數(shù)字孿生的概念及應用

1、 數(shù)字孿生的概念及應用 導語：數(shù)字化轉(zhuǎn)型是我國經(jīng)濟社會未來發(fā)展的必由之路，世界經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢所趨。數(shù)字孿生等新技術(shù)與國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)融合不斷深化，有力推動著各產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展進程，成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展變革的強大動力。未來，所有的企業(yè)都將成為數(shù)字化的公司，這不只是要求企業(yè)開發(fā)出具備數(shù)字化特征的產(chǎn)品，更指的是通過數(shù)字化手段改變整個產(chǎn)品的設計、開發(fā)、制造和服務過程，并通過數(shù)字化的手段連接企業(yè)的內(nèi)部和外部環(huán)境。一、數(shù)字孿生概述1.1 數(shù)字孿生的定義數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實體或過程的數(shù)字化表達，該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂，并提供物理實體或流程過程的整

2、個生命周期的集成視圖，有助于優(yōu)化整體性能。學術(shù)界的定義：數(shù)字孿生是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬實體，借助歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)以及算法模型等，模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術(shù)手段 。企業(yè)的定義：數(shù)字孿生是資產(chǎn)和流程的軟件表示，用于理解、預測和優(yōu)化績效以實現(xiàn)改善的業(yè)務成果。數(shù)字孿生由三部分組成：數(shù)據(jù)模型，一組分析或算法，以及知識 。1.2 數(shù)字孿生的典型特征從數(shù)字孿生的定義可以看出，數(shù)字孿生具有以下幾個典型特點：（1）互操作性數(shù)字孿生中的物理對象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動態(tài)交互和實時連接，因此數(shù)字孿生具備以多樣的數(shù)字模型映射物理實體的能力，具有能夠在不同數(shù)字模型之間轉(zhuǎn)換、合并和建

3、立“表達”的等同性。（2）可擴展性數(shù)字孿生技術(shù)具備集成、添加和替換數(shù)字模型的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層級的模型內(nèi)容進行擴展。（3）實時性數(shù)字孿生技術(shù)要求數(shù)字化，即以一種計算機可識別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對隨時間軸變化的物理實體進行表征。表征的對象包括外觀、狀態(tài)、屬性、內(nèi)在機理，形成物理實體實時狀態(tài)的數(shù)字虛體映射。（4）保真性數(shù)字孿生的保真性指描述數(shù)字虛體模型和物理實體的接近性。要求虛體和實體不僅要保持幾何結(jié)構(gòu)的高度仿真，在狀態(tài)、相態(tài)和時態(tài)上也要仿真。值得一提的是在不同的數(shù)字孿生場景下，同一數(shù)字虛體的仿真程度可能不同。例如工況場景中可能只要求描述虛體的物理性質(zhì)，并不需要關(guān)注化學結(jié)構(gòu)細節(jié)。

4、（5）閉環(huán)性數(shù)字孿生中的數(shù)字虛體，用于描述物理實體的可視 模型和內(nèi)在機理，以便于對物理實體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運行參數(shù)，實現(xiàn)決策功能，即賦予數(shù)字虛體和物理實體一個大腦。因此數(shù)字孿生具有閉環(huán)性。1.3 相關(guān)概念1. 數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)由基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動層、模型構(gòu)建與仿真分析層、共性應用層和行業(yè)應用層組成。其中基礎(chǔ)支撐層由具體的設備組成，包括工業(yè)設備、城市建筑設備、交通工具、醫(yī)療設備組成。數(shù)據(jù)互動層包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。模型構(gòu)建與仿真分析層包括數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)仿真和控制。共性應用層包括描述、診斷、預測、決策四個方面。行業(yè)應用層則包括智能制造

