《工业互联网平台 设备数字孪生模型体系结构》（编制说明）

1工作简要过程

《工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构》（原名：《生产设

备数字孪生模型体系结构》）团体标准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

随着互联网、物联网、人工智能等新一代信息技术与制造业持续深

度融合，工业互联网平台加速发展，数据的价值日益凸显。当前数据不

仅成为企业抢占未来发展主动权的重要前提，更是驱动我国经济高质量

发展的关键要素。充分发挥我国丰富的数据资源优势，全面提升数据资

源应用价值对于推进我国两化融合、加快我国数字经济创新发展意义重

大。同时，数字孪生作为数据与模型应用的典型特征之一，可实现现实

物理系统向虚拟空间数字化模型的反馈，并形成对现实生产体系的准确

模型化描述，目前已日趋成为工业互联网平台相关领域学术、产业界研

究热点，有望成为推动制造企业数字化转型发展的新动能。

设备是制造活动的基本载体，是制造企业最核心的资产，其管理水

平直接影响企业生产、经营、供应等价值创造活动。在数字化、网络化

背景下，设备数据应用水平在一定程度上直接决定了设备资产价值成效

的发挥，对设备数据科学、高效的管理是发挥数据价值的重要前提。

设备数字孪生模型是数字化条件下设备运行管理的重要组成形态，

是聚合设备数据、信息、知识的数字载体，其对企业产品研发设计、生

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产运营优化以及运维保障等环节价值的创造具有重要的支撑作用。而模

型体系架构是系统构建并应用模型，提高模型综合利用成效的重要环节。

通过标准引导企业基于工业互联网平台科学开展设备数字孪生领域模型

体系架构建设与分析，可有效实现设备数据高效利用和知识经验的沉淀

复用，对充分释放工业数据价值，加速工业互联网平台建设与应用具有

重大意义。

当前，国内外设备领域研究和实践成果大多集中于传统的设备资产

管理、绩效评价与规范化业务流程管理等领域，而尚未聚焦工业互联网

平台应用背景下的设备模型管理，对于数字孪生领域的设备模型也鲜有

研究。随着制造业向高质量转型以及新一代信息技术的快速发展，设备

数字孪生模型将扮演越来越重要的角色。标准给出了构建工业互联网平

台设备数字孪生模型体系结构的指导建议，提供了设备数字孪生模型的

主要视图及各视图组成特征等信息，明确了工业互联网平台在设备数字

孪生模型体系的支撑作用，可加快制造业数字化转型、提升企业竞争能

力、加速工业互联网平台发展应用。

1.2主要工作过程

2022年2月，国家工业信息安全发展研究中心启动《生产设备数字

孪生模型体系结构》团体标准基础研究。

2022年2-3月，国家工业信息安全发展研究中心基于前期研究基础，

形成了《生产设备数字孪生模型体系结构》标准草案。

2022年3月22日，国家工业信息安全发展研究中心与北京航空航

天大学、华北电力大学、苏州同元软控信息技术有限公司、北京寄云鼎

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城科技有限公司、北京空间飞行器总体设计部、中国航天科工三院三〇

二所、北京圜晖科技有限公司、北京智宇创亿科技有限公司、格创东智

科技有限公司的专家线上研讨标准内容，明确了下一步修改方向。

2022年3月29日，《生产设备数字孪生模型体系结构》标准立项

材料报至中关村信息技术和实体经济融合发展联盟，拟进行团体标准立

项。

2022年4月14日，按照《中关村信息技术和实体经济融合发展联

盟团体标准管理办法》规定，中关村信息技术和实体经济融合发展联盟

标准化技术委员会秘书处组织专家对《生产设备数字孪生模型体系结

构》团体标准进行立项审查，符合标准立项条件，准予立项。

2022年4月22日，组织召开全国两化融合标委会生产设备数字化

管理标准工作组（TC573/WG18）全体成员大会暨首批试点工作启动会，

并在会上对标准适用范围、技术内容、编写规范等进行了热烈讨论和充

分交流，与会专家对有关标准名称调整的意见进行了深入研讨论证，一

致同意将标准名称调整为《工业互联网平台设备数字孪生模型体系结

构》。

2022年5月至今，全国信息化和工业化融合管理标准化技术委员会

组织标准编写单位对标准内容进行集中修改完善，修订形成标准征求意

见稿，拟面向社会广泛征求意见。

1.3主要参加单位、起草组组成及所做的工作

本文件由国家工业信息安全发展研究中心等单位联合起草。标准工

作组以线上或线下方式开展了多轮次标准研讨，并调研了国内外学界和

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产业界的最新理论成果和实践成效，在此基础上分工撰写标准主要内容，

