互时科技：2023数字孪生技术理念白皮书_21页_4mb

数字孪生技术理念白皮书 | 2023 总结

核心内容概述

本白皮书系统阐述了数字孪生技术及其核心支撑——信息模型，在企业数字化转型中的重要性。文档重点分析了数字孪生在不同成熟度层级的应用差异，强调了信息模型在构建统一数据源、实现数据治理与分发、提升跨场景协同等方面的关键作用，并提出了信息模型在设计与建造、运营与维护等阶段的应用价值和未来潜力。

主要观点

1. 数字化转型是应对VUCA时代的有效手段

• 企业面临不确定性、复杂性、模糊性等挑战，需向数据驱动转型。
• 数字化转型的核心在于重构企业生产力与生产关系，实现全局优化。
• 信息模型是实现这一转型的基石，支撑数据治理和跨场景流转。

2. 数字孪生技术是数字化转型的重要支点

• 数字孪生技术通过将物理世界解耦、重构、建模至数字世界，为数字化转型提供支持。
• 国内当前主要应用集中在镜像层，描述层应用正在逐步发展。

3. 数字孪生应用成熟度模型

• 按照IEEE P3144标准，数字孪生应用分为镜像、描述、诊断、预测及自治五个层级。
• 镜像层主要用于可视化展示，描述层则作为统一数据源，支撑企业数字化转型。

4. 信息模型是数字孪生的基石

• 信息模型包含本体数据和活动记录，实现对实体对象的全生命周期、全粒度数字化表达。
• 它通过标准化、场景化和语义化，保障数据一致性、准确性和可用性。

关键信息

一、数字孪生信息模型的组成与作用

• 信息模型是数字孪生的核心组成部分，不同于可视化模型、机理模型和数理模型。
• 它是企业构建统一数字底座的基础，通过单一数据源实现高质量的数据治理和分发。
• 信息模型支持跨场景的数据流转，是实现从局部优化到全局优化的关键。

二、信息模型包含的信息类型

• 本体数据：描述实体对象的结构、材料、工艺、规程等，产生于设计与建造阶段。
• 活动记录：描述实体对象当前状态和历史运营记录，产生于运营与维护阶段。
• 信息模型通过规则和抽象方式将原始数据（如工程数据、采购数据、运营数据）转化为标准化、语义化的数据。

三、信息模型的成熟度与行业应用现状

• 国内企业目前主要停留在镜像层应用，描述层应用正在逐步增加。
• 镜像层主要用于可视化展示，而描述层则具备更强的数据治理和跨场景应用能力。
• 信息模型是支撑更高阶应用（如诊断、预测）的基础，其质量与可用性是关键。

四、信息模型的质量与可用性标准

• 质量标准包括完整性、准确性、及时性、一致性、安全性。
• 可用性标准包括易接入、易理解、易执行、易分享。
• 信息模型的场景化管理进一步提升了其质量和可用性。

五、信息模型的构建与维护

• 数字孪生信息模型的构建是企业数字化转型的基础任务。
• 模型构建完成后，需持续维护以确保与实际状态保持一致。
• 对于在役工厂，信息模型的维护尤为关键，需与现有系统进行关联与整合。

六、信息模型在不同阶段的应用价值

• 设计与建造阶段：

  • 支持工程全参与方的数据协同。
  • 实现材料全生命周期追溯。
  • 提升资料编制效率和质量。
  • 促进跨专业、跨团队协作。

• 运营与维护阶段：

  • 支持全域数据筛选与查阅，提升信息管理效率。
  • 自动生成设备资料台账、BOM表等。
  • 支持故障定位、技改信息同步、生产报表生成等。
  • 为一线工程师减负增效。

信息模型的行业意义

• 信息模型是数字孪生技术的基石，是实现企业数字化转型的核心支撑。
• 在过程制造业、基础设施及高端装备等资产密集型行业中，信息模型具有更高的战略价值。
• 国内对信息模型的研究与推广尚处于起步阶段，但已有积极进展。

未来展望

• 信息模型的构建和维护将逐步成为企业数字化转型的重点任务。
• 信息模型的推广需要统一的行业标准，如ISO15926、CFIHOS等。
• 随着技术的发展，信息模型将在更多场景中发挥价值，成为推动企业数字化转型的重要力量。

参考文献与版权信息

• 本白皮书由互时科技发布，内容涉及数字孪生与信息模型在企业数字化转型中的应用与价值。
• 引用相关文献包括ARC咨询集团、中国信通院、石秀峰、彭瑜等专家和机构的研究成果。

结语

• 信息模型是数字孪生技术的基石，是企业实现数据驱动模式转型的关键。
• 数字孪生信息模型的构建与维护需企业重视，结合自身战略优先级进行部署。
• 未来，信息模型将在更多行业和场景中释放其潜在价值，助力企业实现更高效、更智能的运营。