以數(shù)字孿生技術(shù)為牽引，推動(dòng)裝備工業(yè)虛實(shí)結(jié)合與軟硬兼?zhèn)?/h1>
2022-05-06 00:18:17劉晨曦邵斌左世全
中國信息化 2022年4期
劉晨曦 邵斌 左世全
一、數(shù)字孿生是我國裝備工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“倍增器”
（一）數(shù)字孿生對(duì)裝備工業(yè)發(fā)展起到重要賦能作用
數(shù)字孿生技術(shù)正在與裝備工業(yè)深度結(jié)合，它具備的“數(shù)化保真、實(shí)時(shí)交互、先知先覺、共生共智”的功能，對(duì)裝備工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)起到重要賦能作用。
一是在產(chǎn)品研發(fā)過程中，數(shù)字孿生能夠通過仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等各種數(shù)字化方式，集成尺度和學(xué)科多樣性的仿真過程，模擬設(shè)備在真實(shí)場(chǎng)景下運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和具體參數(shù)，在虛擬空間中完成映射。如中國船級(jí)社開展船用泵組的智能檢驗(yàn)系統(tǒng)的試點(diǎn)研究，企業(yè)建立用于設(shè)備典型狀態(tài)分析的數(shù)字孿生系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)，建立船用設(shè)備云檢驗(yàn)平臺(tái)并迅速投入使用。
二是在經(jīng)營管理過程中，數(shù)字孿生能夠建設(shè)實(shí)體業(yè)務(wù)的多維模型，對(duì)實(shí)體業(yè)務(wù)過程及線下操作程序，形成人員、機(jī)器、原料、方法、環(huán)境的統(tǒng)一整體實(shí)時(shí)管理，提升智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)降本增效。如天津港集團(tuán)所屬“津港輪31” “津港輪32”兩艘拖輪的智能系統(tǒng)更多地運(yùn)用“智慧大腦”，通過船舶智能化讓船舶控制變得更加簡(jiǎn)單和高效，減少人為的失誤操作。
三是在產(chǎn)品的維護(hù)階段，數(shù)字孿生技術(shù)能夠相對(duì)準(zhǔn)確地提供故障點(diǎn)和故障概率的相關(guān)信息。如中海石油（中國）有限公司深圳分公司首次進(jìn)行了將數(shù)字孿生技術(shù)運(yùn)用于海洋平臺(tái)裝備的運(yùn)維階段的嘗試，利用數(shù)字孿生技術(shù)在數(shù)字空間構(gòu)建了一個(gè)基于物理信息、歷史數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)字模型，對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行安全健康管理，進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)反饋。
（二）數(shù)字孿生是驅(qū)動(dòng)裝備工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要引擎
數(shù)字孿生技術(shù)正在驅(qū)動(dòng)我國裝備工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，體現(xiàn)在以下三方面：一是面向產(chǎn)品的數(shù)字孿生助力產(chǎn)品全生命周期優(yōu)化。如國家能源集團(tuán)聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司通過分析基于SCADA數(shù)據(jù)的機(jī)組狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，挖掘數(shù)據(jù)包中的有效信息，開展了風(fēng)電機(jī)組的故障診斷、狀態(tài)評(píng)估的研究工作。二是面向車間的數(shù)字孿生應(yīng)用在生產(chǎn)全過程管控。如海爾集團(tuán)在生產(chǎn)過程中，對(duì)工廠進(jìn)行三維可視化改造，能夠觀測(cè)產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)維情況，從而起到調(diào)整品控、排查故障、降低損耗的目的。三是面向企業(yè)的數(shù)字孿生推動(dòng)業(yè)務(wù)綜合評(píng)估與管理。如中車四方股份有限公司在制造高鐵轉(zhuǎn)向架的過程中，通過對(duì)廠房等主要資源三維建模的搭建，建立主機(jī)廠的數(shù)字化車間虛擬環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行仿真，優(yōu)化工藝布局，進(jìn)行生產(chǎn)項(xiàng)目的綜合統(tǒng)籌布局和管理。
二、數(shù)字孿生在我國裝備工業(yè)應(yīng)用過程中的“攔路虎”
（一）機(jī)理模型建模、感知傳輸、數(shù)據(jù)處理等重要技術(shù)尚未成熟
機(jī)理模型建模技術(shù)方面，我國裝備工業(yè)現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)大多為二位、三維等幾何模型，其物理、行為、規(guī)則模型的獲取往往比較困難，對(duì)于部分現(xiàn)存裝備甚至連精準(zhǔn)幾何模型也很難獲取。機(jī)理模型構(gòu)建中，面向行業(yè)的模型庫較少，給快速建模帶來極大的挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)處理技術(shù)方面，孿生數(shù)據(jù)具有多元、多維、時(shí)變、異構(gòu)等特點(diǎn)，在存儲(chǔ)、傳輸、融合等方面均存在挑戰(zhàn)。具體如下：一是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)一致性較難實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜的裝備工業(yè)傳感系統(tǒng)中，采集的數(shù)據(jù)涉及物理、幾何、時(shí)間等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)中既存在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也存在大量離散型數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)多模數(shù)據(jù)集成、融合和統(tǒng)一管理，仍然是有待解決的問題。二是數(shù)據(jù)字典的缺失或不完善。不同維度模型的集成過程中，需要在不同系統(tǒng)和設(shè)備之間進(jìn)行多類型數(shù)據(jù)傳輸和交互，因此要建立通信接口協(xié)議，并形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)語義及代碼，而數(shù)據(jù)字典的缺失或不完善，導(dǎo)致工業(yè)數(shù)據(jù)語義不統(tǒng)一、傳輸不規(guī)范。
