數(shù)字孿生車間系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布實(shí)施

經(jīng)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會批準(zhǔn)并正式發(fā)文公告，2022年1月12日，《數(shù)字孿生車間系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)》第1-3部分正式發(fā)布實(shí)施，2023年1月30日，《數(shù)字孿生車間系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)》第4-6部分正式發(fā)布實(shí)施。

本套《數(shù)字孿生車間系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)》由中國機(jī)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(tuán)機(jī)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(jī)械工業(yè)聯(lián)合會批準(zhǔn)發(fā)文并正式實(shí)施。

本套標(biāo)準(zhǔn)的制訂，同時(shí)得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)，為推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施具有重要意義。

圖1 數(shù)字孿生車間系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)批文公告

如表1所示，本套數(shù)字孿生車間系列標(biāo)準(zhǔn)包括6個(gè)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(shí)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(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行規(guī)范，為數(shù)字孿生車間的構(gòu)建及應(yīng)用實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(jìn)企業(yè)對數(shù)字孿生車間的落地應(yīng)用與實(shí)踐。

《數(shù)字孿生車間第3部分：虛實(shí)交互要求》（t/cmif 164.3—2022）

標(biāo)準(zhǔn)的制定將給出數(shù)字孿生車間虛實(shí)交互的相關(guān)技術(shù)要求，用于指導(dǎo)數(shù)字孿生車間運(yùn)行過程的虛實(shí)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(tuán)隊(duì)之間的虛實(shí)交互技術(shù)協(xié)同提供了標(biāo)準(zhǔn)化支撐，對數(shù)字孿生車間的具體實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)對數(shù)字孿生車間的數(shù)據(jù)處理進(jìn)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(tuán)隊(duì)之間的數(shù)字孿生車間數(shù)據(jù)處理技術(shù)提供了標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)對數(shù)字孿生車間的仿真進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐提供指導(dǎo)。

本套標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)機(jī)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(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司、航天一院北京航天拓?fù)涓呖萍加邢挢?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(tuán)股份有限公司、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、中國紡織機(jī)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(tuán)股份有限公司、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司、武漢科技大學(xué)、中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五五研究所、國家機(jī)床質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國機(jī)智能技術(shù)研究院有限公司、天能電池集團(tuán)股份有限公司、蘇州澳昆智能機(jī)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(biāo)準(zhǔn)專家審查會照片

該套標(biāo)準(zhǔn)牽頭制訂單位北京航空航天大學(xué)陶飛教授團(tuán)隊(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐》學(xué)術(shù)專著。同時(shí)于2020年?duì)款^6個(gè)單位共同承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)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(xiàng)目。設(shè)計(jì)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)制訂主要?dú)v程

圖4 標(biāo)準(zhǔn)研制團(tuán)隊(duì)近年開展的數(shù)字孿生車間應(yīng)用實(shí)踐

來源：中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會智能制造分會