2024数字孪生车间

数字孪生车间1IIII11目 次范围 1规性用1术和1数孪车体架及组成 3字生间系3字生间3数孪车技要求 5理间5间生型5间实互5间生据5间能务6真6信系的成6字生间行型要求 6字生间用7文要求 7数孪车评指组成量方法 7标立7标重定7据采性 7素控性 7据备性 8间通性 8实互致性 8实互时性 8置活性 8信直8功集9模多9数孪车性能 9数字孪生车间第1部分：通用要求范围本文件适用于数字孪生车间的设计、建设、应用和评估。（下列术语和定义适用于本文件。3.1数字孪生digitaltwin通过数据采集获取、传输交换的方式实现虚拟模型和相应物理实体之间的实时或低延时数据交能够基于虚拟模型数据实现状态监测、数据分析、过程仿真、结果预测、决策优化等有助于物3.2数字孪生车间模型digitaltwinshop-floormodel以物理车间为对象，利用数字孪生技术（手段）得到的与之对应的虚拟模型。3.3物理实体physicalentity现实世界中客观存在并可相互区别的物体。3.4车间要素shop-floorelement物理车间中的物理实体，可归类为人员、设备、工具、物料、产品等。3.5PAGEPAGE10PAGEPAGE3车间信息系统shop-floorinformationsystem3.6数字孪生车间digitaltwinshop-floor3.7物理车间physicalshop-floor（3.8车间孪生模型digitaltwinmodelofshop-floor3.9要素孪生模型digitaltwinmodelofelement3.10车间孪生数据dataofdigitaltwinshop-floor3.11数字孪生车间交互interactionindigitaltwinshop-floor数字孪生车间内不同要素、要素孪生模型、服务之间的数据交换或状态映射。3.12虚实交互interactionbetweenelementsandmodels属于数字孪生车间交互，特指车间要素以及与其对应的要素孪生模型之间的数据交换或状态映射。3.13数字孪生车间服务digitaltwinshop-floorservice）3.14数字孪生车间活动仿真digitaltwinshop-floorsimulation3.15数字孪生车间运行模式digitaltwinShop-floorOperationMode数字孪生车间在不同需求驱动下的各种运行状态。1图1数字孪生车间体系架构数字孪生车间的组成应包括：硬件设备/设施、软件功能/系统。选项包括：必需、建议、自选，具体应根据应用需求根据表1进行功能选配。1数字孪生车间选配项选项必需建议自选硬件设备/设施数控生产设备/单元/产线✓数控辅助工具✓数控物流设备✓数控仓储设备✓数据采集/传感器设备✓数据存储设备✓数据传输/网络设备✓能源供应设备✓计算机/服务器设备✓人机交互设备✓软件功能/系统数字控制功能✓数据采集与监控功能✓1（数字孪生车间选配项选项必需建议自选软件功能/系统数据库/知识库✓设备联网功能✓信息接入功能✓目视化管理功能✓备份与存储功能✓生产指挥调度中心/总控室✓生产运作管理系统✓物流仓储管理系统✓供应链管理系统✓人力资源管理系统✓客户关系管理系统✓计算机辅助设计系统✓计算机辅助工程系统✓计算机辅助制造系统✓计算机辅助测试系统✓计算机辅助质量管理系统✓质量追溯系统✓基本业务办公系统✓产品数据管理系统✓产品全生命周期管理系统✓知识管理系统✓综合布线系统✓能效管理系统✓设备维护系统✓防差错管理系统✓安全管理系统✓应急指挥调度系统✓物理车间应符合以下要求：/”//数据采集/能；计算机/车间孪生模型应满足以下要求：）/组装/融合获得，应能够根据业务需求进行重构或优化；；；除此之外，还应符合T/CMIE××××.2-×××ד数字孪生车间第2部分：模型构建”的有关规定。车间虚实交互应满足以下要求：除此之外，还应符合T/CMIE××××.3-×××ד数字孪生车间第3部分：虚实交互一致性”的有关规定。