GBT 43441.1-2023 信息技術 數(shù)字孿生 第1部分：通用要求VIP

信息技術數(shù)字孿生2023-11-27發(fā)布IGB/T43441.1—2023 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14縮略語 25參考架構 25.1概述 25.2目標實體 35.3數(shù)字實體 45.4孿生互動 45.5服務應用 56基本要求 66.1同步性 66.2一致性 66.3實時性 66.4可靠性 66.5可維護性 66.6集成性 76.7可擴展性 77功能要求 77.1概述 77.2數(shù)字實體構建 77.3測量與感知 77.4實時仿真 87.5數(shù)據(jù)分析 87.6預測優(yōu)化與決策 97.7反饋與控制 97.8可視化交互 97.9數(shù)字資產(chǎn)管理 8安全要求 8.1環(huán)境物理安全 8.2數(shù)據(jù)安全 ⅡGB/T43441.1—20238.3網(wǎng)絡安全 8.4訪問控制 附錄A(資料性)數(shù)字孿生行業(yè)服務 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T43441《信息技術數(shù)字孿生》的第1部分。GB/T43441已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用要求。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國信息技術標準化技術委員會(SAC/TC28)提出并歸口。本文件起草單位：中國電子技術標準化研究院、中國電子技術標準化研究院華東分院、金航數(shù)碼科技有限責任公司、電子科技大學、華中科技大學、南方電網(wǎng)有限責任公司、安世亞太科技股份有限公司、重慶郵電大學、騰訊云計算(北京)有限責任公司、三一重機有限公司、阿里巴巴(北京)軟件服務有限公司、北京五一視界數(shù)字孿生科技股份有限公司、株洲中車時代電氣股份有限公司、上海寬帶技術及應用工程研究中心、中國電子科技集團公司第三十八研究所、江蘇金陵智造研究院有限公司、網(wǎng)思科技集團有限公司、東軟集團、廣東利元亨智能裝備股份有限公司、蘇芯物聯(lián)技術(南京)有限公司、上海集成通信設備有限公司、上海天臣微納米科技股份有限公司、安徽格比智能裝備有限公司、國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院、中建科技集團有限公司、中國移動通信有限公司研究院、特斯聯(lián)科技集團有限公司、深圳工業(yè)總會、無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心有限公司、武漢工學智聯(lián)科技有限公司、西安航天自動化股份有限公司、中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心管理工程研究所、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、中國鐵道科學研究院集團有限公司、浙江晶日科技股份有限公司、安徽巨一科技股份有限公司、東風設計研究院有限公司、無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院、西安前沿動力軟件開發(fā)有限責任公司、清華大學、上海逸迅信息科技有限公司、上海交通大學、浙江大學、北京電信規(guī)劃設計院有限公司、北京航空航天大學、亞信科技(中國)有限公司、中汽研汽車工業(yè)工程(天津)有限公司、重慶長安汽車股份有限公司、卡奧斯工業(yè)智能研究院(青島)有限公司、北京石油化工學院、北自所(北京)科技發(fā)展股份有限公司、南京維拓科技股份有限公司、寧夏巨能機器人股份有限公司、西南石油大學、喀什地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)技術研究院、鵬城實驗室、山東省人工智能研究院、中興通訊股份有限公司、廈門盈趣科技股份有限公司、四川元匠科技有限公司、中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司第六研究所、深圳市洲明科技股份有限公司、北京世冠金洋科技發(fā)展有限公司、眾芯漢創(chuàng)(北京)科技有限公司、中數(shù)鏈(上海)文化發(fā)展有限公司、貴陽險峰機床有限責任公司、新疆絲路六合電氣科技有限公司、蘇州精控能源科技有限公司、上海慧程智能系統(tǒng)有限公司、上海核工程研究設計院有限公司、?？