GBT 47691-2026 工业数字孪生系统建设实施指南标准立项发展报告

工业数字孪生系统建设实施指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:GuidelinesfortheImplementationofIndustrialDigitalTwinSystemConstruction摘要关键词：工业数字孪生；系统建设；实施指南；国家标准；数字化转型；智能制造；标准化一、引言1.1研究背景当前，全球制造业正经历以数字化、网络化、智能化为核心特征的深刻变革。数字孪生作为实现物理世界与数字世界精准映射、实时同步和深度融合的关键技术途径，被广泛认为是智能制造和工业互联网的重要落地形态。据中国电子技术标准化研究院等机构调研，我国已有超过40%的大型制造企业开始探索数字孪生技术在工厂规划、设备运维、工艺优化等场景的应用，但不同行业、不同规模企业的实施水平差异巨大，系统建设往往呈现碎片化、异构化和不可持续的特点。在此背景下，亟待建立一套面向工业场景的数字孪生系统建设实施指南类国家标准，帮助企业厘清建设思路，规范实施路径，保障建设质量。GB/T47691-2026正是在这一现实需求下提出并立项的关键性标准化成果。1.2标准制定目的与意义本标准的制定旨在为工业企业提供一套科学、系统、可操作的数字孪生系统建设实施框架，解决当前相关系统建设中存在的“重概念、轻实施，重展示、轻应用，重建设、轻运维”等共性问题。其意义体现在三个层面：-战略层面：本标准的实施是落实《“十四五”智能制造发展规划》《国家标准化发展纲要》等国家政策中关于推进数字孪生标准化工作部署的具体举措，有助于推动新型工业化发展进程。-产业层面：通过标准化引导，可促进产业链上下游协同，降低系统集成的技术壁垒和沟通成本，加速数字孪生解决方案的规模化复制推广。-企业层面：为企业提供“按图施工”的建设指引，帮助企业规避建设误区，减少试错成本，提升建设效率和投资回报率。二、标准编制依据与原则2.1编制依据本标准的编制严格遵循《中华人民共和国标准化法》及其配套法规的要求，并按照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》规定的规则进行起草。标准编制过程中充分参考了以下政策文件和技术成果：-《“十四五”智能制造发展规划》（工信部联规〔2021〕207号）-《国家标准化发展纲要》-ISO23247系列标准（面向制造的数字孪生框架）-IEC62832（工业过程测量控制和自动化中的数字工厂框架）-GB/T23000系列（两化融合管理体系）同时，标准编制组广泛收集了国内汽车、航空航天、电子制造、钢铁冶金等行业十余家龙头企业的数字孪生建设实践经验，结合中国电子技术标准化研究院等科研机构的技术研究成果，确保标准的科学性、先进性和适用性。2.2编制原则本标准的编制坚持以下四项原则：-系统性原则：从系统全生命周期的视角出发，涵盖架构设计、数据治理、模型构建、平台部署和运维保障等各关键环节，形成闭环管理框架。-开放兼容原则：标准在技术架构上充分兼顾异构系统的兼容集成需求，不限定特定软件平台或硬件环境，为未来技术演进预留空间。-协调一致原则：与现行有效的国家标准、行业标准保持协调关系，避免交叉矛盾，形成逻辑自洽的技术标准簇。三、标准主要技术内容3.1范围界定本标准规定了工业数字孪生系统建设的目标与原则、总体架构、系统建设流程、关键技术要求、数据管理与集成、系统集成与接口、测试验证、运维保障和评价改进等内容。标准适用于工业企业开展工业数字孪生系统的规划、设计、实施、运维与评估，也可作为第三方服务机构及系统供应商开展相关方案设计与交付的技术参考依据。3.2主要技术内容框架标准正文部分按照建设实施的逻辑递进关系，构建了“架构—流程—技术—数据—集成—质量—运维”七大维度的技术要求体系。（一）系统架构设计要求标准明确提出了工业数字孪生系统应遵循的总体架构框架，采用“物理实体层—数据采集层—数据传输层—数字孪生模型层—平台服务层—业务应用层”的六层架构逻辑，并辅以安全与管理体系作为横向支撑。各层次之间应具备明确的数据接口和服务调用规范。物理实体层涵盖生产设备、产线、车间、工厂等不同颗粒度的实体对象，数字孪生模型层则提供多维度、多尺度的模型构建与融合能力。（二）建设流程规范针对当前企业普遍存在的“不会建、不知从何着手”的困境，标准将工业数字孪生系统的建设实施划分为六个阶段，包括需求分析与目标确定、方案设计与技术选型、详细设计与数据准备、开发实现与模型构建、集成部署与系统联调、试运行评估与迭代优化。每个阶段均明确了输入条件、主要工作内容、输出成果和评审要点，形成闭环管理机制。（三）数据采集治理数据是数字孪生系统的基础要素。标准要求企业应建立覆盖设备运行数据、生产工艺数据、环境感知数据、业务管理数据等多源异构数据的采集与治理体系，明确数据采集的覆盖范围、频率、精度和实时性指标要求。同时提出数据质量管理规范，包括完整性、一致性、准确性和时效性四个维度的约束条件，并要求建立数据资产目录和数据全生命周期管理机制。（四）模型构建要求数字孪生模型的构建是本标准的核心内容之一。