数字孪生白皮书(2019年)

数字孪生本质及落地毋庸置疑，数字孪生是当今智能制造领域最热的话题之一，Gartner自2016年连续三年将数字孪生列为十大战略科技发展趋势。

近期埃森哲对全球6,200多位业务和信息技术高层管理者进行了调查，其中包括250名中国企业高管，有88%中国高管预计所在企业未来三年内将加大数字孪生领域的投资力度。

数字孪生已经成为众多企业数字化转型的重要抓手。

但在这个过程中，有些企业过于追求外在“形似”，甚至做成了3D动画的形式，笔者认为，这种做法只是关注了数字孪生的表象和形式，忽视了其内涵与本质，没有充分体现出数字孪生应有的价值。

一，映射是表象，内涵是仿真彭慧研究员曾发表了《数字孪生的前世今生》一文，作者认为是谁最早提出数字孪生概念存在争议，有些人认为是密歇根大学Michael Grieves教授2002年提出，也有些人认为是NASA（美国宇航局）最先提出。

本文对此不做定论，但这两个流派对数字孪生的认知很有代表性。

‘’1，Grieves教授强调了映射2002年，Michael Grieves教授首次提出了PLM以及现实空间、虚拟空间等概念，该概念模型具备了数字孪生的基本要素，Michael Grieves在后来的著作中称之为信息镜像模型（Mirrored Spaces Model），并在2011年的书中引入了术语“数字孪生”。

Michael Grieves 教授是站在IT视角，认为数字孪生是通过虚拟空间与现实空间中的通讯与信息交换，在虚拟空间实现对物理空间的映射/镜像。

图1 Michael Grieves PLM概念模型2，NASA聚焦于仿真NASA于2010年提出了数字孪生概念，并定义为：“一个数字孪生，是一种集成化了的多种物理量、多种空间尺度的运载工具或系统的仿真，该仿真使用了当前最为有效的物理模型、传感器数据的更新、飞行的历史等等，来镜像出其对应的飞行当中孪生对象的生存状态。

”在当时NASA阿波罗计划中，数字孪生最初的目的就是在地面仿真太空中的状况进行训练使用，并在后面演进到以计算机等技术在虚拟空间实现对物理空间的仿真。

2030+愿景与需求白皮书前言移动通信领域科技创新的步伐从未停歇，从第一代模拟通信系统(1G)到万物互联的第五代移动通信系统(5G)，移动通信不仅深刻变革了人们的生活方式，更成为社会经济数字化和信息化水平加速提升的新引擎。

5G已经步入商用部署的快车道，它将开启一个万物互联的新时代，渗透到工业、交通、农业等各个行业，成为各行各业创新发展的使能者。

为了推动5G与经济社会各领域充分融合，中国移动已经开始全面实施“5G+”计划，包括5G+4G协同发展、5G+AICDE和5G+生态，最大程度释放5G对各领域的放大、叠加、倍增效能。

“5G+”将以5G为基础，衍生出一系列创新解决方案，覆盖人们生活、生产和社会治理多个方面，打造新体验、新动能和新模式，助力综合国力提升、经济高质量发展和社会转型升级。

按照移动通信产业“使用一代、建设一代、研发一代”的发展节奏，业界预期2030年左右商用6G，其中2018-2024年将开展愿景需求制定、关键技术研究及概念验证，2025-2030年将进行标准制定、产业化和初步商用。

为此，芬兰政府丰先启动6G大型研究计划，美国联邦通讯委员会也为6G研究开放太赫兹频谱，韩国政府提出“引领6G商业化”发展目标，我国企业和研究机构也于2018年开始着手研究6G。

我国以“创新、协调、绿包、开放、共享”为内涵的新型发展理念，也应成为5G向6G演进的发展理念，成为推动移动通信网络可持续发展的思路、方向和着力点。

作为面向2030+的移动通信系统，6G将进一步通过全新架构、全新能力，并结合社会发展的新需求和新场景，打造6G全新技术生态，推动社会走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界，通过“智慧泛在”实现“6G重塑世界”的宏伟目标。