怂箍抵圃熘悄芗夹g(青島)有限公司、北京計算機技術及應用研究所、江蘇南高智能裝備創(chuàng)新中心有限公司、深圳市軸心自控技術有限公司、南方電網(wǎng)儲能股份有限公司、國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司科學技術研究總院分公司、京東方科技集團股份有限公司、網(wǎng)易(杭州)網(wǎng)絡有限公司、研祥智能科技股份有限公司、云南昆船設計研究院有限公司、深圳華龍訊達信息技術股份有限公司、蘇州火星視覺數(shù)字科技有限公司。李永韜、劉思楊、姜洪朝、白瑩杰、孫昊婧、曹世鵬、周凱、劉浩波、姚榮斌、王中照、馮立、榮輝、郝健、數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定目標實體的數(shù)字化表達，該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間以適當?shù)乃俾屎途冗M行同步。由于數(shù)字孿生具備虛實融合與實時交互、迭代運行與優(yōu)化，以及全要素/全流程/全業(yè)務數(shù)據(jù)驅(qū)動等特點，目前已被廣泛應用到制造、城市、農(nóng)業(yè)、能源、建筑等多個領域。數(shù)字孿生技術可幫助工廠管理者實現(xiàn)對工廠生產(chǎn)資源計劃、過程管控指令的模擬和優(yōu)化，以改善工廠設計、建設和再造階段的決策方案，并提升工廠經(jīng)營階段的產(chǎn)出效益；可幫助城市管理者推進數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃與同步建設，實現(xiàn)城市規(guī)建管運全生命期管理與治理模式創(chuàng)新；可幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者進行生產(chǎn)作業(yè)的監(jiān)控和優(yōu)化，對于農(nóng)業(yè)機械裝備可進行預測性診斷；可幫助能源管理者實現(xiàn)對能源生產(chǎn)和傳輸過程的可視化監(jiān)控和管理，進行故障分析和遠程運維等；可幫助建筑建設者推進建筑規(guī)劃、設計、施生對患者病情進行實時監(jiān)控，提供個性化的醫(yī)療方案，對醫(yī)療資源進行動態(tài)優(yōu)化等。面對數(shù)字孿生在多種場景中的廣泛應用需求，開展數(shù)字孿生標準化工作顯得尤為重要。GB/T43441旨在規(guī)定數(shù)字孿生的參考架構、數(shù)字實體構建、信息交互、數(shù)字化資產(chǎn)分類與管理等，擬由四個部分構成。——第1部分：通用要求。目的在于規(guī)定數(shù)字孿生的參考架構、基本要求、功能要求以及安全要求?！?部分：數(shù)字實體。目的在于規(guī)范數(shù)字實體的架構、建模、管理和應用要求?！?部分：信息交互。目的在于規(guī)范信息交互功能架構、接口、數(shù)據(jù)結構和功能要求。——第4部分：數(shù)字資產(chǎn)分類與管理要求。目的在于規(guī)定數(shù)字孿生過程中產(chǎn)生的數(shù)字化資產(chǎn)分類及管理要求。IN1信息技術數(shù)字孿生第1部分：通用要求本文件規(guī)定了數(shù)字孿生的參考架構、基本要求、功能要求以及安全要求。本文件適用于數(shù)字孿生有關系統(tǒng)或產(chǎn)品的開發(fā)、應用與服務。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T22239—2019信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求GB/T35273—2020信息安全技術個人信息安全規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。