标准对不同类型模型的构建提出针对性要求。在几何模型方面，标准规定三维几何模型应按实际物体的尺寸和比例进行构建，应包含主要结构特征，模型精细度与场景需求相匹配，模型坐标系应保持一致，并要求在模型格式交换时能够保持几何精度和拓扑关系不丢失。在物理模型方面，标准要求物理模型应基于对象的物理属性与运行机理构建，模型关键参数应依据实测数据和理论分析确定，应能反映主要物理特性的动态变化过程，且计算求解精度应满足具体应用场景的要求。在行为模型方面，应基于对象的运行逻辑和控制策略构建，行为规则应准确描述对象在各类工况下的响应特征，并应能够根据外部输入和内部状态变化进行动态更新。在规则模型方面，标准规定规则模型应涵盖业务运行规则、约束条件和决策逻辑，规则表达应准确、无歧义，能够支持推理机和决策引擎的调用执行。同时，标准还强调了多模型协同及模型验证与修正的要求。在协同方面，标准对几何模型、物理模型、行为模型和规则模型之间的映射、关联和数据交换关系提出了集成要求。在验证与修正方面，要求采用对比分析、仿真测试等方法对模型精度进行评估，模型误差应满足应用需求，同时要求通过实际运行数据对模型进行持续修正和迭代更新。（五）系统集成部署针对工业环境下系统集成复杂度高的现实问题，标准对工业数字孪生系统的集成方式提出具体规范，要求系统集成应支持与ERP、MES、PLC、SCADA等常见工业系统的互联互通，集成过程中应保证数据语义一致性和时序准确性。在部署方式上，标准允许企业根据实际条件选择本地化部署、云端部署或混合部署方式，但同时明确了不同部署模式下的安全性、可靠性和数据主权要求。（六）安全与运维保障安全是系统建设不可忽视的基础保障。标准要求工业数字孪生系统的建设与运行应满足网络安全等级保护的相关要求，建立数据安全管理制度和访问控制机制，对敏感数据和模型进行加密存储和授权使用，并建立安全审计和风险处置机制。在运维层面，要求建立涵盖系统监控、预警、故障诊断、应急恢复和版本管理的运维保障体系，并提出模型持续迭代更新的管理要求。四、主要参与起草单位简介本标准由全国信息技术标准化技术委员会提出并归口，由多家在工业数字化领域具有深厚积累的科研院所和企业联合起草。在此重点介绍主要起草单位之一——中国电子技术标准化研究院。中国电子技术标准化研究院（工业和信息化部电子工业标准化研究院，简称“电子标准院”）创建于1963年，是工业和信息化部直属事业单位，也是国内电子信息技术领域从事标准化研究的权威专业机构。该院长期承担电子信息领域国家标准、行业标准的制修订组织工作，是全国信息技术标准化技术委员会的秘书处单位，同时是ISO/IECJTC1的国内技术对口单位，具备丰富的国际标准转化和国内标准研制经验。在工业数字孪生标准化领域，电子标准院先后牵头编制了《数字孪生模型通用要求》《智能制造虚拟工厂参考架构》等多项关键标准，积累了扎实的技术研究基础和丰富的标准编制实践经验。在本标准研制过程中，电子标准院发挥其在系统架构设计和标准化方法论方面的核心优势，牵头负责标准总体框架设计、核心章节撰写及多轮意见征求与审定工作。该院联合多家行业龙头企业开展实地调研，采集了大量真实场景下的建设案例和技术需求，为标准中各项技术要求的科学设定提供了有力的数据与实践支撑。五、结论与展望5.1结论GB/T47691-2026《工业数字孪生系统建设实施指南》作为我国工业数字孪生领域一项重要的实施类国家标准，填补了该方向标准体系中“如何建、怎样建好”的操作性指引空白。标准首次从系统化角度构建了覆盖规划、设计、实施、运维全过程的技术规范框架，为工业企业提供了清晰可行的建设路线图。本标准的实施预计将产生以下三方面积极效果：-统一认知框架：有效减少因概念理解不一而导致的项目建设方向偏差，促进形成全行业对工业数字孪生系统建设关键要素的共同理解。-降低建设风险：为企业提供经过验证的实施路径和方法参考，有助于缩短建设周期，减少重复开发浪费，降低项目失败概率。-促进产业协同：有利于系统供应商、系统集成商、第三方服务机构和最终用户之间形成标准化的协作话语体系，加速技术成果转化和产业链成熟。5.2展望随着人工智能、边缘计算、新一代通信等技术的快速迭代，工业数字孪生系统正朝着更高阶的智能化方向演进。未来，围绕本标准的落地实施，还需持续推进以下工作：一是加快研制配套的评估评测标准和行业应用指南，形成“基础通用+行业专用”的标准簇；二是推动标准在国际标准化组织中的对接与互认，增强我国在工业数字孪生国际标准领域的话语权；三是建立标准实施效果跟踪评估机制，根据技术发展和产业需求适时开展标准修订与更新工作，确保标准的持续适用性和先进性。可以预见，随着本标准的深入实施，我国工业数字孪生系统的建设将从“探索试错”走向“规范有序”，为制造强国和网络强国建设注入持续的标准化动能。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T47691-2026工业数字孪生系统建设实施指南[S].北京:中国标准出版社,2026.[2]工业和信息化部.“十四五”智能制造发展规划[Z].2021.[3]中共中央,国务院.国家