中国移动研究院已于2019年11月发布了(2030+愿景与需求》报告第一版[1]，对2030年后移动通信发展的总体愿景与新应用场景进行了预测和探讨。

结合未来新业务和新应用的展望，第二版报告在过去一年的研究基础上，更新了6G网络性能指标的初步需求。

工业设备数字孪生白皮书
白皮书可以提供以下内容：
1.数字孪生的概念和定义：介绍数字孪生是指通过虚拟仿真技术创建
和运行与实际设备相对应的虚拟设备的概念。

2.数字孪生的原理和技术：介绍数字孪生建模和仿真、数据采集与处理、连接与共享等关键技术。

3.工业设备数字孪生的应用场景：介绍数字孪生在工业领域中的应用，包括设备运行优化、故障诊断与维修、生产过程优化等方面。

4.工业设备数字孪生的实施案例：列举一些成功应用数字孪生技术的
实际案例，描述其实施过程、效果和经验教训。

白皮书的目的是向读者传达数字孪生的重要性和应用潜力，以促进其
在工业设备领域的推广和应用。

通过深入讨论数字孪生的概念、原理和应用，白皮书可以帮助读者更好地理解和应用数字孪生技术，从而提高工业
设备的运行效率和生产质量。

环境保护的宣传，普及生态环保相关知识，提高村民环保意识，引起村民的高度重视，倡导村民积极关注生态环境保护，发动群众积极参与到环境保护、美丽乡村建设中去，促进农村经济的可持续发展。

及时曝光一些造成农村环境严重污染的事件，让环境破坏者承担相应责任，使农民认识到环境污染所带来的危害。

（三）成立农村物流区域联盟农村物流运营管理能力的提升能够优化农村物流资源的配置，提高农村物流的服务质量，使农村物流产业与其他产业协调发展。

通过整合搭建农村物流合作平台，使资源优化配置，改变农村传统物流杂乱小的现象，从而提高农村物流运营管理能力，促进农村物流和整个农业经济体系的可持续健康发展，方便农民生产、生活。

成立农村物流区域联盟组织，把分散的资源、资金和人力等要素整合起来，实现各种要素优化组合，联合发展实现多赢。

通过联盟组织提升农村物流专业化化水平，实现资源聚集、规模经营、延伸产业链条，实施共同配送，缩短配送时限，形成聚集效应，畅通农村物流渠道，改变农村传统物流配送小、散、弱、慢的落后模式，有效提高物流效率，降低物流成本，破解农村经济发展的瓶颈。

通过有效合作，快速形成城乡物流集群效应，形成商流、物流、信息流和资金流的聚集，以提高单车满载运输率，降低返程空载率，让配送企业降本增效，以推动农村物流更好服务经济发展。

在农村物流产业的信息化平台构建中，通过物联网以及新型农业产业模式的构建，大力推动农村物流产业，从而实现产业的振兴。

人才决定了农村物流的发展速度与规模，推动农村物流转型升级需加强物流专业人才的培养，农村智慧物流发展要强化农村物流人才支撑。

根据农村物流特点与物流业发展状况，加强物流专业人才的培养，使之适应现代物流发展的需要，解决农产品流通效率低下和损失过大的问题。

各地政府需充分发挥主导作用，以政策为“引”，“领”跑农村物流，制定从事农村物流行业的高校毕业生的优惠政策，鼓励高校毕业生毕业去农村物流相关行业就职，加快推进乡村振兴进程。

中国工业软件产业白皮书（2019）2019 年11 月编写说明工业和信息化部部长苗圩指出，软件是新一代信息技术产业的灵魂。

工业软件作为软件产业的重要组成部分，是推动智能制造高质量发展的核心要素，是工业化和信息化融合的重要支撑，是推进我国工业化进程的重要手段。

在全球工业进入新旧动能加速转换的关键阶段，工业软件已经渗透和广泛应用于几乎所有工业领域的核心环节，工业软件是现代产业体系之“魂”，是制造强国之重器。

我国工业软件存在关键技术缺失、产业规模较小、核心竞争力较弱等问题。

过度依赖国外工业软件，失去的不仅是软件市场，更存在丧失产业发展主动权和影响产业信息安全的风险。

本白皮书旨在通过对部分大型工业软件的发展历程和现状进行分析，找出我国工业软件发展的瓶颈，并提出促进我国工业软件发展、摆脱“卡脖子”困境的建议。

本白皮书在工业和信息化部信息化和软件服务业司的指导下，凝聚业界专家力量，对不同类型企业展开调研，汇总多方需求，共编写六部分内容。

第一部分描述了工业软件的特点、分类和作用；第二部分阐述了我国工业软件的发展历程、现状以及工业软件的发展趋势；第三部分总结了我国工业软件发展面临的瓶颈；第四部分提出促进我国工业软件发展的建议；第五部分和第六部分作为附录，分别列出部分工业软件厂商、产品以及行业应用案例。