具體或抽象的事物，包括這些事物之間的關聯(lián)。目標實體targetentity現(xiàn)實世界被選中進行數(shù)字化映射的實體。目標實體的數(shù)字化映射。具有保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間以適當速率和精度同步的數(shù)據(jù)連接的特定目標實體的數(shù)字化表達。數(shù)字孿生系統(tǒng)digitaltwinsystem基于數(shù)據(jù)驅(qū)動來實現(xiàn)目標實體與數(shù)字實體間各要素動態(tài)迭代的系統(tǒng)。注：數(shù)字孿生系統(tǒng)由目標實體、數(shù)字實體、兩者之間的數(shù)據(jù)連接以及數(shù)據(jù)連接過程中涉及的模型、數(shù)據(jù)和接口等要素組成。數(shù)字資產(chǎn)digitalasset僅以數(shù)字形式存在的資產(chǎn)，或資產(chǎn)的數(shù)字表示。2效指耿引效指耿引4縮略語下列縮略語適用于本文件。BIM:建筑信息模型(BuildingInformationModel/Modeling)GIS:地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem)HTTP:超文本傳輸協(xié)議(HyperTextTransferProtocol)HTTPS:超文本傳輸安全協(xié)議(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)MQTT:消息隊列遙測傳輸(MessageQueuingTelemetryTransport)NB-IoT:窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBandInternetofThings)TCP:傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol)UE4:第四代虛幻引擎(TheFourthGenerationUnrealEngine)WLAN:無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork)5參考架構數(shù)字孿生的概念模型見圖1。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和孿生互動過程，目標實體與數(shù)字實體之間實現(xiàn)動態(tài)b)虛實結合：目標實體和數(shù)字實體之間通過物聯(lián)網(wǎng)等技術手段實現(xiàn)雙向映射、動態(tài)交互與實時連c)動態(tài)迭代：數(shù)字實體實時接收目標實體的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)迭代優(yōu)化；目標實體實時接收數(shù)字實體的反饋以實現(xiàn)輔助決策。服務服務應片露實體動態(tài)迭代數(shù)字標引說明：4→——信息交互；-—邏輯關系。3數(shù)字孿生參考架構包括目標實體、孿生互動、數(shù)字實體和服務應用等四個部分，見圖2。能源能源建筑應用支撐數(shù)字實體孿生互動目標實休服務應用反饋與控制測量與感知關聯(lián)關系數(shù)字模型李生數(shù)據(jù)實體本體可視化農(nóng)業(yè)制造其他決策優(yōu)化頻測圖2數(shù)字孿生參考架構目標實體是建模與交互的對象，數(shù)字實體是目標實體的數(shù)字化映射，孿生互動是數(shù)字孿生系統(tǒng)中目標實體與數(shù)字實體之間的信息交互過程，通過應用支撐實現(xiàn)行業(yè)服務應用。實體本體可按照邏輯屬性、產(chǎn)生時間以及復雜程度進行分類，見表1。a)按照邏輯屬性：分為具體和抽象兩種類型。b)按照產(chǎn)生時間：分為過去式、現(xiàn)在式兩種類型。c)按照復雜程度：分為單元級與系統(tǒng)級兩種類型。