T/CPUMT 031-2025 工业数字孪生 总体框架

以下是T/CPUMT 031-2025《工业数字孪生总体框架》的详细内容总结：

​​1. 标准背景与定位​​

• ​​背景​​：随着物联网、大数据、云计算和人工智能技术的发展，数字孪生成为制造业转型升级的关键工具，但缺乏统一标准导致互操作性差、数据格式不一致等问题。
• ​​定位​​：作为工业数字孪生系列标准的框架性文件（共7份配套标准），为后续标准提供基础架构和技术路径。

​​2. 适用范围​​

• ​​行业覆盖​​：制造业、能源、交通运输、农业等领域的数字孪生系统构建、规划、设计、应用及运维活动。
• ​​核心功能​​：支持设备全生命周期管理、多技术集成、生产优化与高质量发展。

​​3. 总体原则​​

1. ​​先进性​​
   • 融合AI、大数据、物联网等技术，实现虚拟映射、实时分析、预测优化。
2. ​​系统性​​
   • 横向覆盖物理层至应用层，纵向贯穿运营、安全、标准要求。
3. ​​准确性​​
   • 基于物理模型和传感器数据，精确映射实体装备全生命周期。
4. ​​安全性​​
   • 符合国家保密要求，实施物理环境、网络传输、数据加密等多层防护。
5. ​​实用性​​
   • 以解决实际问题为导向，功能简约高效，推动数字化转型。
6. ​​可扩展性​​
   • 模块化设计，预留接口，支持未来新需求的无缝集成。

​​4. 总体架构​​

工业数字孪生系统分为​​五层核心架构​​和​​三项纵向要求​​，如图1所示：

​​4.1 核心层级​​

1. ​​物理层​​
   • 功能：数据采集（传感器、IoT设备）、双向控制、通信传输。
   • 要求：确保数据实时性、准确性（引用T/CPUMT 032）。
2. ​​资源层​​
   • 功能：提供计算、存储、网络资源，支撑数据处理。
   • 要求：弹性基础设施，高可用性（引用T/CPUMT 032）。
3. ​​数据层​​
   • 功能：数据汇聚、知识库构建、模型开发（通用/专用）、智能分析。
   • 技术：边缘侧数据接入云平台统一处理。
4. ​​服务层​​
   • 功能：可视化、预测、优化、仿真、决策服务（引用T/CPUMT 035）。
   • 特点：支持人机/系统间授权，满足多元化需求。
5. ​​应用层​​
   • 场景：覆盖产品设计、生产制造、供应链管理等全生命周期（引用T/CPUMT 035）。
   • 目标：优化设计、提升效率、保障质量与安全。

​​4.2 纵向要求​​

1. ​​运营运维​​
   • 要求：系统监控、故障恢复、性能优化、软件升级（引用T/CPUMT 032）。
   • 目标：确保稳定运行与用户体验。
2. ​​安全要求​​
   • 分层防护：
     • 物理安全（容灾机制）、网络安全（加密、审计）、数据安全（脱敏、备份）、服务安全（高可用性）、应用安全（全生命周期防护）。
   • 引用标准：T/CPUMT 032。
3. ​​标准要求​​
   • 遵循国际/行业标准（如ISO 23247-1、IEC 62264），确保互操作性和成熟度提升。

​​5. 配套标准与参考文献​​

• ​​系列标准​​：包括通用要求、建设运维、数据集成、成熟度评估等6份配套文件。
• ​​参考文献​​：引用GB/T 41723、ISO 23247-1等国际标准，强化技术依据。

​​6. 实施意义​​

• ​​经济效益​​：降低系统复杂度与成本，促进产业链整合。
• ​​技术价值​​：推动数据共享、协同工作，加速工业数字化转型。

通过上述框架，该标准为工业数字孪生提供了从技术实施到安全管理的全面指导，旨在解决行业痛点并推动标准化发展。