2020年11月26日，數字孿生體聯(lián)盟發(fā)布了《數字孿生體概念和術語體系（征求意見稿）》（Digital Twin - Concept System and Terminology System）。

數字孿生體聯(lián)盟成員和行業(yè)人士積極提出意見，標準工作組根據研討結果，采納了部分意見。近期數字孿生體聯(lián)盟正式發(fā)布《數字孿生體概念和術語體系（實施稿）》，歡迎企事業(yè)單位采用。

按照數字孿生體聯(lián)盟標準工作組計劃，接下來將繼續(xù)研制數字孿生體平臺和應用標準，重點基于IOT 3000開源項目進行研制。歡迎各界人士交流探討，并參與到數字孿生體標準研制中來。

以下為標準文本全文：

數字孿生體概念和術語體系

Digital Twin - Concept System and Terminology System

2020 - 11 - 26發(fā)布

2020 - 12 - 26實施

前言

本標準依據國標GB/T 1.1—2020給出的規(guī)則起草。

本標準由數字孿生體聯(lián)盟（DTC，Digital Twin Consortium）提出并歸口。

本標準起草單位：安世亞太科技股份有限公司、北京翼絡數字技術有限公司

本標準主要起草人：段海波、胡權、劉繼業(yè)

相關意見請發(fā)送郵件：INNOBASE@QQ.COM

引言

經過十年時間的發(fā)展，數字孿生體技術和應用正在引發(fā)國內外學術界和工業(yè)界的極大關注。數字孿生體技術為跨領域、跨層級、跨尺度的物理世界和數字空間建立了溝通的橋梁，以更少的能量，以信息換能量的方式來消除不確定性，成為數字化轉型的關鍵核心技術，是發(fā)展數字經濟的新型基礎設施。

作為正處于迅速發(fā)展的新一代數字技術，業(yè)界對數字孿生體概念的內涵外延理解不一，相關定義眾多，一定程度影響了數字孿生體技術的研發(fā)和應用。數字孿生體聯(lián)盟牽頭提出本標準的目的是通過標準化來做數字孿生體相關的概念協(xié)調和術語統(tǒng)一工作。

為保持本標準的適用性和可操作性，使用者在采標過程中，請及時將對本標準的意見及建議函告數字孿生體聯(lián)盟秘書處或編制單位，以便修訂時采用。

數字孿生體概念和術語體系正文

1　范圍

本標準建立了數字孿生體相關的概念體系，進而推演和規(guī)定了數字孿生體的相關術語定義。

本標準適用于第四次工業(yè)革命大背景下，數字孿生體在人類文明的工業(yè)化、城市化和全球化的各種應用場景。

2　規(guī)范性引用文件

下列標準中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準；凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

GB/T 20001.1-2001 標準編寫規(guī)則 第1部分：術語

ISO 10241-1 標準中的術語條目 第1部分：通用要求和示例（Terminological entries in standards - Part 1: General requirements and examples of presentation）

GB/T 15237.1-2000 術語工作 詞匯 第1部分：理論與應用

ISO 1087 術語工作和術語科學（Terminology work and terminology science – Vocabulary）

GB/T 19100-2003 術語工作 概念體系的建立

GB/T 10112-2019 術語工作 原則與方法

ISO 704 術語工作 原則與方法（Terminology work - Principles and methods）

GB/T 16785-1997 術語工作 概念與術語的協(xié)調

ISO 860 術語工作 概念與術語的協(xié)調（Terminology work - Harmonization of concepts and terms）

3　原則和方法

3.1　概念體系

概念體系是建立術語體系的基礎。現(xiàn)有術語的分析、定義和新術語的確立都應在概念體系的指導下進行。本標準概念體系的建立采用GB/T 19100-2003提供的原則和方法。

3.2　術語體系

本標準按照GB/T 15237.1-2000、GB/T 20001.1-2001和ISO 1087、ISO 10241-1的原則和方法對術語詞條進行組織和處理。本標準的術語體系主要由一系列詞條組成，包括編號、首選術語、英文對應詞和對術語的定義。

本標準按照GB/T 10112-2019和ISO 704提供的原則和方法對術語進行定義。術語定義優(yōu)先選擇相關國際標準或國家標準等規(guī)范性文件現(xiàn)有術語定義。部分詞條還包括廣泛認可的同義詞（許用術語）、示例和注釋，以便于理解概念和與其他領域相關術語之間的關系。