表1實體本體分類表分類規(guī)則類型邏輯屬性示例復雜程度單元級具體可見的生命體(如人、動物、植物)與非生命體(如設備、設施、產(chǎn)品、建筑)的單元/部件；不可見的能量場(如磁、熱、力、光、聲、流體、絕緣等)的單一區(qū)域或單個能量場抽象設備、設施、產(chǎn)品、建筑等維護或設計等過程中單一環(huán)節(jié)的方法與經(jīng)驗系統(tǒng)級具體設備、設施、產(chǎn)品、建筑單元/部件組合，物理場多區(qū)域耦合或多物理場耦合等抽象設備、設施、產(chǎn)品、建筑等維護或設計等全過程各環(huán)節(jié)組成的、完整的方法與經(jīng)驗產(chǎn)生時間過去式一曾經(jīng)出現(xiàn)、存在或運行的，具備具體或抽象邏輯屬性的實體事物現(xiàn)在式當下出現(xiàn)、存在或者正在運行的，具備具體或抽象邏輯屬性的實體事物4實體的關聯(lián)關系可按照更新情況和特征屬性兩個維度進行劃分，見表2。a)按照更新情況：分為動態(tài)與靜態(tài)兩種類型。其中，靜態(tài)關聯(lián)確定后不再變動，動態(tài)關聯(lián)可根據(jù)事物發(fā)展情況定時或不定時更新。b)按照特征屬性：分為物質(zhì)流、能量流與信息流三種類型。注：傳遞信息的有效性與無效性均為實體關聯(lián)關系的客觀反映，不影響其存在、運行與流轉(zhuǎn)。表2關聯(lián)關系分類表分類規(guī)則類型示例更新情況靜態(tài)生命體與非生命體的分類依據(jù)、生命體中動物與植物的分類依據(jù)及非生命體之間即物質(zhì)或設施、產(chǎn)品、服務的分類依據(jù)動態(tài)生命體與非生命體的從屬關系、動物與植物的依存關系、個人與組織的從屬關系、業(yè)務流程、設備與建筑設計/運維經(jīng)驗等特征屬性物質(zhì)流地球化學循環(huán)、生物圈內(nèi)物質(zhì)循環(huán)、工業(yè)流程物質(zhì)交換等能量流食物鏈能量流動、工業(yè)流程能量流動等信息流生物領域生命信息的傳遞、人文領域思想的傳遞、工業(yè)生產(chǎn)領域經(jīng)驗的傳遞、信息領域數(shù)據(jù)的傳遞等5.3數(shù)字實體數(shù)字模型對目標實體及其關聯(lián)關系映射構建目標實體內(nèi)外部特征與行為規(guī)律的模型?！獦嫿ㄊ侄伟ㄓ嬎銠C圖形設計、仿真技術、基于本體的建模方法、運籌學、機器學習等。——模型種類包括三維幾何模型、有限元分析模型、化學反應模型、流體力學模型、過程映射模型、運籌優(yōu)化模型、概率圖模型、神經(jīng)網(wǎng)絡模型等。孿生數(shù)據(jù)對目標實體相關各類信息進行數(shù)字化表達，包含本體數(shù)據(jù)、規(guī)則數(shù)據(jù)以及衍生數(shù)據(jù)?！倔w數(shù)據(jù)對目標實體的幾何特征、物理屬性以及相關約束進行數(shù)字空間的映射，是標識、尺寸、 規(guī)則數(shù)據(jù)對目標實體在物理空間所遵循的運行規(guī)律進行數(shù)字空間的映射，是知識、規(guī)定、流程，——衍生數(shù)據(jù)指數(shù)字實體基于目標實體相關數(shù)據(jù)開展仿真、分析、預測等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。5.4孿生互動測量與感知實現(xiàn)目標實體幾何特征、物理屬性以及相關約束等的數(shù)字化表達，主要流程可包括：a)確定目標實體類型，識別應測量或感知的數(shù)據(jù)范圍；b)確定測量感知的方式和媒體；5c)獲取目標實體的幾何特征、物理屬性等靜態(tài)數(shù)據(jù)以及壓力、流量、速度等動態(tài)數(shù)據(jù)；e)進行數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)存儲。5.4.2反饋與控制反饋與控制實現(xiàn)數(shù)字實體對目標實體的信息反饋和執(zhí)行控制等，主要流程可包括：a)獲取基于數(shù)據(jù)分析、仿真等產(chǎn)生的反饋結果，形成反饋信息；b)確定反饋對象，包括識別指令的目標實體或執(zhí)行調(diào)整指令的操作人員；c)將反饋信息通過接口、交互組件等傳輸至目標設備或操作人員；d)執(zhí)行反饋控制指令，該指令可由設備自主執(zhí)行或操作人員執(zhí)行；e)識別執(zhí)行反饋控制指令后目標實體的實時狀況。