（二）數(shù)據(jù)孿生各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)亟待完善
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方面，由于數(shù)字孿生系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包含不同來源渠道，如不同信息系統(tǒng)、不同社會(huì)主體、不同統(tǒng)計(jì)路徑等，受數(shù)據(jù)錄入方式、數(shù)據(jù)來源渠道、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式等因素影響，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保障，數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理環(huán)節(jié)均缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。
機(jī)理模型標(biāo)準(zhǔn)方面，裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心是機(jī)理模型構(gòu)建，但是機(jī)理模型的表達(dá)、封裝與接口事關(guān)各數(shù)字孿生廠商的商業(yè)秘密，然后機(jī)理模型的不統(tǒng)一又影響了模型的擴(kuò)展性，從而阻礙了各廠商的進(jìn)一步發(fā)展。
算法庫標(biāo)準(zhǔn)方面，各數(shù)字孿生系統(tǒng)開發(fā)商之間編程語言各不相同，數(shù)字孿生系統(tǒng)開發(fā)商、裝備工業(yè)生產(chǎn)商與用戶之間，所使用的模型標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同，難以構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的算法庫，造成算法復(fù)用率低，重復(fù)勞動(dòng)增加。
驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)方面，裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的驗(yàn)收工作通常以是否完成了合同約定的需求為準(zhǔn)則，缺乏權(quán)威統(tǒng)一的裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行約束，從而規(guī)范裝備工業(yè)數(shù)字孿生市場(chǎng)。
（三）專業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化人才較為缺失
一方面，核心軟件技術(shù)由美國和德國等發(fā)達(dá)國家掌握，憑借在工業(yè)軟件、仿真系統(tǒng)方面的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及在傳統(tǒng)工控網(wǎng)絡(luò)、通信等方面的標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)，掌握了大量數(shù)字孿生的主導(dǎo)力量。當(dāng)前各個(gè)行業(yè)的大量軟硬件系統(tǒng)由國外企業(yè)提供，核心軟件技術(shù)由國外人才主導(dǎo)，復(fù)雜的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境和貿(mào)易壁壘使得國內(nèi)裝備工業(yè)企業(yè)使用時(shí)存在運(yùn)維成本高昂、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集困難、系統(tǒng)集成效率低等諸多問題。
另一方面，數(shù)字孿生在裝備工業(yè)領(lǐng)域落地應(yīng)用過程中缺乏標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)與參考，亟需一批具有國際視野的標(biāo)準(zhǔn)化研究專業(yè)人才。一些如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織自動(dòng)化系統(tǒng)與集成技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC184）、IEEE數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)工作組（IEEE/P2806）等組織正在開展數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系的研究，但尚未有統(tǒng)一的數(shù)字孿生具體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。我國亟須培養(yǎng)一批專業(yè)人才，著重針對(duì)共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等問題進(jìn)行研究，搶占新興技術(shù)領(lǐng)域高地。
三、數(shù)字孿生在我國裝備工業(yè)落地實(shí)現(xiàn)的“著力點(diǎn)”
（一）夯實(shí)數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
一是完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)，是建立在連續(xù)采樣、大體量的工業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，而大數(shù)據(jù)的傳輸、交互和共享，必然要求建立容量、帶寬、存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施，要加快補(bǔ)齊云計(jì)算、邊緣計(jì)算等計(jì)算短板，加快發(fā)展數(shù)字孿生算法，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、感知設(shè)施的優(yōu)化匹配和協(xié)同發(fā)展。二是扎牢裝備工業(yè)數(shù)字化基礎(chǔ)。加快新型傳感器、智能儀器儀表等關(guān)鍵智能制造裝置的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，重點(diǎn)發(fā)展高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、增材制造（3D打印）裝備、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等智能制造裝備及成套系統(tǒng)，著眼于裝備工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來的巨大需求，以企業(yè)為主體，以規(guī)?；瘧?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，著力提升國產(chǎn)裝備的數(shù)字化水平。
（二）以試點(diǎn)示范帶動(dòng)智能制造模式推廣
