标准编制说明

标准编制说明（征求意见稿）标准名称：制造业数字化仿真建模过程规范标准级别：团体标准起草单位：北京航空航天大学等编制日期：2021年12月30日 1工作简要过程《制造业数字化仿真仿真环境要求》本文件由中关村信息技术和实体经济融合发展联盟提出并归口，按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。1.1任务来源 数字化仿真是数字化研发设计、生产制造、运营管理等活动中重要的方法工具，是实现制造业数字化转型的重要解决方案，制造企业深入利用数字化仿真，有助于降低研发成本、缩短制造周期、加快产品研发，有利于打造资源节约型、环境友好型、持续创新型企业。工信部高度重视制造业数字化仿真领域标准化工作，《2021年工业和信息化标准工作要点》指出：强化制造业数字化转型融合标准制定，开展制造业数字化仿真等领域的标准研究。《2021年信息化和软件服务业标准化工作要点》也强调：做好两化融合标准研制，制定制造业数字化仿真管理等融合关键领域标准。当前，制造相关企业（尤其是中小企业）正在积极着手开展数字化仿真，但业界尚缺乏对数字化仿真的系统性、规范性的认知，尤其是针对建模过程，缺乏统一的管理标准。而模型是数字化仿真的重要基础，强化对建模过程的标准化、规范化管理，才能有效保障模型的可信度，进而充分发挥基于模型的数字化仿真的积极作用。本标准立足产业需求，针对以上产业界亟需解决的痛点问题，制定了一套有效保障模型可信的制造行业数字化仿真建模过程规范标准，为企业数字化仿真提供可供参考的标准的建模过程开发流程、文档说明和操作规范，从建模过程各个阶段的精细化管理入手，确保模型的可信程度，保障数字化仿真顺利开展。1.2主要工作过程2020年10月，启动《制造业数字化仿真建模过程规范》标准前期研究。2020年11-12月，全国两化融合标准化技术委员会（TC573）组织产学研用各界多家单位，组建标准起草组，通过线上会议的方式对标准草案进行研讨，二十余家单位代表出席会议，围绕建模过程规范相关内容展开热烈讨论，收集到了来自于行业实践中的诸多宝贵经验。2021年1-2月，形成标准草案框架初稿，并多次组织专家研讨，进一步明确修改方向。2021年3月9日，TC573在北京组织召开制造业数字化仿真标准化研讨会，来自高校、研究院所、重点企业的十余名该领域专家参加了会议，围绕制造业数字化仿真标准化工作的重点和方向进行了讨论，研究明确了第一批推动的包括《制造业数字化仿真建模过程规范》标准在内的制造业数字化仿真系列标准。2021年4月22日，国家工业信息安全发展研究中心在北京召开制造业数字化仿真系列标准研讨会，制造业仿真及标准化领域权威专家出席会议，对《制造业数字化仿真建模过程规范》标准的技术内容、推进方式提出了宝贵的建议。2021年5月8日，全国团体标准信息平台发布通知，《制造业数字化仿真建模过程规范》团体标准项目正式立项。2021年8月24日，《制造业数字化仿真建模过程规范》行业标准项目参加工信部立项答辩，并顺利通过。2021年12月9日，北京航空航天大学、国家工业信息安全发展研究中心、安世亚太科技股份有限公司、北京临近空间飞行器系统研究所、等单位对标准进行丰富完善，明确了标准下一步完善方向。2021年12月10日至今，在TC573的推动下，北京航空航天大学、国家工业信息安全发展研究中心、北京临近空间飞行器系统研究所、安世亚太科技股份有限公司等单位对标准进行优化完善，形成了完善的标准文稿，拟面向社会征求意见。2标准编制原则和主要内容2.1编制原则1）标准编写体例正式规范。本标准在编写格式上符合我国国家标准GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》。2）标准主题紧密结合制造业数字化转型需求。当前数字经济发展势头依然十分强劲，新模式、新业态不断涌现，为制造业发展提供强力的支撑。