数字孪生技术理念白皮书.docx

《数字孪生技术理念白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字孪生技术理念白皮书.docx（20页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、数字享生技术理念白皮书I2023信息模型在数字享生应用中的基石作用互时科技出品2023.08Rqe1.科技rtwI目录摘要1弓2一、企业数字化战略3二、数字零生一企业数字化转型的支点4三、数字享生应用成熟度镜像层与描述层应用的显著差异6四、信息模型数字学生的基石81 .数字享生信息模型的概念82 .数字享生信息模型包含的信息93 .数字享生信息模型的研究与推广W4 .数字享生信息模型相关观楚及标准115 .数字享生信息模型好坏的评据126 .数字挛生信息模型更新、维护及应用13五、数字享生信息模型客户价值14结束语16参考文献17I摘要本白皮书困绕过程制造业、基础设施及高端装备等行业需求,系统

2、性讲述数字孚生及作为其基石的信息模型相关概念、技术、应用场景及客户价值。白皮书分析了传统信息化与数字化的差异，并认为数字享生技术在企业数字化转型过程中能发挥支点作用.数字享生应用具有不同成熟度等级，目前国内主要应用处于镜像层与描述层，这两个层级的应用及在功能、应用场景、客户价值上存在显著差异.信息模型通过构建单一数据源的数字底座，实现高质量的工业数据治理和分发，支持特定场景的减负增效以及跨场景的数据波转，是数字享生技术的基石，对于推动企业数字化转型具有至关重要的价值.RS1.142VCMI引言不确定性是当前人类社会环境的凄要特征.对企业尤其是制造业企业而言，无论是在供应链、市场需求、研发、制造

3、等环节下，还是在宏观经济、社会及地缘政治环境等要素下，都面临着不确定性、不稳定性、复杂性及模糊性的巨大挑战，业内也基于这些特征将当下定义为VUCA时代.而想要化解不确定性，企业需要向数据驱动的模式进行转型，从而具备快速感知、分析及决策的能力.正如中国工程院院士郭贺桂所总结的，“数字化转型是应对不确定性最有效的举措企业必须通过数字化转型在不确定的时代H得相对的确定性，才能得以生存发展.国家在政策层面对于企业数字化转型也给予了高度重视.2023年2月，党中央、国务院联合发布的数字中国建设整体布局规划将数字中国建设的意义提升到了新的高度，极大推动了国内企业数字化转型的步伐.2023年4月，国家发改委

4、发布的政府投资项目可行性研究报告编写通用大纲2023年版中，也首次在国家层面明确提出政府投资项目应考虑实施数字化交付.与此同时，随着数字化转型应用的规模化及深入化，包括数字李生、大数据、人工智能、云计算、5G、物联网等在内的数字化转型相关支撑技术也备受关注，其中数字挛生技术更被视为数字化转型的重要支点，成为当下的应用热点.本白皮书主要围绕过程制造业、基础设施及高迷装备等行业需求，系统性讲述数字挛生及作为具基石的信息模型相关概念、技术、应用场景及客户价值，以期望为国内企业数字化转型提供助力.ShDigita1.Strategy企业数字化战略探讨数字挛生技术之前，需要先提及企业的数字化战8S.企业

5、数字化战略是企业整体战Bg的子集，它与产品战略、销售战略、市场战略、人才战略等属于并列关系。数字化战略的根本诉求是通过对IT和数据的利用，支撑企业战略目标的实现，其最终仍是为业务所服务。为实施数字化战略，企业需要搭建出数字化基础，来支撑企业的诸多数字化行为。数字化基础主要包括研发、生产、供应链等环节的数字化资产信息，信息的质与可用性，员工的数字化能力和数字化转型意愿，以及相应的企业文化等。现实中，企业往往会低估数字化基础的价值o02章Digita1.Twin-KeystoneofDigita1.Transformation数字享生-企业数字化转型的支点国内信息化建设推进近30年来，毋庸置疑在提