3.3　概念和術語的協(xié)調

本標準未來的修訂版本將按照GB/T 16785-1997和ISO 860提供的原則和方法，對數字孿生體與其他相關概念，如資產管理殼（Administration Asset Shell）等，進行概念和術語的協(xié)調。

4　概念體系

數字孿生體的概念體系如圖1所示。根據數字孿生體和數字孿生系統(tǒng)的邏輯結構，本標準將數字孿生體的概念和術語體系分成以下四個大類：數字孿生體相關、數字線程相關、實體相關和分類框架相關。

圖1 數字孿生體的概念體系

5　術語和定義

5.1　數字孿生體相關術語

5.1.1　數字孿生體 digital twin

數字孿生體 digital twin entity

其服務能為利益相關方提供價值的數字資產；通過算法引擎實現(xiàn)現(xiàn)有或將有的所關注實體的一個或多個視角的數字模型的表征和執(zhí)行，分析處理來自所關注實體的測量數據，感知、診斷或預測所關注實體的狀態(tài)，實現(xiàn)與所關注實體的狀態(tài)同步，并產生優(yōu)化所關注實體行為的控制信息。

注：數字孿生體通常是組織的數字資產。數字資產是以數字實體形式存在的認知資產。

5.1.2　數字孿生化 digital twinning

數字孿生 digital twinning

為物理實體、數字實體、物理虛擬混合實體等可以有數字模型的實體或實體組合建立數字模型的過程。

5.1.3　同步性 synchronism

數字孿生體按照適當的速率實現(xiàn)與對應的所關注實體的狀態(tài)同步的性質。

注：同步性是數字孿生體的本質特征。

5.1.4　數字孿生類型體 digital twin type (entity)

對應的所關注實體屬于抽象實體的數字孿生體。

5.1.5　數字孿生實例體 digital twin instance (entity)

與現(xiàn)有所關注實體單個實例對應的數字孿生體。

注：數字孿生實例體既可以依附于數字孿生類型體存在，也可以獨立存在。

5.1.6　數字孿生聚合體 digital twin aggregate (entity)

所關注實體所對應的數字孿生實例體的組合。

注：數字孿生聚合體可以共享數據和信息，形成所關注實體全面的數字化表征和執(zhí)行，相互依存的關系增強了每個數字孿生實例體表達現(xiàn)實的能力，可用于所關注實體的狀態(tài)預測和機器學習。

5.1.7　算法引擎 algorithm engine

實現(xiàn)數字孿生體的數字模型的數字化表征和執(zhí)行，以及數字孿生體與所關注實體狀態(tài)同步的軟件工具和平臺。

注：算法引擎可以分為數據驅動、基于模型和機器學習三類。

5.1.8　數字孿生系統(tǒng) digital twin system

為改進利益相關方在其所關注實體的生命周期內的決策，由所關注實體、與之對應的數字模型、保證數字模型之間通信的數字線程，以及實現(xiàn)數字模型和所關注實體之間通信的測量、控制、安保等子系統(tǒng)，外圍的由軟件和超系統(tǒng)數字孿生體等數字實體與相關組織形成的用戶域，一起構成的人工物理系統(tǒng)和物理虛擬混合實體。

注1：數字孿生系統(tǒng)的應用場景可根據實際需要，按5.4.1節(jié)中的圖2進行實例化和展開定義。

注2：超系統(tǒng)數字孿生體是指其他系統(tǒng)或環(huán)境中的數字孿生體。

5.1.9　數字孿生化對象 digital twinning target

物理實體、數字實體、物理虛擬混合實體或這些實體的組合等可以有數字模型的實體。

注：數字孿生體是數字孿生化對象進行數字孿生化的結果。在數字孿生系統(tǒng)中，數字孿生體所對應的實體或實體組合是數字孿生化對象。

示例：通訊網絡、智能電網、城市。

5.2　數字線程相關術語

5.2.1　模型 model

實體或實體集合的抽象表示，能夠在感興趣的條件或情況下描繪、理解或預測該實體或實體集合的屬性。

注1：模型可以使用基于數學、科學原理和概念的形式化抽象。模型可以由已建立的元模型產生。元模型通常用于開發(fā)準確、完整、一致和可理解的模型。

注2：模型可用于構造或表達實體架構。模型可分為描述模型和分析模型。視具體情況，模型可以是架構模型、架構實體模型、概念模型或參考模型。模型的視角可根據實際需要，按5.4.1節(jié)中的圖2進行實例化和展開定義。