完善形成了《工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构》（原名：《生

产设备数字孪生模型体系结构》）团体标准征求意见稿。

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）标准主题紧密结合生产设备数字化管理需求。标准旨在给出构建

工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构的指导建议，明确工业互联

网平台在设备数字孪生模型体系的支撑作用，可加快制造业数字化转型、

提升企业竞争能力、加速工业互联网平台发展应用。

3）标准条款贴近产业实践、注重应用实效。本标准以提升数字世界

中设备数字孪生模型利用效率、促进制造业可靠性、稳定性提升为目标，

围绕基于工业互联网平台的设备数字孪生的模型体系总体结构框架，其

结构包含由角色视图、应用视图、功能视图、维度视图与层次视图组成

的五项视图的设备数字孪生模型体系，并明确了起到模型汇聚、连接、

交互、配置等支撑作用的工业互联网平台，引导制造行业加强设备数字

孪生模型管理与应用效率，提升产品全生命周期可靠性。本标准核心技

术内容来源于制造行业深耕实践经验的凝结提炼，确保标准应用实效。

在标准起草组成员单位中既有长期开展模型工程研究的高校、研究院所，

也有长期从事设备数字孪生相关工作的企业与单位，凝聚了长期一线工

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作的实践经验，为标准的实效性、可操作性提供了保障。

4）标准起草过程广泛联合业界力量。本文件在研制推进过程中，注

重广泛联合业界力量，标准起草组覆盖产、学、研、用各类主体，通过

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、企

业一线的意见建议，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

本文件规定了基于工业互联网平台的设备数字孪生的模型体系总体

结构框架，该结构包含由角色视图、应用视图、功能视图、维度视图与

层次视图组成的五项视图的设备数字孪生模型体系，以及起到模型汇聚、

连接、交互、配置等支撑作用的工业互联网平台。

（一）基于工业互联网平台的设备数字孪生模型总体框架

基于工业互联网平台的设备数字孪生模型总体框架主要由包含角色

视图、应用视图、功能视图、维度视图与层次视图五项视图在内的设备

数字孪生模型体系，以及起到模型汇聚、连接、交互、配置等支持作用

的工业互联网平台组成。

（二）基于工业互联网平台的设备数字孪生模型体系

（1）角色视图：基于工业互联网平台的设备数字孪生模型的角色视

图主要从模型开发者、管理者与使用者等角色进行模型构建、管理与应

用等方面的功能进行阐述。

（2）功能视图：基于工业互联网平台的设备数字孪生模型的功能视

图主要从设备对物理实体的描述、设计、诊断、预测、优化、控制、反

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馈等方面的功能进行阐述。

（3）应用视图：基于工业互联网平台的设备数字孪生模型的应用视

图主要从设备的需求规划、选型购置、安装调试、运行管理、维修维护、

改造报废等设备全生命周期各个阶段进行阐述。

（4）维度视图：基于工业互联网平台的设备数字孪生模型的维度视

图主要从设备的本体、机理、知识、几何、通信、数据、管理等各个维

度进行阐述。

（5）层次视图：基于工业互联网平台的设备数字孪生模型的层次视

图主要从设备的零件、组件、部件、整机和生产系统等各个层次进行阐

述。

（三）工业互联网平台对设备数字孪生模型体系的支撑作用

基于工业互联网平台的设备数字孪生模型体系结构中，工业互联网

平台的作用包括但不限于模型汇聚、模型连接、模型交互、模型配置等。

3主要验证和应用情况及效益分析

3.1验证及应用情况

当前全国两化融合标委会生产设备数字化管理标准工作组

（TC573/WG18）正推动生产设备数字化管理标准的试点验证工作，汇

集了一批长期从事生产设备数字化管理的相关高校、研究院所、企业及

专家组织，具备长期一线工作的实践经验，为下一步开展《工业互联网

平台设备数字孪生模型体系结构》标准应用验证奠定了基础。

3.2应用效果及效益分析

（一）预期社会效益

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随着新一代信息技术与制造业的融合发展，工业互联网平台加速发