5.5服務應用可視化指使用計算機圖形和圖像處理技術及工具(如采用二維或三維數(shù)字建模等)呈現(xiàn)目標實體的仿真是將包含確定性規(guī)律和完整機理的模型轉(zhuǎn)化為軟件方式來模擬目標實體，包含系統(tǒng)仿真、物理分析指基于數(shù)字實體，通過時空計算、業(yè)務場景模擬等手段對目標實體進行關鍵信息提取及研究，實現(xiàn)實時運行狀態(tài)檢測、故障定位等。預測指通過采集目標實體的歷史數(shù)據(jù)和實時運行數(shù)據(jù)預先推測目標實體的狀態(tài)，包括目標實體的優(yōu)化指通過在數(shù)字空間進行仿真、分析和預測，對目標實體全生命周期的結果進行改進和完善，并實時、動態(tài)和持續(xù)作用于物理空間，包括算法優(yōu)化、模型優(yōu)化、資源配置優(yōu)化等。決策指基于目標實體和數(shù)字實體相關信息進行分析與推理，針對預設目標提出科學合理的解決方案，并向目標實體下達控制指令或向決策人員提供實施建議。66基本要求同步性包括內(nèi)容信息同步和基準時鐘同步兩個方面。a)內(nèi)容信息同步：數(shù)字實體與目標實體之間應動態(tài)地進行雙向內(nèi)容信息同步，同步的頻率和精度應滿足實際應用需求。b)基準時鐘同步：數(shù)字實體內(nèi)不同模型間、數(shù)字孿生系統(tǒng)內(nèi)不同模塊間及數(shù)字實體與目標實體間的接口，應采用相同基準時鐘。6.2一致性數(shù)字孿生系統(tǒng)中目標實體與數(shù)字實體保持幾何特征、物理屬性、相關約束以及邏輯規(guī)則的一致。a)數(shù)字實體應準確反映目標實體的幾何尺寸、位置、裝配關系等幾何特征。b)數(shù)字實體應準確反映目標實體的材料屬性、特征等物理屬性。c)數(shù)字實體應準確反映目標實體相關的驅(qū)動因素、環(huán)境擾動、運行機制等相關約束。d)數(shù)字實體應準確反映目標實體在物理空間所遵循的運行規(guī)律，包括知識、規(guī)定、流程、策略、方6.3實時性數(shù)字孿生系統(tǒng)的目標實體與數(shù)字實體之間的實時性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預處理、信息a)應在規(guī)定時間內(nèi)對多源異構數(shù)據(jù)進行定頻或變頻采集。b)應在規(guī)定時間內(nèi)對所采集數(shù)據(jù)進行預處理、傳輸處理、存儲等。c)數(shù)字實體應在滿足同步或異步要求的前提下，不定時進行模型更新和系統(tǒng)刷新。d)交互過程中系統(tǒng)響應時間、刷新頻率應滿足實際需求。e)應保障用戶對目標實體和數(shù)字實體的快速訪問與高效檢索能力。6.4可靠性可靠性包括穩(wěn)定性和魯棒性兩個方面。a)穩(wěn)定性：●數(shù)字孿生系統(tǒng)應具備在規(guī)定時間和實際應用條件下無故障地提供服務的能力；●數(shù)字孿生系統(tǒng)部署完成后，應具備穩(wěn)定運行及信息交互能力。b)魯棒性：數(shù)字孿生系統(tǒng)應具備在執(zhí)行過程中處理異常信息或錯誤信息的能力，當算法、模型等6.5可維護性可維護性包括可驗證性與可追溯性兩個方面。a)可驗證性：數(shù)字孿生系統(tǒng)應能夠?qū)?shù)字實體模型與數(shù)據(jù)的正確性進行驗證。b)可追溯性：數(shù)字孿生系統(tǒng)應保存運行過程中涉及的過程或活動的歷史記錄和實時數(shù)據(jù)，當系統(tǒng)出現(xiàn)預警或故障信息時，應能追本溯源到對應數(shù)據(jù)點或信息點，實現(xiàn)對全生命周期的數(shù)字孿生系統(tǒng)進行運維和監(jiān)控。7數(shù)字孿生系統(tǒng)應提供開放接口，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和信息傳遞。6.7可擴展性可擴展性要求包括：a)數(shù)字實體應具備添加、替換相關模型的能力；b)數(shù)字實體相關模型內(nèi)容應可擴展。