6、升企业运营效率等领域发挥了可观的价值但在实施过程中，传统信息化模式也暴露出一定的局限性：业务驱动及点状建设模式容易导致信息孤岛；聚焦于点状、局部的效率提升，而无法实现全局优化；以及在实践过程中更多关注人，而较为忽视物这一关健生产要素等等.数字化转型的意义就在于去突破传统信息化的局限，实现企业从信息化向数字化的跃进，更大程度上发挥数据价值。要想实现这一跃进，首先需要了解下信息化与数字化二者之间的差异.这两个概念紧密相关，但也存在显著不同，在现实中往往容易被混淆。信息化、数字化概念的相关性主要体现在两者是一脉相承的。数字化是信息化发展的高级阶段：数字化并不是对信息化的革命，而是一种进化，是通过对企

7、业以往信息化系统的整合优化，满足企业数字化时代的生产运营需求.同时，信息化、数字化在特征上也存在显著差异.具体如表1所示.信息化数字化金骨逸行懂界企业奥步只是哥原先线下的楼0业务缴IM朝1上；JtMewmwRRffH,信恩累仅W供支那.IW他界完箜、梅.&里字世界,企Ik业务可致H运行在Irrt#；企仆Q人分的海通册行.ifitt.生产.伍1!活2可以在K字也算，实A1.注“状IuKia义的陶,M祠虫义内5周幽人J1.GE义与初次了InKi8义的同,系ItS识则别B1.iWTfi三.Ktf1.益嚣身已H了一定由语义内容.人的，与度与席,企助我角，畲入主内.分析决依于人工*；阳的存在大的不说Ku

8、K或人.日种.泊mu*京工作3信低.人只应R字粒VI的指令.Bf1.tei动波我11大91度上免了量冗第手动也累入、Bawa;更多票于B.JUe2分折决雨”人工收BMAeR/只(82化I(VIitH过修中由产播R范作为企业R字责产,BUE业务遑.I1.Q例子0A.ERP.MESWtmen.过R字化.MTtetnimMwwm-RXAttn.例如B1.M50、4DVaHIVa*ftW.聂1：H字化与(1息化精征异R581MI5“rtH换个视角，从生产力与生产关系的维度来分析，也能很好辨别出信息化与数字化的差异。在信息化时代，企业生产力的核心是人，在数据的获取、整合、使用等环节依旧需要人的深度参与，

9、随之带来的自然是高昂的人工和时间成本.而当企业实现数字化转型之后，以往难以茨取或需消耗大人工、时间成本才能获取的数据，可以被更高效率、低成本地获取；以往依赖于人工经验的数据分析、洞察手段，升级为专业高效的数字化分析工具；以往需要人工发现、解决的问题，在数据驱动模式下可以被智能识别，并自动找到科学的解决方法.企业的核心生产力已从信息化时代的人，转变为数据及其相关的分析、应用工具.同时，在信息化时代，企业内部不同专业、部门以及不同企业之间都存在着一定边界，也就是所谓的“信息孤岛”，造成彼此间的信息隔离.而数字化转型则打破了这些边界，实现了数据的有效?5通；这意味着跨专业、部门及企业内外部的协同成为

10、可能，企业的生产关系将被重构。因此，从本质上来说，数字化转型实现了企业对于其生产力和生产关系的重构，并要于此产生更高的业务价值。需要注意的是，数字化转型的前提是将物理世界完全解禧、重构、建模至数字世界，得以构建一个独立于物理世界的数字世界，而其中的核心支点就是数字享生技术.而相较金融、零售等服务型行业而言，过程制造业、基础设施、高端装备等都属于资产密集型行业；其实体对象复杂，物理展性丰富，可豆制性差，实现数字孳生的难度也随之提高.R互田科技rtcmOjhDigita1.TwinApp1.icationMaturity-SignificantDifferencesBetweenApp1.icat