展，数据的价值日益凸显，基于工业互联网平台的设备数字孪生模型在

制造业中得到深度应用，但当前相关领域数字孪生模型仍存在模型结构

复杂、应用效率底下等问题。《工业互联网平台设备数字孪生模型体系

结构》（原名：《生产设备数字孪生模型体系结构》）规定了基于工业

互联网平台的设备数字孪生的模型体系总体结构框架，并明确了工业互

联网平台的模型汇聚、连接、交互、配置等支撑作用，引导制造业构建

设备数字孪生模型管理与应用的顶层架构，从而充分发挥设备数字孪生

模型的应用效能，推动制造业数字化转型升级。

（二）预期经济效益

本标准可与《工业互联网平台设备数字孪生模型融合通用要求》形

成配套关系，并共同应用，可有效提升相关企业开展设备数字化管理的

成效，充分释放工业数据价值，加速工业互联网平台建设与应用，提升

企业竞争力，促进数字经济迅速发展。

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

本标准为推荐性团体标准，鉴于本标准适用范围是整个制造行业，

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故同步推动国家标准立项。

8贯彻标准的要求和措施建议

鉴于本标准是当前产业发展亟需的引导性标准，建议加快征求意见、

送审、报批等工作，并推动标准的宣贯培训和试点应用。

9废止现行标准的建议

无。

10其他应予说明的事项

无。

《工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构》起草组

2022年5月31日

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标准编制说明

（征求意见稿）

标准名称：工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构（原名：生产

设备数字孪生模型体系结构）

标准级别：团体标准

起草单位：国家工业信息安全发展研究中心

编制日期：2022年5月31日

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1工作简要过程

《工业互联网平台设备数字孪生模型体系结构》（原名：《生产设

备数字孪生模型体系结构》）团体标准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

随着互联网、物联网、人工智能等新一代信息技术与制造业持续深

度融合，工业互联网平台加速发展，数据的价值日益凸显。当前数据不

仅成为企业抢占未来发展主动权的重要前提，更是驱动我国经济高质量

发展的关键要素。充分发挥我国丰富的数据资源优势，全面提升数据资

源应用价值对于推进我国两化融合、加快我国数字经济创新发展意义重

大。同时，数字孪生作为数据与模型应用的典型特征之一，可实现现实

物理系统向虚拟空间数字化模型的反馈，并形成对现实生产体系的准确

模型化描述，目前已日趋成为工业互联网平台相关领域学术、产业界研

究热点，有望成为推动制造企业数字化转型发展的新动能。

设备是制造活动的基本载体，是制造企业最核心的资产，其管理水

平直接影响企业生产、经营、供应等价值创造活动。在数字化、网络化

背景下，设备数据应用水平在一定程度上直接决定了设备资产价值成效

的发挥，对设备数据科学、高效的管理是发挥数据价值的重要前提。

设备数字孪生模型是数字化条件下设备运行管理的重要组成形态，

是聚合设备数据、信息、知识的数字载体，其对企业产品研发设计、生

2

产运营优化以及运维保障等环节价值的创造具有重要的支撑作用。而模

型体系架构是系统构建并应用模型，提高模型综合利用成效的重要环节。

通过标准引导企业基于工业互联网平台科学开展设备数字孪生领域模型

体系架构建设与分析，可有效实现设备数据高效利用和知识经验的沉淀

复用，对充分释放工业数据价值，加速工业互联网平台建设与应用具有

重大意义。

当前，国内外设备领域研究和实践成果大多集中于传统的设备资产

管理、绩效评价与规范化业务流程管理等领域，而尚未聚焦工业互联网

平台应用背景下的设备模型管理，对于数字孪生领域的设备模型也鲜有

研究。随着制造业向高质量转型以及新一代信息技术的快速发展，设备

数字孪生模型将扮演越来越重要的角色。标准给出了构建工业互联网平

台设备数字孪生模型体系结构的指导建议，提供了设备数字孪生模型的

主要视图及各视图组成特征等信息，明确了工业互联网平台在设备数字

孪生模型体系的支撑作用，可加快制造业数字化转型、提升企业竞争能

力、加速工业互联网平台发展应用。

1.2主要工作过程

2022年2月，国家工业信息安全发展研究中心启动《生产设备数字

孪生模型体系结构》团体标准基础研究。

2022年2-3月，国家工业信息安全发展研究中心基于前期研究基础，

形成了《生产设备数字孪生模型体系结构》标准草案。

2022年3月22日，国家工业信息安全发展研究中心与北京航空航

天大学、华北电力大学、苏州同元软控信息技术有限公司、北京寄云鼎

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