本白皮书的编写受到社会各界专家、企业及科研单位的关注和大力支持，在此特别感谢工业和信息化部信息化和软件服务业司谢少锋司长、李冠宇副司长、商超处长对白皮书的悉心指导。

特别感谢宁振波、赵敏、师艳平、冷文浩、王赞、宫琳等专家对白皮书架构把控和观点提炼所做的贡献。

同时，也特别感谢陈立平、雍俊海、朱铎先、刘晓明等专家提出的真知灼见和宝贵修改意见。

在白皮书编写过程中，陈立辉、王蕴辉、杨春晖等联盟领导在白皮书成稿过程中提出了许多建设性意见，在此一并致谢。

本白皮书对工业软件分类、数据统计以及技术架构等方面的研究有诸多不足之处，期待各方提供建设性意见和建议，我们将在此基础上不断修订和完善白皮书，为我国工业软件的发展贡献一份绵薄之力，共话工业软件未来！目录第一章工业软件概述 (1)一、工业软件特征 (1)二、工业软件分类 (3)三、工业软件作用 (5)第二章我国工业软件发展情况 (7)一、工业软件发展历程 (7)二、我国工业软件发展现状 (9)（一）研发设计类软件 (10)（二）生产制造类软件 (12)（三）经营管理类软件 (14)（四）运维服务类软件 (14)（五）工业软件新形态 (15)三、工业软件发展态势 (16)（一）数字化工业软件平台成为未来工业软件发展的重要趋势 (16)（二）低代码开发平台成为提高工业软件研发水平的重要推动力 (17)（三）行业巨头立足云化优势推动工业软件走向云部署 (17)第三章我国工业软件发展瓶颈 (19)一、CAX 软件核心关键技术缺失，产品竞争力较低.. 20I二、EDA 软件对先进工艺支撑能力弱，缺乏全流程的设计平台 (20)三、生产制造类软件缺乏整体解决方案，与先进工艺结合不足 (20)四、ERP 软件业务模型积累较少，智能化应用水平有待提高 (21)五、企业设备维修保护意识不强，存在多种系统重合现象 (22)第四章我国工业软件发展的对策建议 (23)一、持续推进工业化进程，加快工业技术软件化发展23二、突破技术壁垒，提升产品核心竞争力 (23)三、推动应用牵引，建立工业软件合作生态 (23)四、培养工业软件专业人才，建设工业软件相关交叉学科 (24)五、建立工业软件标准体系，优化工业软件发展环境25附录一部分工业软件厂商及产品（待补充） (26)一、研发设计类厂商及产品 (26)（一）广州中望龙腾软件股份有限公司 (26)（二）山东山大华天软件有限公司 (28)（三）北京数码大方科技股份有限公司 (30)（四）中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 .. 31（五）北京华大九天软件有限公司 (32)二、生产制造类厂商及产品 (34)II（一）和利时科技集团有限公司 (34)（二）浙江中控技术股份有限公司 (38)（三）北京兰光创新科技有限公司 (39)（四）北京亚控科技发展有限公司 (40)三、经营管理类厂商及产品 (41)（一）用友网络科技股份有限公司 (41)（二）浪潮通用软件有限公司 (43)四、运维服务类厂商及产品 (44)（一）广州赛宝腾睿信息科技有限公司 (44)（二）金航数码科技有限责任公司 (45)（三）安徽容知日新科技股份有限公司 (46)五、新形态工业软件厂商及产品 (47)（一）北京索为系统技术股份有限公司 (47)（二）天津美腾科技有限公司 (49)附录二工业软件行业应用案例（待补充） (51)一、机械行业应用案例 (51)（一）北京兰光创新科技有限公司——兰光智能MES在宁夏共享集团的应用 (51)二、化工行业应用案例 (52)（一）和利时科技集团有限公司——有机硅工艺APC优化案例 (52)三、核电行业应用案例 (53)III（一）和利时科技集团有限公司——HOLL I AS-N 系统平台 (53)四、轨道交通行业应用案例 (54)（一）和利时科技集团有限公司——MACS-SCADA4 在轨道交通燕房线项目 (54)五、汽车行业应用案例 (56)（一）广州中望龙腾软件股份有限公司——中望3D 在汽配行业中的应用 (56)（二）北京亚控科技发展有限公司——五菱汽车车桥厂MES 系统 (57)IV第一章工业软件概述软件是新一代信息技术的灵魂，是关系国民经济和社会全面发展的基础性、战略性产业。

