ICS35.240.50CCSL67中華人民共和國國家標準`Informationtechnology—Maturitymodelofdigitaltwincapability（本草案完成時間：2024年6月）在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。IGB/TXXXXX—XXXX 2規范性引用文件 3術語和定義 4縮略語 5成熟度模型構成 6成熟度等級 7成熟度能力要素要求 7.1概述 7.2基礎要素要求 7.2.1模型 7.2.2數據 7.2.3交互 7.3應用能力要素要求 7.3.1可視化 7.3.2仿真 7.3.3預測 7.3.4優化 7.3.5控制 7.4擴展能力要素要求 7.4.1功能更新 7.4.2系統集成 7.4.3新技術融合 7.5管理能力要素要求 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由全國信息技術標準化技術委員會(SAC/TC28)提出并歸口。本文件起草單位：本文件主要起草人：1GB/TXXXXX—XXXX信息技術數字孿生能力成熟度模型本文件規定了數字孿生能力成熟度模型構成、成熟度等級和成熟度要求。本文件適用于用戶、供應商等利益相關方規劃、識別和提升數字孿生系統水平，也適用于第三方機構評估數字孿生系統水平。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T43441.1-2023信息技術數字孿生第1部分：通用要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1實體entity具體或抽象的事物，包括這些事物之間的關聯。[來源：GB/T43441.1-2023，定義3.1]3.2目標實體targetentity現實世界被選中進行數字化映射的實體。[來源：GB/T43441.1-2023，定義3.2]3.3數字實體digitalentity目標實體的數字化映射。[來源：GB/T43441.1-2023，定義3.3]3.4數字孿生digitaltwin具有保證物理狀態和虛擬狀態之間以適當速率和精度同步的數據連接的特定目標實體的數字化表達。[來源：GB/T43441.1-2023，定義3.4]3.5幾何模型geometricmodel用于描述目標實體外形、內部結構、尺寸大小和空間位置的模型。3.6物理模型physicalmodel2用于描述目標對實體物理屬性和運行機理的模型。3.7行為模型behaviormodel用于描述目標實體狀態轉移、屬性變化和響應機制的模型。3.8規則模型rulemodel用于描述目標實體相關規律、規則、標準、準則和約束的模型。3.9數字孿生系統digitaltwinsystem基于數據驅動來實現目標實體與數字實體間各要素動態迭代的系統。注：數字孿生系統由目標實體、數字實體,兩者之間的數據連接以及數據連接過程中涉及的模型、數據和接口等要[來源：GB/T43441.1-2023，定義3.5]3.10功能重構functionreconfiguration對現有功能進行的組合、拆解、增強和選擇性裁剪操作。4縮略語下列縮略語適用于本文件。MR：混合現實（MixedReality）VR：虛擬現實（VirtualReality）5成熟度模型構成數字孿生能力成熟度模型由能力域、成熟度等級和成熟度要求構成，能力域由能力子域組成，能力子域由能力要素組成。其中，能力域包括基礎能力、應用能力、擴展能力和管理能力等4項；系統集成、新技術融合2個能力要素直接從屬于擴展能力域，安全管理、資源管理2個能力要素直接從屬于管理能力域，其余20個能力要素從屬于對應的能力子域。見圖1。模型給出5個成熟度等級。見第6條。每個成熟度等級由相應的能力要素及其要求予以衡量。見第7條。3GB/TXXXXX—XXXX圖1成熟度模型6成熟度等級數字孿生能力成熟度等級分為五個等級，自低向高分別為：一級（虛擬建模）、二級（以虛映實）、三級（雙向交互）、四級（智能管控）、五級（自主演化）。各層級呈遞進關系，較高層級涵蓋了較低層級的各項能力要素要求。五個成熟度等級基本含義如下：——一級（虛擬建模）：利用建模技術實現對目標實體結構外觀、屬性特征、能力、行為等的定義與數字化描述。——二級（以虛映實）：基于單向數據實時傳輸實現數字實體動態跟隨目標實體的運行過程。——三級（雙向交互）：基于雙向數據實時傳輸實現數字實體與目標實體間的雙向交互，即可實現數字實體對目標實體運行過程的實時監測與管控。——四級（智能管控）：基于數字實體實現對目標實體的預測性分析和智能決策，實現對目標實體的智能管控。——五級（自主演化）：實現數字實體和目標實體在全生命周期中的自主學習和迭代優化。各個成熟度等級覆蓋有不同的能力要素，并且對所覆蓋的能力要素有不同的要求。見第7條。7成熟度要求7.1概述本條中，按圖1的能力要素逐條描述各個成熟度等級對應的要求。用列表形式給出不同成熟度等級下的能力要素要求。列表最左邊一列是能力子域或能力域下面的能力要素。每個能力要素名稱右邊一行給出等級對應的成熟度要求。給出的要求可能是一對一，即該要求只適用于某一個成熟度等級；也可能是一對多，即該要求適用于兩個或更多個成熟度等級。7.2基礎能力要求7.2.1模型模型能力子域包括模型精度、模型種類和可復用性3個能力要素。相應等級的成熟度要求見表1。