第頁共5頁國家計量技術規范《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》編制說明《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》編制組2025年1月

《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》編制說明一、任務來源及計劃要求《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》國家計量技術規范的編寫任務，是由國家市場監督管理總局于2022年批準立項。根據國家市場監管總局的批復，由山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）、中國計量科學研究院等負責《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》國家計量技術規范的起草工作。二、項目意義目前我國正處于由制造大國向制造強國邁進的關鍵時期，智能制造是制造強國建設的主攻方向，其發展程度直接關乎我國制造業質量水平。數字孿生模型算法作為建設數字化車間的核心技術之一，是智能制造實現數字化加工、裝配的關鍵驅動因素。隨著“中國制造2025”的不斷推進，數字化車間的應用場景不斷增加，對數字孿生模型的需求更加多元化，對模型算法性能的透明度也提出了更高要求。然而，數字孿生模型在構建校驗、運行管理、重構優化等階段缺乏系統性評價理論和方法指導，難以實現對算法模型的質量、性能、適用性等的量化分析，阻礙了數字化車間在各領域的深入推廣和廣泛應用。面向“中國制造2025”對制造業高質量發展的要求，研制數字化車間中數字孿生算法的計量評價技術規范，有助于實現對數字孿生算法模型的科學、準確評價，推動數字化車間的廣泛應用，加速智能制造與工業互聯網、物聯網的融合，提升智能制造相關技術的研發效率、效益、效能，推動智能制造向更高層次發展，為我國建設制造強國提供有力支撐。三、編制依據JJF1071《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1001《通用計量術語及定義》、JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本規范制定工作的基礎性系列規范本規范主要參考了GB/T15532《計算機軟件測試規范》、GB/T37413-2019《數字化車間術語和定義》、GB/T38634（所有部分）《系統與軟件工程軟件測試》、GB/T40021-2021《信息物理系統術語》、GB/T41905《軟件與系統工程軟件測試工具能力》等的技術要求，并結合數字孿生技術的最新進展與應用編制而成。四、編制過程4.1預研階段2022年7月：由山東省計算中心（國家超算濟南中心）、中國計量科學研究院等主要單位組成預研組，對開展了調研。開始起草了國家計量規范項目申報書。4.2起草階段2022年9月-2022年12月：完成了規范草案的第1稿。2023年1月-2023年7月：修改、完善了規范草案的第2稿。2023年7月-2023年10月：完成了規范草案的第3稿。2023年10月-2024年4月：完成了規范草案的第4稿。2024年4月-2024年7月：完成了規范草案的第5稿，開展案例實地調研與評價。2024年7月-2025年1月：形成征求意見稿。五、主要技術內容的論據5.1編制思路數字化車間的物理實體與其數字孿生體之間可以實現孿生互動，數字化車間內的數字孿生基本架構如圖1。物理實體包含數字化車間內的人、機、料、法、環等生產要素。數字孿生體表征數字空間中的物理實體，通過孿生互動與物理實體進行交互。孿生互動通過測量和感知、反饋和控制實現物理實體與數字孿生體之間、數字孿生體之間的雙向互動。數字孿生體需匹配不同行業、車間類型的特點，保障可視化、仿真、分析、預測、優化、決策等功能的實現。數字孿生算法是構筑數字孿生體、實現孿生互動的基礎，支撐數字孿生的功能實現與行業應用；其按照功能類型可分為建模算法、仿真算法、優化算法、決策算法等。5.2評價體系為評價數字化車間數字孿生體及相關算法，本規范設置了同步性、準確性、實時性、可靠性四個評價項目，評價體系參見圖2。同步性評價旨在評價數字化車間數字孿生體與物理實體的同步程度，應遵循以下評價要求。同步頻率：數字孿生體與物理實體之間應動態地進行內容信息同步，數字孿生體的同步頻率應符合數字化車間實際生產的需求。同步精度：數字孿生體與物理實體之間應動態地進行內容信息同步，數字孿生體的同步精度（實測參數與同步參數之間的誤差）應符合數字化車間實際生產的需求。準確性評價旨在評價數字化車間數字孿生體與物理實體在幾何特征、物理屬性、預測分析等方面的一致程度與準確程度，應遵循以下評價要求。尺寸準確性：數字孿生體應能準確反映物理實體的外觀形狀、尺寸大小幾何特征，其尺寸誤差應符合數字化車間實際生產的需求。位置準確性：數字孿生體應能準確反映物理實體在數字化車間的位置分布、相互關系等幾何特征，其位置差異應符合數字化車間實際生產的需求。結構準確性：數字孿生體應能準確反映物理實體的內部結構、裝配關系等幾何特征，其結構差異應符合數字化車間實際生產的需求。物理化學屬性準確性：數字孿生體應能準確反映物理實體的物理化學性質，其物理化學屬性參數與實測參數之間的誤差應符合數字化車間實際生產的需求。仿真預測數據準確性：數字孿生體應具備仿真、分析預測功能，數字孿生體仿真分析、預測等功能產生的預測數據與實測數據之間的誤差應符合數字化車間實際生產的需求。實時性評價旨在評價數字孿生在數據獲取、數據處理、數據傳輸、報警響應的及時性，應遵循以下評價要求。數據獲取實時性：數字孿生體應能及時采集、讀取、感知到數字化車間傳感器傳遞的實時數據，其獲取多源異構數據的時間應符合數字化車間實際生產的需求。數據處理實時性：數字孿生體應能及時預處理傳感器傳遞的實時數據，包括實時數據的清洗、格式化和歸一化等處理，其進行數據預處理的時間應符合數字化車間實際生產的需求。數據傳輸實時性：數字孿生體應能及時將數據傳輸給關聯數字孿生體進行進一步分析處理，其數據傳輸進程的時間應符合數字化車間實際生產的需求。異常響應實時性：數字孿生體應能及時對超過報警閾值的參數值進行報警，其報警響應時間應符合數字化車間實際生產的需求。可靠性評價旨在評價數字孿生體在在高負荷、異常情況下的處理能力，應遵循以下評價要求。穩定性：數字孿生體在負載條件下可無故障地實現功能。魯棒性：數字孿生體在輸入錯誤數據數據、服務器異常、非法操作下可保障不崩潰。圖1數字化車間數字孿生基本架構圖2數字化車間數字孿生算法評價體系六、工作小結此次《數字化車間數字孿生算法計量評價方法》國家計量技術規范的編寫，起草組對數字車間的數字孿生算法開展了大量的測試、評價與分析研究工作，擬實現對數字孿生算法的科學、準確評價，提升智能制造相關技術的研發效率、效益、效能，推動智能制造向更高層次發展，為我國建設制造強國提供有力支撐。但