工业互联网信息模型白皮书（征求意见稿）2020年4月目录一、概述 (1)（一）构建工业互联网信息模型将助力工业互联网信息交互 (1)（二）传统工业垂直领域信息模型难以满足工业互联网协同发展需求 (3)（三）构建工业互联网信息模型将推动工业互联网的高质量发展 (4)二、3IM的内涵 (4)（一）3IM的范围 (4)（二）3IM的定义 (6)三、3IM的应用 (7)（一）设备-设备闭环 (8)（二）设备/系统-信息系统闭环 (8)（三）设备/系统-信息系统-应用闭环 (9)（四）企业-产品-用户闭环 (9)四、3IM的框架 (10)（一）3IM基本框架 (10)（二）3IM的包含与被包含关系 (11)（三）3IM包含的关键要素 (14)（四）3IM和工业互联网体系架构的关系 (14)五、构建3IM的主要步骤 (17)（一）需求确定 (17)（二）了解现状 (18)（三）定义信息模型 (18)（四）搭建信息模型实例 (18)（五）测试验证 (19)（六）部署实施 (19)（七）推广应用 (20)六、附件 (20)（一）应用场景概览 (20)（二）机械工业仪器仪表综合技术经济研究所制造装备信息模型 (21)（三）中国科学院沈阳自动化研究所机器视觉信息模型 (24)（四）华为技术有限公司OceanConnect IoT云服务信息模型 (27)前言受各国战略引领和市场推动影响，全球工业互联网信息的应用呈现加速发展态势，各企业和研究单位纷纷涉足工业互联网信息标准化领域，试图寻找一种有效可靠的方法，实现信息的互联互通互操作。

近年来，国内外一些研究组织和单位机构陆续开展了信息模型的相关研究工作，信息模型技术方向的研究成果也得到不断丰富。

国内方面，中国信息通信研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中科院沈阳自动化研究所、华为等单位针对信息模型相关技术展开研究，涉及到信息模型的通用建模规则、模型元素定义、语义化描述方法以及信息模型统一描述等内容。

Application of Digital Twinning SystemArchitecture Technology in Ensch Tobacco StandardizationCHI Ming,ZHONG Yong,YANG Tiancai,LIAO Cheng,PENG Zizhong(Hubei Province Tobacco Company Enshi Zhou Company,Enshi 445000,China)Abstract :This paper takes the construction status of digital twin system architecture technology in China's automobile manufacturing,steel smelting,water industry,beverage,Baijiu brewing,tobacco scientific research,and tobacco machinery manufacturing industries as an example to explore the standardized application of digital twin system architecture technology in Enshi tobacco redrying processing,cigarette production,cigarette marketing,and tobacco production and purchase as the constituent units.Key words :foundation support layer ；data interaction layer ；model building layer and simulation analysis layer ；common application layer ；industry application layer数字孪生系统构架技术在恩施烟草标准化应用池明，钟用，杨天才，廖成，彭子忠（湖北省烟草公司恩施州公司，湖北恩施445000）【摘要】本文以数字孪生系统构架技术在我国汽车制造、钢铁冶炼、水务水业、饮料、白酒酿制、烟草科研、烟草机械制造行业的构建现状为实例，探析数字孪生系统构架技术在以恩施烟草复烤加工、卷烟生产、卷烟市场营销、烟叶生产收购为构成单元的标准化应用。

C IM与数字孪生城市的关系文、图/刘晓伦随着国家政策的陆续出台以及雄安等国家级新区的示范效应，数字孪生的理念已经从传统的制造业, 向智慧城市的各个环节渗透，极大地拓展了人们对未来城市形态的想象。