而数字化仿真以模型搭建和虚拟验证为核心，对产品或制造活动进行设计、规划和预测，从而提高研发效率、优化工厂布局、保障人员安全并节省制造成本，已应用于制造业多个细分领域，成为数字化转型的重要解决方案。本标准紧密结合制造业数字化转型需求，围绕制造业数字化仿真建模过程这一主题，通过归纳总结制造行业建模过程的共性特征，形成一套通用的建模过程管理规范，引导制造企业科学开展数字化仿真建模活动、助力实现制造业数字化转型升级。3）标准条款贴近产业实践、注重应用实效。本标准以引导制造企业科学、规范化管理建模过程，确保模型可信，保障后续数字化仿真顺利开展为目标。广泛调研了国内外包括政府科研机构、建模仿真相关学术组织、先进制造企业等开展建模活动的标准流程，并充分结合我国制造行业不同规模企业的现状及实践经验，确立了建模过程中多个关键的阶段和流程，确保标准应用有效。在标准起草组成员单位中约有一半系开展数字化仿真的制造企业，也为保障标准的产业应用奠定了基础。4）标准起草过程广泛联合业界力量。本标准在研制推进过程中，注重广泛联合业界力量，曾多次召开标准起草会、专家研讨会，广泛听取并充分采纳业内专家、生产一线的意见建议，标准文稿的形成凝集了行业智慧和经验，为标准的科学性和实用性提供了保障。2.2主要内容本文件规定了制造业数字化仿真建模过程中包含的建模需求分析、模型构建、模型评估、模型改进四个基本阶段以及每个阶段所需遵守的行为规范。主要包括以下内容：（一）术语和定义规定了概念模型、数学模型、仿真模型等术语定义。（二）建模过程规范总则从精细化管理入手，以确保模型的可信度为目标，制造业数字化仿真建模过程包含建模需求分析、模型构建、模型评估、模型改进四个阶段。特定的建模过程不必包含所有的阶段，对于简单的建模活动，其中的某些环节可以略过。（三）本标准规定了标准的建模过程及对应原则a)建模需求分析。需求分析是建模过程的第一步。在需求分析阶段，应以用户的需求作为输入，以规范的需求文档、建模策划方案为输出，需求分析分为明确问题、需求定义与资源筹划三个步骤。b)模型构建。模型构建应以需求文档为输入，经过创建概念模型、模型架构设计、数学模型构建、仿真模型实现以及模型集成等操作后，输出完整的模型。c)模型评估。企业在建模过程的每一个阶段都要进行可信评估，应该从模型全生命周期的视角，全面进行可信评估，秉持早发现问题、早定位问题、及时解决问题的原则。同时，企业应进行全面的模型开发风险管理，记录模型开发各个阶段所引入的不确定性，评估不确定性因素对模型可信度、项目进度以及项目成本的影响，进而对各类风险进行管控，保障建模过程顺利开展d)模型改进。企业应适时对模型进行改进升级，确保模型持续可信，按照模型自身的特点，模型改进可以分为人主导的离线模型改进和模型自适应的在线模型改进两大类别。3主要验证和应用情况及效益分析3.1验证及应用情况标准起草组围绕制造业数字化仿真建模过程进行了大量的行业调研，本标准核心技术内容来源于行业实践的凝结与提炼。目前正在筹备搭建制造业数字化仿真标准应用验证平台，通过采集标准应用数据，并基于数据分析结果不断优化标准内容，为本标准的研制发布提供了较好的验证应用基础。此外，本标准的研制充分吸纳了业内专家的意见和建议，标准起草组中也汇集了航空航天、船舶、轨道车辆、电气电子等各领域企业，为标准的有效应用和实施提供了保障。3.2应用效果及效益分析本标准规范了数字化仿真建模活动的基本流程，可以为制造企业建立各类制造活动中的模型提供指导，解决企业在建模活动中界定建模范围、规范开发流程、做好过程控制、提高建模质量、优化多方协同等各类痛点问题，助力企业建立高质量的可信模型，为后续数字化仿真及验证活动奠定模型基础。4采标情况无5与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系无6重大分歧意见的处理经过和依据无7标准性质的建议说明本标准为