XX/TXXXXX-XXXX制造業數字化仿真通用管理要求（制造業數字化仿真通用管理要求（2023）

目次1范圍 制造業數字化仿真通用管理要求1范圍本文件給出一套制造業數字化仿真的通用管理要求，明確數字化仿真的管理原則和支持條件，引導制造企業開展數字化仿真體系策劃，科學開展數字化仿真活動管理，并通過評測與改進逐步提升應用數字化仿真的水平和能力。本文件適用于所有開展數字化仿真的相關組織，可為制造企業開展數字化仿真提供依據和指引，為仿真產品提供商、服務商及第三方咨詢服務機構提供參考。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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/T230XX-XXXX制造業數字化仿真分類GB/T230XX-XXXX制造業數字化仿真分級SJ/TXXXXX-XXXX制造業數字化仿真建模過程規范SJ/TXXXXX-XXXX制造業數字化仿真仿真環境要求3術語、定義和縮略語GB/T230XX-XXXX界定的術語和定義適用于本文件。3.1仿真體系simulationsystem基于社會及數學模型，圍繞仿真建立的、包括仿真戰略、仿真工具與技術、標準與規范、組織與人才、綜合仿真平臺等要素的完整的體系。4管理原則4.1需求牽引企業應基于業務需求進行規劃和開展仿真工作，分析業務流程，明確仿真對象和范圍，并保證確仿真結果滿足業務需求，實現仿真技術與業務的深度融合。4.2流程規范企業應按照規范的流程科學開展仿真工作，明確在業務過程不同階段開展的仿真工作，以及每項仿真任務的工作要點、要素、步驟及要求，確保仿真過程規范有序、仿真結果合理可信。4.3效能提升企業應利用數字化仿真手段優化業務流程，改進和創新產品，將仿真技術轉化為生產力，提升企業綜合效能。5仿真支持條件5.1人員保障企業應具備一支可開展仿真活動、實現仿真目標的專業人才隊伍，可具備一定數量跨學科、跨領域知識結構和技能的人才，以滿足不斷更新的業務需求，應設置有相應的賦能、考核和激勵機制。企業應從人才發展規劃、崗位職責、任職資格、能力培養計劃、規劃職業發展等人才建設相關環節考慮仿真技能培養。5.2資金投入企業應全面評估數字化仿真的效益和成本，據此建立數字化仿真資金投入預算，確保資金投入力度與業務需求相匹配、相適宜。企業不僅考慮軟件和硬件的建設預算，還應考慮人才發展、組織建設、標準規范建立等相關的預算。5.3硬件支持企業為開展以業務需求為導向的仿真活動，應考慮不同仿真軟件類型和核心算法的差異性的對硬件需求的差異，配備相應的硬件支持條件，并對硬件設備進行精益化的組合建設。應充分利用私有云技術對硬件進行集成化、服務化、虛擬化改造提升硬件的使用效益，利用公有云平臺降低高性能硬件的使用成本。5.4軟件工具企業應具備仿真活動過程中所必需的軟件工具條件，包括支撐仿真活動開展的各學科應用工具、多學科集成系統、仿真數據管理系統、仿真業務協同平臺等，實現構建仿真環境。每個仿真軟件的需求量應根據該工具的使用頻度和使用人員數量計算獲得。使用頻度應根據該工具參與的仿真任務數量以及任務延續時間計算獲得。企業應對前處理器、后處理和求解器進行軟件需求的優化組合，以做到精準規劃。5.5信息安全企業應建立仿真相關信息安全管理制度，建立有效的仿真數據安全權限管理機制，定期對仿真數據進行備份，對仿真數據的安全性、完整性、有效性進行檢查。6.仿真基本活動框架企業應在充分分析仿真效能效益、明確仿真目標、確定仿真范圍的基礎上，開展各類仿真活動，制定具體的、可執行的仿真方案，構建滿足應用需求的仿真模型，并對仿真模型進行測試、驗證，根據需要改進、更新模型，運用模型進行計算分析，獲得仿真結果，并對結果進行評價，給出改進方案，以不斷優化仿真體系。7仿真活動管理要求7.1仿真體系規劃企業應根據業務需求，建立與業務相適宜的、完整的仿真體系，以保障仿真效用的發揮。