7功能要求7.1概述數(shù)字孿生系統(tǒng)功能包括但不限于數(shù)字實體構建、測量與感知、實時仿真、數(shù)據(jù)分析、預測優(yōu)化與決策、反饋與控制、可視化交互和數(shù)字資產(chǎn)管理。7.2數(shù)字實體構建數(shù)字實體構建功能要求包括以下方面。a)應建立目標實體的數(shù)字化映射，包括目標實體的幾何特征、物理屬性以及相關約束等信息。b)宜建立目標實體的幾何模型、有限元分析模型、化學反應模型、流體力學模型、過程仿真模型、運籌優(yōu)化模型、概率圖模型、神經(jīng)網(wǎng)絡模型、可視化交互模型等不同模型。c)幾何建模應包括目標實體的尺寸、形狀和位置等信息，在滿足應用要求的前提下，宜對已有的幾何模型進行簡化、輕量化、貼圖等處理。d)應針對目標實體建立經(jīng)實踐驗證可行的數(shù)學、物理、化學、邏輯關系等機理模型。e)可視化建模應建立滿足可視化交互需要的三維模型，支持對空間、環(huán)境、天氣等不同應用場景模型建模；宜根據(jù)場景需要，支持不同類型的建模方法，如可見光建模、結構光建模、激光點云建模、維度建模、實體聯(lián)系建模、手工建模、傾斜攝影建模等；可視化建模應支持導入主流三維格式模型建模方式。f)數(shù)據(jù)建模應按業(yè)務或行業(yè)需要，建立對目標對象進行數(shù)據(jù)歸納分析預測的模型，支持構建松耦合、彈性開放的行業(yè)數(shù)據(jù)模型。g)宜滿足模型構建規(guī)則、接口要求、組裝要求以及擴展性說明，應支持對目標對象編碼和管理，保證通過編碼對模型中目標對象的唯一性進行識別。h)宜支持采取多種特征工程方法構建數(shù)據(jù)特征，如自動特征、變量選擇、主成分分析、因子分析等；宜支持UE4等主流建模軟件工具以及depthmap、multi-planeimage等多種模型表達方法。成、添加和替換數(shù)字模型的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層級的模型內(nèi)容進行擴展；應在統(tǒng)一的坐標系上，對模型進行融合，保證模型與數(shù)據(jù)信息更新的實時性、同步性和可靠性。j)應基于規(guī)則實現(xiàn)目標實體和數(shù)字實體的創(chuàng)建，宜支持同類模型、不同類模型之間的關聯(lián)關系定義。7.3測量與感知測量與感知功能要求包括：a)應對目標實體在物理空間的全面、多維度、多類型數(shù)據(jù)和信息進行靜態(tài)或動態(tài)、單次或批量數(shù)8據(jù)的采集和感知，如外觀數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、動態(tài)實時感知數(shù)據(jù)、特征屬性數(shù)據(jù)、內(nèi)部邏輯規(guī)則數(shù)b)測量與感知的數(shù)據(jù)應有時間標記，以追溯故障、對齊數(shù)據(jù)；c)視頻監(jiān)控宜支持與標準視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)深度集成；d)宜支持多種感知和采集技術對數(shù)據(jù)進行獲取，如高精度測量技術、感知技術、通信技術等；e)應支持多種通信方式的測量與感知，包括但不限于有線以太網(wǎng)、無線3G/4G/5G/WLAN/藍牙/NB-IoT等；f)應支持多種應用層以及傳輸層協(xié)議以實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的通信，包括但不限于HTTP、g)數(shù)據(jù)采集頻率應滿足數(shù)字孿生實時性要求和行業(yè)應用要求；h)數(shù)字孿生系統(tǒng)宜具備自檢能力，對獲取到的信息進行校驗。