车间孪生数据应满足以下要求：车间智能服务应满足以下要求：“/系统）算法//仿真应满足以下要求：与信息系统的集成应满足以下要求：数字孪生车间应具备以下运行模式：数字孪生车间应满足以下应用要求：相关文档编写应满足以下要求：针对性：指标设立/则：01；（(%）)1数据可采性=可采集的物理车间数种类个数+可取的信息系数据种类个数×100% (1)物理车间数据种类总数+信息系统数据种类总数（(%）)2。要素可控性=可数字控制的车间要个数×100% (2)车间要素总数（(%）)数据完备性是指车间孪生数据包括的数据种类个数去除重复的数据种类个数后与数据种类总数的数据完备性=车间孪生数据种类个车间生数据重复类个数×100% (3)数字孪生车间数据种类总数（(%）)4车间连通性=可交互车间要素个数+交互要素孪模型个数+交互服务个数×100% (4)车间要素总数+要素孪生模型总数+车间服务总数（(%）)虚实交互一致性是指在虚实交互过程中车间要素与相应要素孪生模型保持状态一致的数量与要素（5虚实交互一致性=车间要素与相应要素生模型保持态一致的组数×100% (5)要素孪生模型总数（(%）)虚实交互实时性是指数据从车间要素和要素孪生模型的其中一端发出至另一端收到所耗费的时间6虚实交互实时性=数据在车间要素与要孪生模型之传输的时间×100% (6)可接受的时延上限值（(%）)配置灵活性是指数字孪生车间能依据新的业务需求快速重构的车间孪生模型部分占车间孪生模型7配置灵活性=可重构的要素孪生模个数×100% (7)要素孪生模型总数（%）（8信息直观性=可显示数据种类个数可显示素孪生模型数×100% (8)数据种类总数+要素孪生模型总数（(%）)9功能集成性=可用要素制造能力个可用息系统功能数×100% (9)要素制造能力总数+信息系统功能总数（(%）)6（1模式多样性=数字孪生车间具备的行模式个数×100% (10)60100）101数字孪生车间性能=

数据可采性×权重1+要素可控性×权重2+数据完备性×权重3+车间连通性×权重4×5+×+配置灵活性×权重7+信息直观性×权重8+功能集成性×权重9+模式多样性×权重1010

×100%(11)1～权重10102IIII11目 次前 言 III范围 1规性用1术和1基要求 2般2名2建准则 2准化 2准化 3量化 3视化 3交互 3融合 3重构 4进化 4建要求 4模4维型建4领模构要求 5型装5型合5模验和正5型证5型正5模管要求 6附录A 7数字孪生车间第2部分：模型构建范围（GB/T26099.2-2010 2T/CMIExxxx.1—xxxx 1下列术语和定义适用于本文件。3.1数字孪生模型构建digitaltwinmodelconstruction模型构建是指针对物理对象，构建其基本单元的模型，可从多领域模型构建以及“几何-物理-行为-规则”多维模型构建两方面构建数字孪生模型。3.2数字孪生模型组装digitaltwinmodelassembly数字孪生模型组装是从空间维度上实现数字孪生模型从单元级模型到系统级模型再到复杂系统级模型的过程。3.3数字孪生模型融合digitaltwinmodelfusionPAGEPAGE2PAGEPAGE33.4数字孪生模型验证digitaltwinmodelassembly3.5数字孪生模型校正digitaltwinmodelverification3.6数字孪生模型管理digitaltwinmodelmanagement数字孪生车间模型构建应包括以下要求：数字孪生模型精准化应包括模型静态和模型动态的精准化。符。数字孪生模型的标准化应包括但不限于以下几个方面：数字孪生模型可交互应包括但不限于以下几个方面：数字孪生模型可融合将多个或多种数字孪生模型能够基于关联关系整合成一个整体，数字孪生模型可融合包括但不限于以下几个方面。几何物理行为“几何-物理-行为-规则”模型可刻画物理对象的几何特征、物理特性、行为关系以及演化规律等。（（（在模型组装是从空间维度中，应遵循以下要求：在模型融合中，应遵循以下要求：为保证所构建模型的精准性，需对构建的模型进行多维验证。