5.2.2　數字模型 digital model

實體或實體集合的、以數字實體形式存在的模型。

注：數字模型的視角可根據實際需要，按5.4.1節(jié)中的圖2進行實例化和展開定義。

5.2.3　數字線程 digital thread

一種可擴展、可配置和組件化的通信框架，基于該框架可以促進數字空間內的各種數據-信息-知識系統(tǒng)間權威性數據、信息或知識的受控互操作和融合，可以構建覆蓋所關注實體的生命周期階段若干階段或價值鏈若干環(huán)節(jié)的跨時間尺度或空間尺度數字模型的集成視圖，進而以統(tǒng)一模型驅動所關注實體的生命周期活動，為決策者和各利益相關方提供支持。

注：數字線程的目標是要在所關注實體的生命周期內實現(xiàn)在正確的時間、正確的地點，把正確的信息傳遞給正確的利益相關方或數字實體。

5.2.4　時間數字線程 temporal digital thread

按時間尺度跨越所關注實體多個生命周期階段的數字線程。

示例：實現(xiàn)飛機設計、制造、綜保階段模型數據互操作和融合的數字線程。

5.2.5　空間數字線程 spatial digital thread

按空間尺度跨越所關注實體多個系統(tǒng)層次或物質尺度的數字線程。

示例：實現(xiàn)智能家居、智能建筑、智慧社區(qū)模型數據互操作和融合的數字線程。

5.2.6　領域數字線程 domain digital thread

按系統(tǒng)目的跨越所關注實體多個行業(yè)或學科的數字線程。

示例：實現(xiàn)地理信息、建筑信息、城市信息三類模型數據互操作和融合的數字線程。

5.2.7　互操作性 interoperability

兩個或多個實體可以交換信息并使用已交換的信息的程度。

5.2.8　融合 consolidation

基于標準將來自于異構系統(tǒng)的模型數據，合并形成統(tǒng)一的、有語義、可操作的模型信息。

5.2.9　基于模型的系統(tǒng)工程 Model-Based Systems Engineering，MBSE

一種形式化的系統(tǒng)建模應用，是系統(tǒng)工程應用的新范式；為應對基于文檔的傳統(tǒng)系統(tǒng)工程工作模式在復雜產品和系統(tǒng)研發(fā)時面臨的挑戰(zhàn)，以邏輯連貫一致的多視圖系統(tǒng)架構描述為橋梁，實現(xiàn)系統(tǒng)跨領域模型的可追蹤、可驗證和整個生命周期內的動態(tài)關聯(lián)，進而驅動貫穿于系統(tǒng)生存周期內的、從體系到系統(tǒng)組件各個層級內的系統(tǒng)工程過程、活動和任務。

注：基于模型的系統(tǒng)工程是構建數字線程的使能技術和起點。

5.3　實體相關術語

5.3.1　實體 entity

感知、已知或推斷具有其可區(qū)分的存在的事物。

示例：對象、事件，黑洞、反物質、暗物質、弦理論、神。

注：實體根據其不同屬性有多種分類方式，如物理實體、虛擬實體、物理虛擬混合實體，抽象實體、具體實體，物質、能量、信息，系統(tǒng)、過程，人工物理實體、自然實體、組織，資產、非資產，生物（有生命實體）、非生物（無生命實體），主體、客體，等等。