具體要求如下：a）企業應充分考慮仿真定位的獨特性，評估仿真對于企業發展的價值與效用，考察企業戰略和產品戰略與數字化仿真目的的一致性，明確企業對數字化仿真的定位，將數字化仿真作為提升企業核心競爭力的有效途徑。b）企業應將數字化仿真與企業戰略業務相結合，制定以數字化仿真支撐核心業務發展的體系規劃，并確保規劃的適宜性、可操作性。c）配備仿真規劃、仿真執行、結果評測、安全管控、模型庫/數據庫維護等組織，為仿真活動提供固定組織和專職人員，確保仿真全流程活動的規范有序。7.2仿真方案制定企業應制定適宜的仿真方案，明確仿真活動中仿真對象、仿真范圍、仿真方法工具、仿真實驗、仿真評價測試等的具體執行方案，在仿真方案制定過程中應滿足如下要求：a）應以擬獲取的仿真結果為導向，明確仿真的主體對象，分析與其有直接或間接影響關系的諸多因素，確定仿真范圍；b）應分析仿真對象的特征，采用對應的仿真建模方法，并綜合考慮易用性、經濟性和可讀性，選擇或自建仿真軟件工具、語言；c）應根據仿真精度、模型可信度等諸多影響仿真結果的因素，結合實驗代價成本，確定仿真在實驗中的權重比，制定數字化或半數字化驗證方案；d）應對仿真結果進行測試、評價，并給出仿真優化改進建議，形成仿真全流程活動的閉環管控。7.3仿真模型構建企業應根據仿真實施方案，明確建模范圍，遵循易于理解、準確表達的原則，充分考慮模型可重用性、可信性等方面的需求，運用一定的軟件工具開展模型描述、設計、創建，具體要求如下：a）在模型構建前，應采用數學語言、圖形語言等適宜的語言進行模型的準確描述與設計；b）應采用合適的建模語言、軟件工具，在安全的建模環境下，進行模型構建與運行；c）應按照規范的流程進行模型構建，并保留全流程文本記錄，以便于問題回溯與改進；d）應構建精度、可信度滿足業務需求的模型；e）應保障模型的可重用性，減少模型的重復建設投入；f）應采用圖形、列表、三維立體、聲光等多元化、不同的呈現方式，確保模型的直觀、便于理解的呈現效果。g）應建立模型庫，至少包含基礎的、業務中常用的模型，對模型進行分類管理，并提供查找、檢索、調用等必要的功能。7.4仿真計算分析企業應規范仿真計算求解的過程，在確保真環境條件可以匹配所建立模型的求解需求的基礎上，仿真人員進行正確設置求解參數，并選擇正確算法和求解器，獲得滿足業務需求的仿真結果并實時記錄仿真運行數據。a）應運用模型開展計算分析，并實時記錄計算過程數據；b）應在保證計算精度的前提下，減少計算復雜度，并確保計算可收斂；c）應建立仿真算法庫，至少包含基礎的、業務中常用的算法，對算法進行分類管理，并提供查找、檢索、調用等必要的功能；d）必要時，可根據業務情況，自開發一定的算法，以實現企業個性化業務仿真計算分析需求.7.5仿真結果評價企業應對仿真結果的精度、可信度，以及是否達到業務要求進行評價，并以此作為仿真改進的依據。應利用數值分析和圖形顯示等手段，對仿真結果進行直觀顯示，保障結果評價的全面性。應對結果的正確性、求解的精度等進行評價，保障計算結果具有滿足規范要求的精度。a）應對仿真結果是否滿足業務需要進行評價；b）應對仿真結果可信度進行評價；c）應對仿真結果的穩定性、可復現性進行評價；d）應對仿真結果的泛化性、可重用性進行評價；e）應針對仿真結果評價過程中發現的問題，給出改進建議。8仿真評測與改進8.1仿真評測企業應對仿真及建模的精度、效率、可信性進行評測。評測范圍涉及仿真方案、仿真模型、仿真計算、結果處理以及數據管理等仿真活動的各個方面：a）仿真方案應關注其系統性、可行性和有效性，確保涵蓋仿真過程中的所有重要工作任務，任務間的邏輯順滑，數據連貫，具有重大風險的規避策略；b）仿真模型應關注其構建的效率和可信度，確保規避了近似數字模型和真實工程模型之間的天然差異所帶來的不確定性；c）求解計算及結果處理應關注結果與工程實際的偏差的范圍和穩定性，保證計算結果和實際工程或試驗結果的差異控制在可接受的范圍內，并且在不同人員和軟