5、、智慧城市在內(nèi)的多方面應用。2. 數(shù)字孿生生命周期過程數(shù)字孿生中虛擬實體的生命周期包括起始、設計和開發(fā)、驗證與確認、部署、操作與監(jiān)控、重新評估和退役，物理實體的生命周期包括驗證與確認、部署、操作與監(jiān)控、重新評估和回收利用。值得指出的是，一是虛擬實體在全生命周期過程中與物理實體的相互作用是持續(xù)的，在虛擬實體與物理實體共存的階段，兩者應保持相互關(guān)聯(lián)并相互作用。二是虛擬實體區(qū)別于物理實體的生命周期過程中，存在迭代的過程。虛擬實體在驗證與確認、部署、操作與監(jiān)控、重新評估等環(huán)節(jié)發(fā)生的變化，可以迭代反饋至設計和開發(fā)環(huán)節(jié)。3. 數(shù)字孿生功能視角從數(shù)字孿生功能視角，可以看到數(shù)字孿生應用需要在基礎(chǔ)設施的支撐下實

6、現(xiàn)。物理世界中產(chǎn)品、服務或過程數(shù)據(jù)也會同步至虛擬世界中，虛擬世界中的模型和數(shù)據(jù)會和過程應用進行交互。向過程應用輸入激勵和物理世界信息，可以得到包括優(yōu)化、預測、仿真、監(jiān)控、分析等功能的輸出。二、數(shù)字孿生應用發(fā)展綜述（一）應用需求方向1. 促進數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合，加快產(chǎn)業(yè)升級當前，以新一代信息技術(shù)為代表的新興技術(shù)突飛猛進，加速推動著經(jīng)濟社會各領(lǐng)域的發(fā)展變革。在推動形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局背景下，數(shù)字經(jīng)濟在推動經(jīng)濟發(fā)展、提高勞動生產(chǎn)率、培育新市場和產(chǎn)業(yè)新增長點、實現(xiàn)包容性增長和可持續(xù)增長等諸多方面，都發(fā)揮著重要作用。2. 貫通工業(yè)生產(chǎn)信息孤島，釋放數(shù)據(jù)價值數(shù)字孿

7、生為工業(yè)產(chǎn)生的物理對象創(chuàng)建了虛擬空間，并將物理設備的各種屬性映射到虛擬空間中。工業(yè)人員通過在虛擬空間中模擬、分析、生產(chǎn)預測，能夠仿真復雜的制造工藝，實現(xiàn)產(chǎn)品設計，制造和智能服務等閉環(huán)優(yōu)化。數(shù)字孿生是未來數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，例如可應用于以下的常見工業(yè)領(lǐng)域：工業(yè)產(chǎn)品設計、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)。3. 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外部變化，實現(xiàn)資源能源優(yōu)化配置目前，在數(shù)字孿生制造系統(tǒng)已經(jīng)成為了制造業(yè)的研究熱點，實現(xiàn)不同產(chǎn)品生產(chǎn)過程的資源能源優(yōu)化成為當前的迫切需求。數(shù)字孿生制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，具有生產(chǎn)要素多樣、動態(tài)生產(chǎn)路徑配置、人/ 機物自主通訊、自組織和數(shù)據(jù)支撐的決策等特點。4. 實現(xiàn)全要素數(shù)字化，推動新型智

8、慧城市建設數(shù)字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數(shù)字化，在網(wǎng)絡空間再造一個與之對應的“虛擬世界”，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實交融的格局。物理世界的動態(tài)，通過傳感器精準、實時地反饋到數(shù)字世界。數(shù)字化、網(wǎng)絡化實現(xiàn)由實入虛，網(wǎng)絡化智能化實現(xiàn)由虛入實，通過虛實互動，持續(xù)迭代，實現(xiàn)物理世界的最佳有序運行。數(shù)字孿生城市將推動新型智慧城市建設，在信息空間上構(gòu)建的城市虛擬映像疊加在城市物理空間上，將極大地改變城市面貌，重塑城市基礎(chǔ)設施，形成虛實結(jié)合、孿生互動的城市發(fā)展新形態(tài)；借助更泛在、普惠的感知，更快速的網(wǎng)絡，更智能的計算，一種更加智慧化的新型城市將得以創(chuàng)建。數(shù)