4表1模型能力子域的成熟度要求a)構建出的模型應能夠精準描述目標實體幾何結b)構建出的模型應能夠精準描述目標實體幾何、物理、行為、規則7.2.2數據數據能力子域包括數據獲取和數據處理2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表2。表2數據能力子域的成熟度要求a)應具備人工手動獲取b)應具備獲取目標實體c)應具備從歷史運行過程或經驗中獲取數據a)應具備利用傳感器自動獲b)應具備獲取目標實體運行a)應具備獲取數字實體運行過程b)應具備獲取目標實體與數字實a)應能具備獲取目標實體全生命周b)應具備獲取數字孿生系統外部數a)應具備人工方式辨識a)數據處理正確率與速度應滿足a)應具備基于歷史數據實時提取特源、不同格式數據的能對目標實體進行實時管控的需a)應具備實時解析、歸類、存儲和b)應具備明確現有數據b)應具備基于歷史數據和當前數據b)應具備通過實時分析目標b)應具備通過實時分析數字實5GB/TXXXXX—XXXX實體運行數據，將其轉化為數字實體所需輸入參數體運行數據，生成目標實體c)應具備實時分析和拆解復雜管控7.2.3交互交互能力子域包括連接能力和實時性2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表3。表3交互能力子域的成熟度要求性7.3應用能力要求7.3.1可視化可視化能力子域包括可視化內容和可視化方式2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表4。表4可視化能力子域的成熟度要求容a)應支持模型基礎信息的呈現，包含但不限于數據標簽、標識信息a)應支持對目標實體管控結果的a)應支持對預測結果的實時呈現；b)應支持對優化結果的呈現；c)應支持對管控方案實施過程的呈現a)應支持對演化內容的呈現，包括6式a)應支持2D或3D可視化a)應支持將動態數據、模型信息和模型變化過程等進行聯動顯示；b)應支持根據可視化需求調整呈現方式7.3.2仿真仿真能力子域包括仿真精度和仿真速度2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表5。表5仿真能力子域的成熟度要求a)應滿足對目標實體進行仿真分析的基本需求a)應滿足實時決策對于預測內容精a)應保證唯一仿真結果與實際運行結果一致，或實際運行結果與多a)應滿足實時決策對于預測仿真速a)應大于目標實體實際演化的速度7.3.3預測預測能力子域包括預測精度、預測時長和參數規模3個能力要素。相應等級的成熟度要求見表6。表6預測能力子域的成熟度要求a)應具備基于真實的動態數據進行b)應具備基于歷史數據和模型進行a)應具備基于歷史數據、實時數據、現有知識、現有模型對目標實體的狀態、性能、運行過程和a)應能基于動態數據進行秒級預b)預測時長應不少于智能決策與管a)應能基于動態數據進行分鐘級預b)預測時長應不少于目標實體與數字實體演化過程趨于平穩所需的7GB/TXXXXX—XXXXa)應包括大部分與管控需求相關的a)應包括數字孿生系統中全部已明7.3.4優化優化能力子域包括優化內容和優化程度2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表7。表7優化能力子域的成熟度要求a)應包括被管控實體在未來一段時a)應包括數字孿生系統在未來一段b)應包括數字孿生系統在未來一段c)應包括使數字孿生系統在未來一段時間內組成和結構按照預期變a)應優于被管控實體依據原方案運b)應不顯著影響除被管控實體以外a)應優于數字孿生系統依據原方案7.3.5控制控制能力子域包括控制目標實體和控制數字實體2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表8。表8控制能力子域的成熟度要求a)可基于人工操作的形式控制和配置目標實體a)可基于對數字實體的虛擬控制b)控制精度應滿足目標實體的應a)可將智能管控方案拆解為被控a)應能對目標實體進行改造，包括8a)可基于人工操作的形式控a)可基于目標實體的運行數據實現對數字實體的a)應具備在目標實體運行數據對a)可將智能管控方案拆解為被控制數字實體可執行的簡單控制a)應能對數字實體進行改造，包括但不限于數字實體的模型內容、模型結構、模型間關聯關系和數據7.4擴展能力要求7.4.1功能更新功能更新能力子域包括功能重構能力和功能遷移能力2個能力要素。相應等級的成熟度要求見表9。表9功能更新能力子域的成熟度要求a)應具備對目標實體管理和控制功能進行人工配a)應具備對可視化、仿真、預測、a)應具備對可視化、仿真、預測、a)應具備將數字孿生系統功能自動遷移至目標實體與數字實體演化過程所需場景，并實現相關功能7.4.2系統集成系統集成能力要素的成熟度要求見表10。9GB/TXXXXX—XXXX表10系統集成能力要素的成熟度要求a)應能夠導入利用其它建模軟件構建的模型，或可將其它軟件建模功能作為插件集成在數字孿a)應能夠集成傳感器系統功能或與傳感器系統實b)應能夠集成通信系統功能或與通信系統實時交互a)應能夠集成目標實體控制系統功能或與目標實體控制系a)應能夠集成智能分析系統功能或b)應能夠集成決策系統功能或與決a)應具備自主集成新接入的數字孿生系統的能力或與新接入的數字b)應能夠集成機器學習系統功能或7.4.3新技術融合新技術融合能力要素的成熟度要求見表11。表11新技術融合能力要素的成熟度要求合a)應具備與