本套《數(shù)字孿生車間系列團體標準》由中國機械工業(yè)聯(lián)合會智能制造分會組織，由北京航空航天大學(xué)、山東大學(xué)、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、通用技術(shù)集團機床工程研究院有限公司、北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司等高校和企業(yè)共同起草制訂，經(jīng)中國機械工業(yè)聯(lián)合會批準發(fā)文并正式實施。

　　本套標準的制訂，同時得到了國家重點研發(fā)計劃項目“基于數(shù)字孿生的智能生產(chǎn)過程精確建模理論與方法”的支持。探索數(shù)字孿生車間的系列標準，為推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的標準化實施具有重要意義。 

圖1 數(shù)字孿生車間系列團體標準批文公告 

　　如表1所示，本套數(shù)字孿生車間系列標準包括6個部分：《數(shù)字孿生車間 第1部分：總體要求》、《數(shù)字孿生車間 第2部分：模型構(gòu)建要求》、《數(shù)字孿生車間 第3部分：虛實交互要求》、《數(shù)字孿生車間 第4部分：數(shù)據(jù)處理要求》、《數(shù)字孿生車間 第5部分：仿真要求》、《數(shù)字孿生車間 第6部分：系統(tǒng)集成要求》。

表1 數(shù)字孿生車間系列團體標準基本信息 

　　《數(shù)字孿生車間 第1部分：總體要求》（T/CMIF 164.1-2022）

　　標準的制定提供了規(guī)范的數(shù)字孿生車間術(shù)語和架構(gòu)，并對數(shù)字孿生車間的通用要求進行規(guī)范，為數(shù)字孿生車間的構(gòu)建及應(yīng)用實際提供指導(dǎo)。

　　《數(shù)字孿生車間 第2部分：模型構(gòu)建要求》（T/CMIF 164.2—2022）

　　標準的制定旨在規(guī)范數(shù)字孿生模型構(gòu)建的相關(guān)要求。用于指導(dǎo)數(shù)字孿生車間模型構(gòu)建、模型組裝、模型融合、模型驗證、模型校正和模型管理，通過明確數(shù)字孿生車間模型構(gòu)建流程和要求，促進企業(yè)對數(shù)字孿生車間的落地應(yīng)用與實踐。

　　《數(shù)字孿生車間 第3部分：虛實交互要求》（T/CMIF 164.3—2022）

　　標準的制定將給出數(shù)字孿生車間虛實交互的相關(guān)技術(shù)要求，用于指導(dǎo)數(shù)字孿生車間運行過程的虛實映射、模型動態(tài)校正及交互控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為不同廠家、不同部門、不同團隊之間的虛實交互技術(shù)協(xié)同提供了標準化支撐，對數(shù)字孿生車間的具體實施具有重大指導(dǎo)意義。

　　《數(shù)字孿生車間 第4部分：數(shù)據(jù)處理要求》（T/CMIF 164.4－2023）

　　標準的制定旨在給出數(shù)字孿生車間數(shù)據(jù)處理的相關(guān)技術(shù)要求，用于指導(dǎo)數(shù)字孿生車間運行過程的數(shù)據(jù)獲取、傳輸、預(yù)處理、存儲、接口和更新等要求。該標準對數(shù)字孿生車間的數(shù)據(jù)處理進行了規(guī)范，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)處理的技術(shù)要求，為不同廠家、不同部門、不同團隊之間的數(shù)字孿生車間數(shù)據(jù)處理技術(shù)提供了標準化支撐，滿足行業(yè)的技術(shù)需求。

　　《數(shù)字孿生車間 第5部分：仿真要求》（T/CMIF 164.5－2023）

　　標準的制定旨在給出數(shù)字孿生車間仿真的相關(guān)技術(shù)要求，用于指導(dǎo)數(shù)字孿生車間仿真的一般要求、通用要求、仿真流程要素、仿真方案制定要求、模型構(gòu)建、運行要求、仿真結(jié)果輸出要求和仿真結(jié)果分析與優(yōu)化要求，以及仿真文檔要求。該標準對數(shù)字孿生車間的仿真進行了規(guī)范，統(tǒng)一了數(shù)字孿生車間仿真的流程和要求。

　　《數(shù)字孿生車間 第6部分：系統(tǒng)集成要求》（T/CMIF 164.6－2023）

　　標準的制定旨在給出數(shù)字孿生車間系統(tǒng)集成的相關(guān)技術(shù)要求，用于規(guī)范數(shù)字孿生車間系統(tǒng)集成的整體系統(tǒng)集成要求、車間孿生模型集成要求、孿生數(shù)據(jù)集成要求、仿真系統(tǒng)集成要求，為數(shù)字孿生車間系統(tǒng)應(yīng)用的構(gòu)建與應(yīng)用實踐提供指導(dǎo)。

　　本套標準的主要研制單位有北京航空航天大學(xué)、山東大學(xué)、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、通用技術(shù)集團機床工程研究院有限公司、北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司、機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司、航天一院北京航天拓撲高科技有限責(zé)任公司、航天五院北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所、桐昆集團股份有限公司、中國電子技術(shù)標準化研究院、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所、中國紡織機械協(xié)會、中國航空綜合技術(shù)研究所、石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司、中國巨石股份有限公司、新鳳鳴集團股份有限公司、中機生產(chǎn)力促進中心、中國鐵建重工集團股份有限公司、武漢科技大學(xué)、中國兵器工業(yè)集團第五五研究所、國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、國機智能技術(shù)研究院有限公司、天能電池集團股份有限公司、蘇州澳昆智能機器人技術(shù)有限公司等25家單位。 

圖2 數(shù)字孿生車間系列標準專家審查會照片

　　該套標準牽頭制訂單位北京航空航天大學(xué)陶飛教授團隊在國際上發(fā)表了首篇數(shù)字孿生車間學(xué)術(shù)文章(CIMS, 2017)，提出了數(shù)字孿生車間（Digital Twin Shop-floor）的概念，建立了數(shù)字孿生五維模型（CIMS, 2019），被國內(nèi)外 100多所大學(xué)跟蹤研究，被百余家企業(yè)參考應(yīng)用。此外，牽頭建立了數(shù)字孿生技術(shù)與工具體系(JMS， 2021)，和數(shù)字孿生標準體系（CIMS, 2019）框架，受邀在Nature上發(fā)表數(shù)字孿生文章。2021年出版了《數(shù)字孿生及車間實踐》學(xué)術(shù)專著。同時于2020年牽頭6個單位共同承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃項目（2020YFB1708400）“基于數(shù)字孿生的智能生產(chǎn)過程精確建模理論與方法”項目。設(shè)計了數(shù)字孿生工業(yè)軟件平臺makeTwin，研制的數(shù)字孿生管控系統(tǒng)和工具，已應(yīng)用在衛(wèi)星總裝車間、航空復(fù)材加工車間、化纖/玻纖紡織車間等10多個行業(yè)，有效支撐了數(shù)字孿生的落地應(yīng)用。 

圖3  數(shù)字孿生車間相關(guān)研究標準制訂主要歷程

圖4  標準研制團隊近年開展的數(shù)字孿生車間應(yīng)用實踐

來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會智能制造分會