11、ionsofMirror1.ayerandDescription1.ayer数字享生应用成熟度-镜像层与描述层应用的显著差异根据现有国际标准，数字学生应用被分为不同的成熟度等级。按照IEEEP3144数字挛生成熟度模型标准草案，基于成熟度不同，数字享生应用可分为镜像、描述、诊断、预测及自治5个等级，层次逐级提升(详见表2)!。1.eve1.5具备白泊力.完金由系就自主决策、mff.反馈形成闭环,对自然人的依AutorxnousIif三0.1.v1.4Prod1.ct1.voIU于历史和缉前生产条件.IiQ1.OHMB未来状恋.HI的用户决策；数理信0将结修正.保组实例与目标对行为式一改1.ev

12、e1.3DiagnosticI诊断1.eve1.2Ooscript1.voI揖迷这患一陵不但It格达实体现次.还K要集成设计要求,配管理成为美识求;合兑Tm医信也.分析或谆断特定场景的问成因,用户分析和决策；3)W.于H实数樵持续修正第一何朦理耀拒实例,保出实例与目标对象行为式一致.构建目标实体京、H有语义的统一信息模S1.WaRWU；信息模盟及时IJft与缉以保江实例妁煌与目标时,保挎一致；同时.提供多缰.度、S尺度的数事分发提力,在接暨对化管理的*诚上实现情堞化信息展示，助用尸分析问刘.1.eve1.1M1.rwI线像速立2D、30或VR模型.有Ia的应用场It般累.iaOEE.HSEW.

13、实现目标实体在特定应用场下的信息可衩化表达.2：数字孽生画用成熟度5个唐徽及对ISn“目前国内的数字享生应用主要集中在镜像层，描述层应用也开始逐渐增多.二者及其分别对应的可视化模型、信息模型，在具体功能、应用场景、客户价值等多个维度存在显著差异(详见表3).R互知科技*“CM镜像层(可视化模型)描述层(信息模型)-Ie仅餐日蛹实体转疗.-Wt.例机械.日场箕体完*.R6HN用的互动.空同？tar.我与他晨互动.时同度.日后实体叁集曲周期.,拿白消力.可3自主失立分工作及R伪决；.氽作6耀富不开人.II，药。标交停RKt1.系6明通信atf1.交楼给力.3作为企，一R三r牙的R字残唐.并可自幼分

14、*&过沧第1!ttXttfttt.企业字化办的美.曲用场I1.广.表3：俵0层、！述愿应用存在a概括来说，可视化模型与信息模型最大的差异体现在局部与全局的区别上。可视化模型好比于“盲人摸象”，能“摸”到的永远只是局部信息；这些信息无法实现与目标实体保持一致的完整描述，无法解决目标对象的能观性。而信息模型则与生俱来就包含全局的概念，它将所有的局部信息进行关联使之成为场景化信息,实现目标实体在领域、时间、空间等各个维度的完整描述。当然，二者之间的差异性还体现在是否全生命周期覆盖、集成及互操作能力、应用场景等诸多方面。从这些差异性中可以看出，相较于信息模型而言，可视化模型的客户价值较为局限。目前国内多数企业对数字享生的认知，尚停留在镜像层的可视化应用上这一认知现状对于企业进行数字化转型颇有阻碍。因此，突破这一认知并完成信息模型的构建，可以说是当前数字享生工作的核心任务，也是推动企业实现数字化转型的重要基础。asSM.9JW9白治力BM5互作力应用第IRSiXfi.一It仅焦于日惊买G待定!度眩者一if1.件.不再值情|化公美以关系.时展雄厦一船U保M个豺回力点.-Ii-不开人的w.“口系与目愫实体AK他WC1.不为时花常的就.信.一恁仅用于观永实体讨力彩M.ifia.以加强人交互.Sff1.itta.R互附科技rt