模型验证应遵循以下要求：d）针对规则维度，需验证模型演化规律与物理实际的变化规律是否相符；e) 若模型验证结果不能满足需求，应进行模型校正。模型校正包模型校正参数选择与模型准确度校验模型校正参数应遵循以下要求：b）模型校正应包含以下流程：校正后的模型需进行准确度校验，准确度校验要求应包括但不限于：a）校验后模型准确度应不高于准确度阈值；b）校验后模型应符合物理车间运行逻辑规律；c）校验后模型运行效率应符合要求。为模型的高效管理与使用，应遵循以下要求：；；附录A（资料性附录）模型构建流程A.1图A.1 模构流数字孪生车间3II11目 次前 言 II范围 1规性用1术和1虚交通要求 2实互体2实互2虚映通要求 3射3实射致要求 3数联通要求 4模动4型动4模动般4模动致要求 4模校通要求 5型正本5型确评估 5型正数5型确校验 5交控通要求 5制5制6制案本6制案估6互制致要求 6数字孪生车间第3部分：虚实交互一致性范围（T/CMIExxxx.1—xxxx 1T/CMIExxxx.2—xxxx 2下列术语和定义适用于本文件。3.1虚实交互一致性physical-virtualinteractionconsistency物理车间真实运行状态与数字孪生车间模型的仿真状态的差异程度。3.2虚实映射physical-virtualmapping数字孪生车间模型描述物理车间动态运行状态的过程。3.3虚实映射一致性physical-virtualmappingconsistency数字孪生车间模型描述物理车间运行的准确程度。3.4数模联动data-modellinkagePAGEPAGE2PAGEPAGE33.5数模联动一致性data-modellinkageconsistency用于驱动数字孪生车间模型运行的驱动数据与数字孪生车间模型映射关系的对应程度。3.6交互控制interactioncontrol根据数字孪生车间模型仿真结果，对物理车间进行精准、同步控制的过程。3.7交互控制一致性interactioncontrolconsistency物理车间执行数字孪生车间模型控制指令的准确、同步程度。数字孪生车间的交互主体对象应分为人员、设备、物料、环境。AGV1图1数字孪生车间虚实交互数字孪生车间的虚实交互应包括虚实映射模块、数模联动模块、模型校正模块和交互控制模块：人员状态映射要求应包括但不限于：a）c）设备状态映射要求应包括但不限于：a）c）物料状态映射要求应包括但不限于：a）;b）环境状态映射要求应包括但不限于：;;c）生产过程映射要求应包括但不限于：a）;b）;c）;d）数字孪生车间模型应准确描述物理车间产品质量。数字孪生车间虚实映射一致性要求应包括但不限于：;c）几何物理行为”“设备产线车间几何物理行为”a）几何模型数模联动规则：建立车间物理对象的采集数据与车间几何模型的驱动映射关系;b）物理模型数模联动规则：建立车间物理对象的采集数据与车间物理模型的驱动映射关系;c）行为模型数模联动规则：建立车间物理对象的采集数据与车间行为模型的驱动映射关系;d）规则模型数模联动规则：建立车间物理对象的采集数据与车间规则模型的驱动映射关系。建立车间物理对象的数据与其领域模型的驱动映射关系的车间多领域模型数模映射规则。设备产线车间关系；数字孪生车间模型驱动的动态数据应分为动作数据、状态数据和控制指令。动作数据用于驱动数字孪生车间模型的运动，包括机械臂的关节值、AGV小车的坐标位置、人员的坐标位置等；数模联动一般流程应包括模型初始化和模型实时驱动。数字孪生车间数模联动一致性要求应包括但不限于：图2模型校正基本流程模型准确度评估应包括准确度阈值制定和模型准确度评估。T/CMIE27.2.1和7.2.2进行。模型准确度校验应根据T/CMIExxxx.2—xxxx《数字孪生车间第2部分：模型构建》的7.2.3进行。数字孪生车间应根据制造任务制定控制策略并生成控制指令，控制指令下达给物理车间被控对象，使被控对象能快速准确执行控制指令。人员对人员的