数字孪生成熟度模型

作     者：陶飞 张辰源 戚庆林 张贺 TAO Fei;ZHANG Chenyuan;QI Qinglin;ZHANG He

作者机构：北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2022年第28卷第5期

页      面：1267-1281页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52120105008) 国家重点研发计划资助项目(2020YFB1708400)。 

主　　题：数字孪生 成熟度模型 成熟度等级 成熟度评价因子 

摘      要：数字孪生作为一种实现信息物理融合,促进数字化转型和智能化提升的有效手段,受到国内外学术界、工业界和政府部门的广泛关注。然而,在数字孪生研究和落地应用过程中,存在以下疑惑和问题:①如何判断是不是数字孪生?②如何评判现有数字孪生能否满足应用需求?③若不满足应用需求如何优化提升?为解决上述问题,基于团队数字孪生前期研究基础,研究提出了一套数字孪生成熟度模型,将数字孪生成熟度分为“以虚仿实(L0)、以虚映实(L1)、以虚控实(L2)、以虚预实(L3)、以虚优实(L4)、虚实共生(L5)六个等级。为便于不同数字孪生实际应用的成熟度评价操作,基于作者团队前期提出的数字孪生五维模型,从五个维度提出了19项数字孪生成熟度评价因子,并设计了一套数字孪生成熟度评价应用流程。最后,分别面向单元级数字孪生(如机器人)和系统级数字孪生(如车间)开展了数字孪生成熟度评价应用,验证了所提方法的可用性和有效性。数字孪生当前还处于应用的初级阶段,期望相关工作能为进一步认识数字孪生,开展数字孪生学术研究和交流,推广落地应用提供一些参考。