
 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止目前共有來自美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)等40多個(gè)國(guó)家，超過160家機(jī)構(gòu)的500多位研究人員開展了數(shù)字孿生理論與應(yīng)用研究，并有相關(guān)研究成果發(fā)表，同時(shí)西門子公司、特斯拉公司、ANSYS 公司、通用電氣公司等全球知名企業(yè)開展了數(shù)字孿生在相關(guān)領(lǐng)域的落地應(yīng)用實(shí)踐。如在制造領(lǐng)域，以德國(guó)西門子公司為代表的企業(yè)研究了將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)、回收等全生命周期過程。國(guó)內(nèi)北航數(shù)字孿生小組在2017年提出了數(shù)字孿生車間的概念，闡述了數(shù)字孿生車間的關(guān)鍵技術(shù)，探索了數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人機(jī)交互、信息物理系統(tǒng)等技術(shù)的關(guān)系，開展了數(shù)字孿生在設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，并與國(guó)內(nèi) 12 家單位共同發(fā)起了數(shù)字孿生會(huì)議。在航空航天領(lǐng)域，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)、洛克希德·馬丁公司、美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室等開展了數(shù)字孿生在飛行器結(jié)構(gòu)優(yōu)化、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、壽命預(yù)測(cè)與健康管理等方面的應(yīng)用研究。在交通領(lǐng)域，特斯拉公司、DNVGL 船級(jí)社公司、SNC-蘭萬(wàn)靈公司(SNC-LAVALIN)等研究了數(shù)字孿生在汽車、船舶、火車等領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，在電力、醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域均有相關(guān)企業(yè)和科研單位開展數(shù)字孿生的應(yīng)用。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)北航數(shù)字孿生小組提出了數(shù)字孿生五維模型，并和相關(guān)企業(yè)共同探討了數(shù)字孿生五維模型在衛(wèi)星/空間通信網(wǎng)絡(luò)、船舶、車輛、發(fā)電廠、飛機(jī)、復(fù)雜機(jī)電裝備、立體倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)療、制造車間、智慧城市10個(gè)領(lǐng)域的落地應(yīng)用探索。
 

　　我國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動(dòng)培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，工業(yè)和信息化部出臺(tái)《智能船舶標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南( 征求意見)》，上海和雄安等地均在城市規(guī)劃中提出打造數(shù)字孿生城市。Gartner 連續(xù)3年將數(shù)字孿生列為未來十大戰(zhàn)略趨勢(shì)，Global Market Insights 預(yù)測(cè)數(shù)字孿生市場(chǎng)在2020—2026年將保持 30%多的穩(wěn)定增長(zhǎng)，從目前的40多億美元增長(zhǎng)到350多億美元。由此可見，發(fā)展工業(yè)數(shù)字孿生意義重大。然而，多年的數(shù)字孿生理論研究與應(yīng)用實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：缺乏數(shù)字孿生相關(guān)術(shù)語(yǔ)、系統(tǒng)架構(gòu)、相關(guān)模型、數(shù)據(jù)等標(biāo)準(zhǔn)的參考，導(dǎo)致不同用戶從不同的應(yīng)用維度與技術(shù)需求層面出發(fā)，對(duì)數(shù)字孿生有不同的理解與認(rèn)識(shí)，模型間、數(shù)據(jù)間、模型與數(shù)據(jù)間、系統(tǒng)間集成難、一致性差、兼容性低、互操作難等問題，從而造成數(shù)字孿生研究和落地應(yīng)用過程中存在交流困難、集成困難、協(xié)作困難等問題；以上問題嚴(yán)重阻礙了數(shù)字孿生的進(jìn)一步發(fā)展與落地應(yīng)用，亟需相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)與參考。
 

　　本文件是《自動(dòng)化系統(tǒng)與集成 面向制造的數(shù)字孿生框架》的第 4 部分，給出了參考體系結(jié)構(gòu)中實(shí)體之間信息交換的技術(shù)要求。本文件等同采用ISO 23247-4:2021《自動(dòng)化系統(tǒng)與集成 面向制造的數(shù)字孿生框架 第4部分：信息交換》。
 

　　本文件做了下列最小限度的編輯性改動(dòng)：
 

　　——刪去了ISO前言和引言，按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重新起草了前言和引言；
 

　　——參考文獻(xiàn)的順序按我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重新進(jìn)行了編排。
 

　　本文件規(guī)定了參考體系結(jié)構(gòu)中實(shí)體之間信息交換的技術(shù)要求。包括用戶實(shí)體和數(shù)字孿生實(shí)體的用戶網(wǎng)絡(luò)要求、連接數(shù)字孿生實(shí)體內(nèi)子實(shí)體的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)要求、將設(shè)備通信實(shí)體連接到數(shù)字孿生實(shí)體和用戶實(shí)體的接入網(wǎng)絡(luò)要求、將設(shè)備通信實(shí)體與可觀測(cè)制造元素相連接的鄰近網(wǎng)絡(luò)要求。
 

　　本文件的主要技術(shù)內(nèi)容包括：
 

　　——數(shù)字孿生參考模型的網(wǎng)絡(luò)視圖；
 

　　——用戶網(wǎng)絡(luò)中信息交換的要求；
 

　　——服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中信息交換的要求；
 

　　——接入網(wǎng)絡(luò)中信息交換的要求；
 

　　——鄰近網(wǎng)絡(luò)中信息交換的要求；
 

　　——附錄 A 技術(shù)討論—制造用數(shù)字孿生框架的實(shí)施方案；
 

　　——附錄 B 動(dòng)態(tài)調(diào)度使用案例；
 

　　——附錄 C 高級(jí)計(jì)量用例；
 

　　——附錄 D 材料移除操作優(yōu)化用例；
 

　　——附錄 E 增強(qiáng)型 G 代碼示例。
 

　　本文件的實(shí)施可支持創(chuàng)建可觀察制造元素的數(shù)字孿生，包括人員、設(shè)備、材料、制造過程、設(shè)施、環(huán)境、產(chǎn)品和支持文檔。數(shù)字孿生有助于檢測(cè)制造過程中的異常情況，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、預(yù)測(cè)性維護(hù)、過程內(nèi)適應(yīng)、大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等功能目標(biāo)。數(shù)字孿生通過不斷更新相關(guān)的操作和環(huán)境數(shù)據(jù)來監(jiān)測(cè)其可觀測(cè)制造元素。通過數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)過程和執(zhí)行的可見性，進(jìn)而增強(qiáng)制造運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)合作。