7.4實時仿真實時仿真功能要求包括：a)目標實體與數(shù)字實體應雙向?qū)崟r映射，目標實體的數(shù)據(jù)應被實時感知并傳送給數(shù)字實體，數(shù)字實體通過數(shù)據(jù)實時更新與模型校正，同步彼此的動態(tài)變化并實時做出響應；b)應明確仿真分析的初始條件和邊界條件，宜具備以多樣的數(shù)字模型映射目標實體的能力；c)應支持按實際應用場景要求的同步速率和精度要求對目標實體實施實時仿真分析，實時獲取目標實體狀態(tài)數(shù)據(jù)，對目標實體狀態(tài)進行實時分析判斷，充分反應目標實體特征，并預測目標實體將來的變化狀態(tài)；d)數(shù)字實體與目標實體應能夠?qū)崿F(xiàn)雙向交互，通過人機交互對數(shù)字實體下發(fā)執(zhí)行命令，數(shù)字實體將相關數(shù)據(jù)同步至目標實體，目標實體接收到數(shù)字實體或人機交互命令，動態(tài)變化并實時做出e)實時仿真過程應滿足有窮性、確切性，包含輸入項和輸出項，每個過程步驟應有效，宜支持目標實體全生命周期動態(tài)可追溯、追蹤的仿真分析；f)應對目標實體進行虛實結合的過程或者運行狀態(tài)變化的仿真分析，宜實時反映目標實體的行g)宜支持仿真分析結果與試驗結果的相互驗證，應實現(xiàn)數(shù)字實體和目標實體的幾何結構高度仿h)仿真分析宜支持多學科、多物理場聯(lián)合仿真，實時仿真過程應支持對場景、實體對象、事件等一項或多項要素融合，進行動態(tài)參數(shù)/數(shù)值配置并作為輸入條件；i)仿真分析宜支持采用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術修正計算分析模型和算法。7.5數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析功能要求包括：據(jù)格式轉(zhuǎn)換、多源異構數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)級特征級融合、數(shù)據(jù)與業(yè)務關聯(lián)以及標簽化、數(shù)據(jù)清洗等操b)宜支持按實際應用場景要求的同步速率和精度要求對目標實體進行快速數(shù)據(jù)分析，數(shù)字孿生系統(tǒng)應具備在線數(shù)據(jù)分析、離線數(shù)據(jù)分析、云端數(shù)據(jù)分析功能；c)應支持對多維數(shù)據(jù)進行融合分析，宜支持對目標實體進行空間分析計算；d)應通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)數(shù)字孿生業(yè)務應用，如設備故障診斷、預測性維護、發(fā)動機標定、商場人流量預測等；9e)宜根據(jù)數(shù)字孿生應用需要，采取合適的人工智能算法進行數(shù)據(jù)脫敏、過濾、處理和分析，分析方f)宜支持數(shù)據(jù)分析模型的可視化展示，包括對比分析、漏斗分析、留存分析、用戶行為路徑分析、用戶分群、用戶畫像分析等。7.6預測優(yōu)化與決策預測優(yōu)化與決策功能要求包括：a)應借助數(shù)字實體與目標實體的持續(xù)互動，支持基于目標實體實時狀態(tài)參數(shù)，采用不同的分析方法與預測模型來評估目標實體的健康狀態(tài)以及預測未來變化趨勢，在其故障發(fā)生之前進行診斷與預測，并能夠?qū)收宵c和故障原因進行加載、報警、顯示等；b)應支持開展目標實體設計、制造、運營等階段的不確定性預測，提供產(chǎn)品剩余壽命預測，應支持基于預測的結果，結合終端現(xiàn)場實際情況制定相應的生產(chǎn)維護策略；c)目標實體與數(shù)字實體可實現(xiàn)迭代優(yōu)化，數(shù)字實體應根據(jù)實時數(shù)據(jù)對目標實體的運行狀態(tài)進行仿真優(yōu)化分析，并對目標實體進行實時調(diào)控，優(yōu)化目標實體的任務執(zhí)行；d)應具備在數(shù)據(jù)采集與分析的基礎上，掌握目標實體在時間、空間、規(guī)則等上的分布特征，通過描述目標實體的可視化模型和內(nèi)在機理，對目標實體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、分析、推理，為目標實體的配置、運營、服務等方面的持續(xù)優(yōu)化提供輔助決策依據(jù)；e)應具備可自定義預測方案和自定義決策方案，并且可以在自主決策和輔助決策之間進行切換；f)宜支持采用虛擬現(xiàn)實技術和增強現(xiàn)實技術開展可視化維修與實施。