《制造业数字化仿真 建模过程规范-编制说明》

标准编制说明

（征求意见稿）

标准名称：

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

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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

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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。

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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

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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。

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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

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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

本标准为团体标准，鉴于本标准适用范围是整个制造行业，同步推

动行业标准立项。

8贯彻标准的要求和措施建议

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鉴于本标准是当前产业发展亟需的引导性标准，