9、字孿生城市不僅賦予了城市政府全局規(guī)劃和實時治理能力，更帶給所有市民能感受到的品質(zhì)生活體驗。5.優(yōu)化城市設計布局，打造科學公共服務體系如何實現(xiàn)對城市各類數(shù)據(jù)信息的實時監(jiān)控，圍繞城鄉(xiāng)公共設施建設，發(fā)展科技、文化、政務、交通、司法等等多方面對城市進行高效管理，是現(xiàn)代城市建設的核心。6. 基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)合理分配醫(yī)療資源，提升公共健康保障效率智慧醫(yī)療保健是數(shù)字孿生智能化應用的重要組成部分。通過移動監(jiān)測、移動診室、無線遠程會診、智慧處方、醫(yī)療信息云存儲等智能技術(shù)手段，可提升城市診療覆蓋面與效率，促進城市醫(yī)療資源的合理化分配。進一步利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建“電子醫(yī)療”服務體系，實現(xiàn)醫(yī)療監(jiān)護設備的小型化、無線化、發(fā)

10、展智慧家庭健康保健、智能健康監(jiān)護，可大幅降低城市公眾醫(yī)療負擔，緩解城市醫(yī)療資源緊缺的壓力。（二）數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)圖譜數(shù)字孿生可劃分為“基礎(chǔ)支撐”、“數(shù)據(jù)互動”、“模型構(gòu)建”、“仿真分析”、“共性應用”、“行業(yè)應用”6 大核心模塊，對應從設備、數(shù)據(jù)到行業(yè)應用的全生命周期。國內(nèi)外主要廠商主要有建模業(yè)務、仿真業(yè)務、平臺業(yè)務、行業(yè)服務業(yè)務四大類。（三）應用發(fā)展現(xiàn)狀隨著物聯(lián)網(wǎng)的應用更加廣泛，各個領(lǐng)域越來越多的企業(yè)開始計劃數(shù)字孿生的部署。Gartner 的研究顯示，截至 2019 年 1 月底實施物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)中，已有 13% 的企業(yè)實施了數(shù)字孿生項目，62% 的企業(yè)正在實施或者有計劃實施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字孿生

11、的延伸和應用，而數(shù)字孿生則拓展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用層面的可能性。1. 產(chǎn)業(yè)生態(tài)與美國、德國相比，數(shù)字孿生在中國的研究和受關(guān)注相對較晚。從2016 年開始，數(shù)字孿生文獻發(fā)表數(shù)量進入快速增長期，直到 2019 年，數(shù)字孿生論文發(fā)表數(shù)量超過 600 篇，其中 2019 年占了近 10 年發(fā)文總數(shù)量的50% 以上。目前關(guān)注數(shù)字研究，并發(fā)表過相關(guān)報告的機構(gòu) / 作者主要來自學術(shù)界、企業(yè)界以及政府機構(gòu)。2. 智能制造領(lǐng)域數(shù)字孿生應用智能制造領(lǐng)域的數(shù)字孿生體系框架主要分為六個層級，包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動層、模型構(gòu)建層、仿真分析層，功能層和應用層。典型應用場景介紹：數(shù)字孿生在智能制造領(lǐng)域的主要應用場景有產(chǎn)品研發(fā)

12、、設備維護與故障預測以及工藝規(guī)劃。3. 智慧健康領(lǐng)域數(shù)字孿生應用將數(shù)字孿生技術(shù)應用在智慧健康中，構(gòu)建其應用框架如圖 14 所示。該應用框架主要包含基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動層、模型構(gòu)建層和功能層。4. 智慧城市領(lǐng)域數(shù)字孿生應用數(shù)字孿生城市則是數(shù)字孿生技術(shù)在城市層面的廣泛應用，通過構(gòu)建城市物理世界及網(wǎng)絡虛擬空間一一對應、相互映射、協(xié)同交互的復雜系統(tǒng)，在網(wǎng)絡空間再造一個與之匹配、對應的孿生城市，實現(xiàn)城市全要素數(shù)字化和虛擬化、城市狀態(tài)實時化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實交融的城市發(fā)展新格局。數(shù)字孿生城市既可以理解為實體城市在虛擬空間的映射