从CIM到数字孪生城市数字孪生一词最早诞生于工业界，但是其在智 慧城市方面的应用则来源于2018年通过的《雄安规 划纲要》，纲要提出：“坚持数字城市与现实城市 同步规划、同步建设，适度超前布局智能基础设 施，打造全球领先的数字城市”“建立健全大数据 资产管理体系，打造具有深度学习能力、全球领先 的数字城市”等建设内容。

中国信息通信研宄院智 慧城市首席专家高艳丽教授曾表示：“雄安新区是 数字城市与现实城市同步规划、同步建设的城市，两座城市将开展互动，打造数字孪生城市和智能城Ttr ，，市。

近年来，在城市建设的过程中，CIM通过BIM、三维GIS、大数据、云计算、物联网（IoT)、人工 智能等先进数字技术，同步形成与实体城市“孪 生”的数字城市，实现城市从规划、建设到管理的 全过程、全要素、全方位的数字化、在线化和智能 化，改变城市面貌，重塑城市基础设施。

数字孪生城市是融合统一数据标准、城市信息 模型、城市运行数据、共性支撑平台、数字孪生应 用等多个单元的复杂系统，其中CIM是最重要的环 节，实现将物理城市的实体模型构建为数字孪生 体。

CIM平台是数字孪生城市建设的数字化模型，也是城市建设管理全流程智慧应用的支撑性平台。

依托CIM平台三维城市数字底板，与实时感知、仿 真模拟、深度学习等信息技术高度融合，开展全方 位多维度智慧城市应用建设，将成为实现城市治理 能力现代化的重要驱动力。

CIM对于数字孪生城市的意义数字孪生城市分为物理实体孪生和运行机理孪 生，例如某建筑实体，通过BIM构建实体孪生模 型，通过IoT传感器感知建筑运行机理，所以需要 将模型与运行机理有效地结合才能更好地服务智慧 城市建设和治理，那么物理实体城市孪生的CIM就 变得十分重要。

数字孪生城市白皮书（2020年）中国信息通信研究院2020年12月致谢数字孪生城市将新型智慧城市建设推向了一个新的高度，三年来中国信息通信研究院一直在牵头，联合产业界开展研究，从概念向方案不断推进，目前已是第三次发布数字孪生城市白皮书，持续引领行业发展。

值得欣慰的是，每年白皮书的发布，对社会各界了解、认识数字孪生城市发挥了重要作用，对各地规划建设数字孪生城市起到强有力的指导作用，为部分创新性企业提供了一条参与智慧城市市场竞争的新赛道。

随着热度不断提升，参与研究的各类主体逐年增多，本次白皮书依然凝聚了产学研各领域专家的智慧和贡献，在此致以衷心的感谢。

由于数字孪生城市理论的创新性和技术的复杂性，目前研究的深度还远远不够，请各界多提宝贵意见和建议。

牵头单位：中国信息通信研究院支持单位：泰瑞数创科技(北京)有限公司、北京五一视界数字孪生科技股份有限公司、北京优锘科技有限公司、北京超图软件股份有限公司、上海孪数科技有限公司、北京大学时空大数据协同创新中心、北京航空航天大学、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、广联达科技股份有限公司、中国电信集团有限公司、成都四方伟业软件股份有限公司、中国通信建设集团有限公司、中国雄安集团数字城市科技有限公司、软通智慧科技有限公司、科大讯飞股份有限公司、北京世纪高通科技有限公司、苍穹数码技术股份有限公司、汉威科技集团股份有限公司等编写指导：余晓晖、胡坚波、王爱华、史德年、徐志发、刘高峰编写小组（排名不分先后）：高艳丽、陈才、张育雄、孟楠、王潇、闫嘉豪、张竞涛、李翀、郑子辉、刘俊伟、黄栋、赵彦利、王金兰、刘晓伦、张帆、徐静进、张宇、陈傲寒、沈祎岗、刘钰胜、吴娜、纪德勇、陈显、程承旗、李林、刘广、张宁、马俊杰、龙浩、李超、石会昌、邢洁、王军、范旭丽、韩鹏、蔡高远、胡杰、曾祥宇、熊颖、赵龙军、崔丹丹、尹洪涛、柏翔、赵文学、刘啸、王云、邱凤翠、杨超、马晓彬、李春蕾、常磊等前言今年以来，“数字孪生”不再只是一种技术，而是一种发展新模式、一个转型的新路径、一股推动各行业深刻变革的新动力。