7.7反饋與控制反饋與控制功能要求包括：a)應具備從數(shù)字實體連接到目標實體的傳輸接口方式，應支持可擴展的自定義接口方式；b)反饋與控制方式宜支持至少兩種連接方式；c)目標實體宜支持控制指令格式、指令校驗、指令注入權限等控制指令接入要求；d)數(shù)字實體應支持基于虛擬調(diào)試技術、控制代碼自動生成、高精度控制技術等多種控制執(zhí)行技術的實時反饋；別定制反饋控制流程和方法；f)應提供可視化反饋功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化動態(tài)展示和交互操作下的控制應用；g)對數(shù)字實體的交互控制應能實時反饋控制目標實體，交互控制邏輯應嚴謹，應能對超過所設定的閾值信息進行報警提示或進行相應的自動控制，不應造成目標實體損壞。7.8可視化交互可視化交互功能要求包括：a)應支持在微型計算機、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實/混合現(xiàn)實設備等一種或多種終端設備進行數(shù)據(jù)可視化的動態(tài)展示和交互操作；b)應具備可視化場景搭建和可視化交互設計能力，支持人機操作界面進行操作；c)應支持將測量與感知數(shù)據(jù)進行可視化展示，支持將仿真和數(shù)據(jù)分析結果進行可視化展示，宜支d)宜利用可視化技術建立用戶與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)交互的良好溝通方式，使用戶能夠個性化規(guī)整、約束及優(yōu)化數(shù)據(jù)采集分析過程；e)宜保證可視化交互展示信息與目標實體狀態(tài)實時同步，反映目標實體的屬性特征，并對互動結果進行直觀顯示；f)宜支持對三維模型進行可視化展示，支持多模態(tài)孿生數(shù)據(jù)的可視化訪問；g)應為不同數(shù)字孿生系統(tǒng)之間提供集成應用，以及數(shù)字實體和其他數(shù)據(jù)源的交互提供可視化訪問界面；h)應支持不同視角的切換和可視化交互，如通過鼠標、虛擬按鈕、快捷鍵等方式進行全局視角監(jiān)7.9數(shù)字資產(chǎn)管理數(shù)字資產(chǎn)管理功能要求包括：a)應支持對多元異構數(shù)據(jù)的存儲和統(tǒng)一管理功能，并對資產(chǎn)進行分類管理，存儲和管理其全生命周期模型和數(shù)據(jù)，支持對多模態(tài)數(shù)據(jù)的一體化存儲管理；b)應根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和特點，對數(shù)據(jù)進行分類、分區(qū)域存儲和展示。c)應建立數(shù)據(jù)存取、標記與管理機制，滿足實時異構數(shù)據(jù)快速可靠存取要求，應對多源、異構數(shù)據(jù)的格式和編碼進行規(guī)范化表達；d)宜建立目標對象與對應數(shù)字資產(chǎn)之間關聯(lián)關系，基于結構管理數(shù)字資產(chǎn)，實現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)結構化關聯(lián)管理；e)應支持對模型進行定義、刪除、更新和配置，支持面向不同數(shù)字孿生應用對各種模型以及數(shù)據(jù)多模態(tài)孿生數(shù)據(jù)復合索引和快速構建；f)應支持數(shù)字資產(chǎn)版本管理，包括記錄同一數(shù)字資產(chǎn)不同版本的信息，可對不同版本信息進行追溯，可對目標對象不同階段的數(shù)字資產(chǎn)演變過程進行追溯；g)宜建立各類評估規(guī)則，支持資產(chǎn)評估，確定資產(chǎn)的完整性與質(zhì)量；h)宜支持面向用戶的數(shù)字資產(chǎn)共享，包括資產(chǎn)在線查看、資產(chǎn)申請、審批、服務接口發(fā)布以及可調(diào)用等；i)應建立數(shù)字資產(chǎn)安全權限管理機制。8安全要求8.1環(huán)境物理安全環(huán)境物理安全要求包括：a)數(shù)字孿生系統(tǒng)部署環(huán)