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数字孪生关键技术标准！
2023.07.10 鲁邦通编辑部
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图1数字孪生关键技术相关标准[1]01物理实体标准物理实体标准主要规范物理实体的感知访问、决策执行和边缘合作。相关标准和主要内容如图2所示，包括以下方面：[1](1)感知访问标准。规范数字孪生系统中人、机、物、环境等物理实体的感知访问相关技术要求，保证物理实体信息访问和上传的规范性和兼容性，包括固有属性感知接口、历史属性读取接口等静态属性感知要求，以及实时状态感知接口、感知装置安装部署、感知装置性能、感知访问时间敏感性等动态属性感知要求。（2）决策执行标准。规范物理实体运行控制、运行优化、维护策略、故障自恢复的相关技术要求，包括控制指令格式、指令验证、指令注入权限、响应时间、执行效率、时间同步、执行精度、执行稳定性、执行反馈等有效性要求。（3）边缘端协作标准。规范数字双胞胎系统物理实体边缘端协作的相关技术要求，包括边缘端部署架构、边缘端功能边界划分标准、边缘端计算接口、边缘端计算性能、边缘端网络性能等。图2中物理实体的标准和主要内容[1]02虚拟实体标准虚拟物理标准主要规范模型功能、模型描述、模型构建、模型组装、模型验证、模型运行和模型管理。相关标准和主要内容如图3所示：（1）模型功能和描述标准。规范几何、物理、行为、规则多维多空间尺度模型的功能和描述[2]，包括几何、物理、行为、规则、维度、尺度、时空粒度、能力描述、性能描述、建模语言、模型包装、模型输入输出描述等。（2）模型施工和组装标准。规范几何、物理、行为、规则、多维多时空尺度模型的施工和组装相关技术要求，包括建模规则、建模环境、建模过程、模型组装规则、模型组装接口、模型组装过程、模型扩展等。（3）模型验证标准。规范几何、物理、行为和规则。单个模型和装配模型的分级验证相关技术要求包括验证规则、验证环境、验证过程、功能验证、性能验证（包括粒度、质量、准确性、可用性、易用性等）、一致性验证、兼容性验证等。（4）模型运行和管理标准。规范模型运行管理的相关技术要求，包括模型运行环境、模型运行配置、模型运行实时监控、模型简化/轻量化原则、模型更新、模型优化、模型添加、删除、修改等。图3中虚拟实体的标准和主要内容[1]03孪生数据标准数据是驱动数字双胞胎系统运行的基础。双胞胎数据标准主要规范数字双胞胎系统中涉及的双胞胎数据的表示、分类、存储、预处理、使用、维护和测试。相关标准和主要内容如图4所示，包括以下方面：[1]（1）数据表示标准。规范数字双数据表示所涉及的相关技术要求，包括数据属性、数据描述、数据索引、数据结构、数据时间序列关系、数据空间关系、数据用例等。（2）数据分类标准。规范数字双胞胎系统中涉及的双胞胎数据类别，包括分类标准、历史数据和现场数据，包括物理实体、虚拟实体、服务状态数据、控制数据、衍化数据、知识数据、模拟数据、管理数据等。(3)数据存储标准。规范双胞胎数据存储的技术要求，包括分布式存储、本地存储、存储介质、数据访问等。（4）数据预处理标准。在获得物理实体、虚拟实体和服务的原始数据后，需要进行预处理操作。相关技术要求包括数据清理、数据降级、数据变换、数据规约、数据关联、数据集成等。(5)数据使用和维护标准。规范双数据使用过程中涉及的相关技术要求，包括使用环境、数据集成、数据可视化、数据优化、数据加载、数据共享、数据维护等。(6)数据测试标准。与数据测试相关的技术要求主要包括数据测试过程、数据规范性测试、数据完整性测试、数据准确性测试、数据兼容性测试、数据易用性测试等。图4孪生数据相关标准及主要内容[1]04孪生数据的相关标准及主要内容连接和集成标准主要规范数字双胞胎物理实体、虚拟实体、服务和数据库的数据连接和集成。相关标准和主要内容如图5所示，包括以下方面：[1]（1）连接映射标准。规范物理实体、虚拟实体、服务和数据库之间的连接映射相关技术要求，包括连接模式、映射模型、映射字典等。（2）信息传输标准。规范物理实体、虚拟实体、服务与数据库之间的数据传输技术要求，包括传输协议、实时传输、传输可靠性、传输安全等。(3)交互与集成标准。规范物理实体、虚拟实体、双数据与服务的交互与集成相关技术要求，包括物理实体与虚拟实体的交互、物理实体与双数据的交互、物理实体与服务的交互、虚拟实体与双数据的交互、虚拟实体与服务的交互、服务与双数据的交互、交互网络、系统集成方法、系统集成运行机制等。（4）连接测试标准。规范物理实体、虚拟实体、服务和数据库之间的连接测试相关技术要求，包括连接兼容性测试、连接可靠性测试、连接时间敏感性测试、交互功能和性能测试、系统集成测试等。图5连接和集成标准和主要内容[1]05服务标准服务标准主要规范服务描述模型、服务开发、服务部署、服务运营、服务管理、服务质量与评价、服务交易等，相关标准及主要内容如图6所示，包括以下几个方面：[1](1)服务描述模型标准。规范数字孪生服务描述模型建模的相关技术要求，包括建模规则、环境、语言、流程等。(2)服务开发标准。规范服务开发的相关技术要求，包括功能描述、设计规范、开发环境、开发流程、服务包装、服务模板库等。（3）服务部署和运行标准。规范数字双胞胎中的服务部署和运行相关技术要求，包括部署要求、运行环境、服务实例、运行监控、服务合作、服务运行容错等。（4）服务管理标准。规范服务搜索、供需匹配、服务首选、服务调度、服务调度、服务组合、服务容错、服务合作等相关技术要求。(5)服务QOS和评价标准。规范数字双胞胎服务QOS及评价相关技术要求，包括时间、成本、信誉、满意度、非功能服务质量(包括可伸缩性、可伸缩性、可重用性、鲁棒性、可测试性)等。（6）服务交易标准。规范数字双胞胎服务交易的相关技术要求，包括服务交易平台、服务交易方式、服务交易安全、服务定价和收费、服务授权等。图6服务标准及主要内容[1]
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