13、狀態(tài)，也可以視為支撐新型智慧城市建設的復雜綜合技術(shù)體系，它支撐并推進城市規(guī)劃、建設、管理，確保城市安全、有序運行。數(shù)字孿生城市主要有新型基礎(chǔ)設施、智能運行中樞、智慧應用體系三大橫向的分層：5. 智慧建筑領(lǐng)域數(shù)字孿生應用“數(shù)字孿生建筑”是將數(shù)字孿生使能技術(shù)應用于建筑科技的新技術(shù)，簡單說就是利用物理建筑模型，使用各種傳感器全方位獲取數(shù)據(jù)的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，以反映相對應的實體建筑的全生命周期過程。數(shù)字孿生建筑具有四大特點：精準映射、虛實交互、軟件定義、智能干預。數(shù)字孿生建筑的核心環(huán)節(jié)在于 BIM 的應用。建筑信息模型（BIM）是一種應用于工程設計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具和一種信息建模技

14、術(shù)，可以實現(xiàn)建筑設計的三維可視化，BIM 技術(shù)疊加時間軸形成 4D 模型，進一步疊加成本信息可構(gòu)筑 5D 模型，對建筑進行多維度考量，可貫穿建筑全生命周期中規(guī)劃、概念設計、細節(jié)設計、分析、出圖、預制、施工、運營維護、拆除或翻新等所有環(huán)節(jié)。具體到 BIM 軟件的核心領(lǐng)域，目前國內(nèi)廠商占建筑結(jié)構(gòu)設計軟件市場優(yōu)勢，建筑信息化模型軟件市場仍以國外廠商為主導。典型應用場景介紹（四）數(shù)字孿生技術(shù)體系數(shù)字孿生以數(shù)字化方式拷貝一個物理對象，模擬對象在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，對產(chǎn)品、制造過程乃至整個工廠進行虛擬仿真，目的是了解資產(chǎn)的狀態(tài)，響應變化，改善業(yè)務運營和增加價值。在萬物互聯(lián)時代此種軟件設計模式的重要性尤為突出

15、，為了達到物理實體與數(shù)字實體之間的互動，需要經(jīng)歷諸多的過程也需要很多基礎(chǔ)的支撐技術(shù)做為依托，更需要經(jīng)歷很多階段的演進才能很好的實現(xiàn)物理實體在數(shù)字世界中的塑造。首先我們需要構(gòu)建物理實體在數(shù)字世界中對應的實體模型，就需要利用知識機理、數(shù)字化等技術(shù)構(gòu)建一個數(shù)字模型，而且我們對構(gòu)建的數(shù)字模型需要結(jié)合行業(yè)特性做出評分，是否可以在商業(yè)中投入使用；有了模型還需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將真實世界中的物理實體元信息采集、傳輸、同步、增強之后得到我們業(yè)務中可以使用的通用數(shù)據(jù)；通過這些數(shù)據(jù)可以仿真分析得到數(shù)字世界中的虛擬模型，在此基礎(chǔ)之上我們可以利用 AR/VR/MR/GIS 等技術(shù)在數(shù)字世界完整復現(xiàn)出來，人們才能更友好的

16、與物理實體交互；在這個基礎(chǔ)之上我們可以結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)做數(shù)字孿生的描述、診斷、預警 / 預測及智能決策等共性應用賦能給各垂直行業(yè)。（五）推動條件1. 基礎(chǔ)設施政策落實2018 年至今，黨中央和國務院多次召開會議明確表示加強新型基礎(chǔ)設施建設，重視程度不斷強化，相關(guān)政策路線圖日趨清晰。自中央首次提出“新型基礎(chǔ)設施建設”以來，各級政府對此給予了高度重視。2020 開年，中央政府大力號召部署新型基礎(chǔ)設施建設，各省為了更好地響應中央政策，都在加緊落實部署，部分地區(qū)還專門出臺了分領(lǐng)域相關(guān)行動方案和計劃。而新型人工智能城市的建設作為“新基建”中 5G、人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心等新型

17、數(shù)字基礎(chǔ)設施建設的重要載體，在接下來的推動和政策扶持等方面也將得到更多的政策關(guān)注。2. 計算設備 / 硬件發(fā)展數(shù)字孿生是一種新興的技術(shù)，它對計算設備 / 硬件提出了較高要求，這是因為：（1）數(shù)字孿生涉及的模型與數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，包括建模對象全生命周期中不斷更新的全要素、全業(yè)務、全流程的數(shù)據(jù)與模型，這需要計算設備 / 硬件具有龐大的存儲空間；（2）數(shù)字孿生對模型仿真與數(shù)據(jù)分析處理效率有實時要求，即基于實時的模型仿真與數(shù)據(jù)分析結(jié)果向物理空間反饋控制策略，這需要計算設備 / 硬件具有強大的計算能力；（3）為了支持進一步的虛實融合，數(shù)字孿生對終端設備（如支持 3D 顯示的終端設備）提出更互動、更沉浸、更清