5.3.2　數字實體 digital entity

由數碼化或數字化手段或設備產生的，以比特形式存在的虛擬實體。

注1：數字實體可以存在于計算機等IT系統(tǒng)中，可以作為云服務或作為數據中心中的服務存在，也可以作為網絡元素或作為IoT網關存在。

示例：數字貨幣、數字簽名、數碼照片、慕課、數字孿生體。

5.3.3　抽象實體 abstract entity

通過從特定實體中提取共有特征而形成的一般實體。

注：未經抽象（提取共有特征）的實體是具體實體。

示例：模型、理論、藝術作品。

5.3.4　系統(tǒng) system

(a) 一組相互關聯(lián)或相互作用的實體。

(b) 具有某種預先確定屬性的關系的任一實體；具有某種預先確定關系的屬性的任一實體。

注：定義(a)和定義(b)等價。

5.3.5　過程 process

(a) 一組相互關聯(lián)或相互作用的活動，這些活動對輸入進行處理轉化，以交付預期結果。

(b) 持續(xù)的現(xiàn)象或以一系列狀態(tài)逐漸變化為特征的現(xiàn)象。

注：定義(a)用于描述人為過程；定義(b)用于描述自然過程。

示例：日食、地震、增材制造工藝、機器學習、數字化轉型。

5.3.6　人工物理實體 man-made physical entity

由組織出于一定目的改造自然實體后產生的物理實體。

示例：城市、食品、電網中的電流、制造工藝。

5.3.7　資產 asset

對組織有潛在價值或實際價值的實體。

注：價值可以是有形的或無形的。資產有多種分類方式。

5.3.8　認知資產 cognitive asset

組織或人工物理實體在運營或運行過程中產生的無形資產。

注：數據、信息、知識和智慧都屬于認知資產。

5.3.9　數據 data, pl

(a) 關于實體的事實。

(b) 以適合于通信、解釋或處理的形式化方式對信息進行可重新解釋的表示。

注1：數據通常采用定性變量或定量變量值的集合的形式。

(c) 分配給基本測度、派生測度或指標的值的集合。

注2：定義(b)和定義(c)等價。

5.3.10　信息 information

(a) 實體所呈現(xiàn)（所表述）的過程狀態(tài)及其變化方式。

(b) 認識主體所表述的實體過程狀態(tài)及其變化的形式、含義和價值。

(c) 經過處理、組織和關聯(lián)以產生意義的數據。

注：定義(a)是信息的本體論定義；定義(b)是信息的認識論定義。定義(b)和定義(c)等價。認識主體既可以是組織，也可以是具有信息處理能力或一定智能的物理虛擬混合實體。

5.3.11　知識 knowledge

(a) 被維護、處理和解釋的信息。

(b) 認識主體所表述的實體過程狀態(tài)及其變化規(guī)律。

注：定義(a)和定義(b)等價。認識主體既可以是組織，也可以是具有信息處理能力或一定智能的物理虛擬混合實體。

5.4　分類框架相關術語

5.4.1　尺度 scale

與實體屬性映射的一組有序的連續(xù)或離散值或一組類目。

注：本標準利用時間關系、空間關系和目的-手段關系（反映為系統(tǒng)目的、行業(yè)領域、質量特性、需求指標的展開）三個維度的尺度建立對實體及其數字模型的視角和數字孿生體的應用場景的分類框架（圖2）。

圖2 按時間、空間和目的-手段關系構建的三維分類框架

5.4.2　時間尺度 temporal scale

對實體的生命周期的度量。

注：這種度量包括兩個方面：一是實體生命周期長度的數量級，如秒、小時、星期、年等，或微觀、介觀、宏觀、宇觀等；二是生命周期階段列表。

5.4.3　生命周期 life cycle

生存周期 life cycle

實體從產生或概念構思到消亡或退役報廢的演變過程。

示例：產品生命周期、系統(tǒng)生存周期、軟件生存周期。

注：在PLM領域多用生命周期的說法；在系統(tǒng)工程和軟件工程領域多用生存周期的說法。

5.4.4　生命周期階段 life cycle stage

生存期階段 life cycle stage

實體生命周期中的時間段，與實體的描述或實現(xiàn)的狀態(tài)相關。

注：生命周期階段涉及實體生命周期中的重大進展和里程碑成就。生命周期階段可以重疊。

5.4.5　空間尺度 spatial scale

對實體的空間范圍和系統(tǒng)復雜程度的度量。

注1：這種度量包括兩個方面：一是實體所在的系統(tǒng)層次，如系統(tǒng)元素、子系統(tǒng)、系統(tǒng)、體系；二是實體所占空間尺寸的數量級，也稱物質尺度，如原子尺度、分子尺度、生物尺度、地球尺度、宇宙尺度，或微觀、介觀、宏觀、遙觀、宇觀。物質尺度可以繼續(xù)細分，如分子尺度包括單原子分子、有機小分子、有機高分子、生物/非生物大分子、超分子；生物尺度包括細胞、組織、器官、系統(tǒng)（等同于系統(tǒng)層次中的子系統(tǒng)）、生物個體。

注2：體系一詞在中文中和在本標準中都是多義詞。本標準和GB/T 19100-2003中的概念體系，是指概念系統(tǒng)，即體系等同于系統(tǒng)；本標準系統(tǒng)層次中的體系，等同于一系列系統(tǒng)工程標準（ISO/IEC/IEEE 15288/21839/21840/21841）中的系統(tǒng)的系統(tǒng)（System of systems），這是一類特殊的系統(tǒng)。