18、晰的要求，這對硬件設備的數(shù)據(jù)傳輸能力、顯示技術(shù)等提出了更高的要求。3. 可用數(shù)據(jù)規(guī)模提升數(shù)字孿生的構(gòu)建需大量數(shù)據(jù)的支持。一方面，在數(shù)字空間構(gòu)建多維、多尺度的虛擬模型需大量數(shù)據(jù)，如建模對象的屬性數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等；另一方面，已完成構(gòu)建的虛擬模型仍需基于物理空間連續(xù)不斷的實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)更新。當前，隨著物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)的發(fā)展，可用數(shù)據(jù)的規(guī)模在不斷提升，這是實現(xiàn)數(shù)字孿生應用的推動條件。4. 模型和算法演進國內(nèi)外一大批專注于工業(yè)生產(chǎn)線底層數(shù)據(jù)采集的技術(shù)公司在前一輪工廠自動化、數(shù)字化建設中成長起來，以西門子、Honeywell、菲尼克斯電氣公司為首的自動化企業(yè)紛紛推出自己的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡系統(tǒng)

19、、智能網(wǎng)關(guān)等數(shù)據(jù)采集相關(guān)產(chǎn)品。另一方面，輕量化模型構(gòu)造工具軟件產(chǎn)品的普及，以 Unity 軟件為代表的可視化引擎工具使用成本降低，極大的支撐了數(shù)字孿生核心技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)，數(shù)字孿生行業(yè)的火爆催生了一大批原本致力于工廠數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真技術(shù)的中小企業(yè)投入到數(shù)字孿生核心技術(shù)的開發(fā)中。5. 專業(yè)人才培養(yǎng)數(shù)字孿生的應用需多領(lǐng)域?qū)W科人才的參與，如建模仿真領(lǐng)域人才、數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域人才、感知接入領(lǐng)域人才等。在社會培訓機構(gòu)中，相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)也受到了越來越多的重視。代表性的如新華三大學，它正式宣布，將進一步深化校企合作，實踐產(chǎn)教融合，提出“新職素，新技能”的“雙新”概念，并通過“數(shù)字工匠”、“協(xié)同育人”

20、兩大校企合作項目來實踐數(shù)字化人才培養(yǎng)、以“H3C 新技術(shù)認證體系”來檢驗數(shù)字化人才培養(yǎng)，無縫對接院校人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求，從質(zhì)與量的維度更好地滿足數(shù)字經(jīng)濟進入全新發(fā)展階段后對數(shù)字化人才的需求。四、數(shù)字孿生標準化當前工作、現(xiàn)狀及需求（一）標準化工作概述當前，制造和智慧城市領(lǐng)域是數(shù)字孿生標準工作的切入點，其他領(lǐng)域相對缺乏標準化的研究工作；數(shù)字孿生整體的標準化工作也處于初級階段，標準研究內(nèi)容有待豐富。（二）智能制造領(lǐng)域數(shù)字孿生標準化現(xiàn)狀及需求1.智能裝配標準化現(xiàn)狀及需求目前智能化裝配方法已經(jīng)得到的深入的研究，眾多高校和企業(yè)采用產(chǎn)學研的方法進行探索應用是。數(shù)字孿生裝配標準缺失，產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范化和一致性

21、難以保證，需要統(tǒng)一數(shù)字孿生裝配基礎(chǔ)標準、建設指南和管理規(guī)范。主要包括：a）統(tǒng)一數(shù)字孿生裝配的基本術(shù)語、分類與編碼等。b）基于裝配車間不同類型的裝配設備、智能化設備需求，提出對住車間設備和傳感器接口等技術(shù)要求。針對不同的裝配對象需求，需要建立分級、分類的數(shù)字孿生裝配評價指標體系。主要包括：a）開展標準前研究，了解數(shù)字孿生裝配評價研究的現(xiàn)狀和技術(shù)難點，初步提出數(shù)字孿生裝配評價的關(guān)鍵點。b）根據(jù)需求側(cè)的不同服務需求，建立數(shù)字孿生裝配評價模式的建立和相應的評價指標，涉及零件級需求的評價模式和評價指標、產(chǎn)品級的評價模式和評價指標。c）開展標準實施的實證研究，選擇相應的數(shù)字孿生裝配，對標準的可操作性和針對

22、性進行評價，驗證標準的可行性，為標準的完善提供證據(jù)。2. 虛擬工廠標準化現(xiàn)狀及需求虛擬工廠針對新工廠規(guī)劃建設、工廠運行實時仿真、輕量化企業(yè)分散產(chǎn)能等需求，基于數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)模擬對象在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，對產(chǎn)品、制造過程乃至整個工廠進行準確、完整、實時虛擬仿真的目標。虛擬工廠相關(guān)國家標準智能制造 虛擬工廠參考架構(gòu)智能制造虛擬工廠信息模型均處于報批階段。針對實體工廠的建設和應用規(guī)劃情況，需以虛擬工廠應用場景為出發(fā)點，定義虛擬工廠的應用范圍，虛擬工廠中應用場景的映射展現(xiàn)方式，并對相關(guān)的生產(chǎn)資源和要素的定義進行規(guī)范，對虛擬工廠的模型構(gòu)建進行技術(shù)約定，為虛擬工廠的實際應用奠定基礎(chǔ)。3. 汽車行業(yè)標準化

23、現(xiàn)狀及需求當前，國內(nèi)外眾多研究機構(gòu)正在積極開展數(shù)字孿生相關(guān)標準研究和制定。在汽車行業(yè)內(nèi)，當前亟需的數(shù)字孿生相關(guān)標準包括：汽車生產(chǎn)制造的數(shù)字孿生平臺各系統(tǒng)集成標準及接口協(xié)議標準、汽車數(shù)字孿生工廠及車間建設的技術(shù)要求相關(guān)標準、汽車行業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)應用成熟度評價要求等相關(guān)標準等。4. 大型起重機械行業(yè)標準化現(xiàn)狀及需求大型起重機械有其自身一系列圍繞設計、使用、監(jiān)管等方面的國際、國家、行業(yè)與企業(yè)標準，但對其數(shù)字化、智能化的應用研究乃至形成規(guī)范、標準，仍然存在欠缺。數(shù)字孿生有望推動智能制造實現(xiàn)快速發(fā)展，標準化的系統(tǒng)架構(gòu)將促進起重機械數(shù)字化技術(shù)的市場采用度，并為設計方、制造商、集成商、解決方案提供商與用戶等

24、各種利益方帶來好處。5. 物流標準化現(xiàn)狀及需求物流行業(yè)在數(shù)字孿生領(lǐng)域還沒有建立統(tǒng)一的標準，各個企業(yè)之間點的技術(shù)差異性大，數(shù)據(jù)標準化也不足，亟需建立相關(guān)的標準。目前，隨著中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日益走向規(guī)模化和專業(yè)化的格局，伴隨信息技術(shù)的大量應用、電子商務的興起以及對成本控制要求的提升，物流行業(yè)也開始進入整合階段，從無序走向有序，各種新的業(yè)態(tài)也開始涌現(xiàn)，例如供應鏈管理、整車零擔運輸?shù)鹊?，也涌現(xiàn)出很多具有很強競爭力和成長能力的公司。隨著物流行業(yè)的進一步整合和中心化建設，亟需建立相關(guān)的數(shù)字孿生標準，實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，形成一個多層次多中心的智慧物流體系，建立一個多智能體協(xié)同的柔性智慧物流體系。（三）智慧城市領(lǐng)域數(shù)字孿生標準化現(xiàn)狀及需求建立科學合理的智慧城市標準體系，是開展智慧城市標準化頂層設計和總體布局、判斷和明確智慧城市標準化方向和重點的需要。目前，雖然全國兩百多個城市都提出了各自