一是建議在全國范圍內(nèi)遴選出若干不同類型的試點(diǎn)示范企業(yè)，給予財(cái)稅政策的支持，調(diào)動(dòng)企業(yè)積極性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生“點(diǎn)”上的突破，形成有效的經(jīng)驗(yàn)與模式，產(chǎn)生社會(huì)影響和導(dǎo)向效果，在各領(lǐng)域加以推廣與應(yīng)用。二是需要對(duì)“面”上更多的企業(yè)進(jìn)行政策引導(dǎo)，通過推動(dòng)兩業(yè)融合等具體措施，鼓勵(lì)裝備制造業(yè)企業(yè)探索開展工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用，建立試點(diǎn)企業(yè)互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并逐步擴(kuò)大影響范圍，為其他服務(wù)化企業(yè)提供參考，不斷提升行業(yè)企業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化水平，為數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，
（三）加強(qiáng)智能制造人才隊(duì)伍建設(shè)
一是搭建合理的人才梯隊(duì)。堅(jiān)持以用為本，創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制機(jī)制，針對(duì)我國數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求，既要培養(yǎng)高水平的科技領(lǐng)軍人才、科研人才、工程技術(shù)人才和產(chǎn)業(yè)化人才，又要培養(yǎng)從事技術(shù)推廣和科研管理的專業(yè)人才，搭建合理的人才梯隊(duì)。二是吸引海外高級(jí)人才。積極建設(shè)一批國家級(jí)高新技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化基地，不斷引導(dǎo)和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，為海外人才發(fā)揮才能打造專屬領(lǐng)地，搭建高層次學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，營造高端學(xué)術(shù)氛圍，增強(qiáng)海外人才認(rèn)同感，建立健全激勵(lì)機(jī)制，為海外人才回國提供良好的居住以及生活環(huán)境。
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數(shù)字孿生技術(shù)正在與裝備工業(yè)深度結(jié)合，它具備的“數(shù)化保真、實(shí)時(shí)交互、先知先覺、共生共智”的功能，對(duì)裝備工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)起到重要賦能作用。
一是在產(chǎn)品研發(fā)過程中，數(shù)字孿生能夠通過仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等各種數(shù)字化方式，集成尺度和學(xué)科多樣性的仿真過程，模擬設(shè)備在真實(shí)場(chǎng)景下運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和具體參數(shù)，在虛擬空間中完成映射。如中國船級(jí)社開展船用泵組的智能檢驗(yàn)系統(tǒng)的試點(diǎn)研究，企業(yè)建立用于設(shè)備典型狀態(tài)分析的數(shù)字孿生系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)，建立船用設(shè)備云檢驗(yàn)平臺(tái)并迅速投入使用。
二是在經(jīng)營管理過程中，數(shù)字孿生能夠建設(shè)實(shí)體業(yè)務(wù)的多維模型，對(duì)實(shí)體業(yè)務(wù)過程及線下操作程序，形成人員、機(jī)器、原料、方法、環(huán)境的統(tǒng)一整體實(shí)時(shí)管理，提升智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)降本增效。如天津港集團(tuán)所屬“津港輪31” “津港輪32”兩艘拖輪的智能系統(tǒng)更多地運(yùn)用“智慧大腦”，通過船舶智能化讓船舶控制變得更加簡(jiǎn)單和高效，減少人為的失誤操作。
三是在產(chǎn)品的維護(hù)階段，數(shù)字孿生技術(shù)能夠相對(duì)準(zhǔn)確地提供故障點(diǎn)和故障概率的相關(guān)信息。如中海石油（中國）有限公司深圳分公司首次進(jìn)行了將數(shù)字孿生技術(shù)運(yùn)用于海洋平臺(tái)裝備的運(yùn)維階段的嘗試，利用數(shù)字孿生技術(shù)在數(shù)字空間構(gòu)建了一個(gè)基于物理信息、歷史數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)字模型，對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行安全健康管理，進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)反饋。
（二）數(shù)字孿生是驅(qū)動(dòng)裝備工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要引擎
數(shù)字孿生技術(shù)正在驅(qū)動(dòng)我國裝備工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，體現(xiàn)在以下三方面：一是面向產(chǎn)品的數(shù)字孿生助力產(chǎn)品全生命周期優(yōu)化。如國家能源集團(tuán)聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司通過分析基于SCADA數(shù)據(jù)的機(jī)組狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，挖掘數(shù)據(jù)包中的有效信息，開展了風(fēng)電機(jī)組的故障診斷、狀態(tài)評(píng)估的研究工作。二是面向車間的數(shù)字孿生應(yīng)用在生產(chǎn)全過程管控。如海爾集團(tuán)在生產(chǎn)過程中，對(duì)工廠進(jìn)行三維可視化改造，能夠觀測(cè)產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)維情況，從而起到調(diào)整品控、排查故障、降低損耗的目的。三是面向企業(yè)的數(shù)字孿生推動(dòng)業(yè)務(wù)綜合評(píng)估與管理。如中車四方股份有限公司在制造高鐵轉(zhuǎn)向架的過程中，通過對(duì)廠房等主要資源三維建模的搭建，建立主機(jī)廠的數(shù)字化車間虛擬環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行仿真，優(yōu)化工藝布局，進(jìn)行生產(chǎn)項(xiàng)目的綜合統(tǒng)籌布局和管理。
二、數(shù)字孿生在我國裝備工業(yè)應(yīng)用過程中的“攔路虎”
（一）機(jī)理模型建模、感知傳輸、數(shù)據(jù)處理等重要技術(shù)尚未成熟
機(jī)理模型建模技術(shù)方面，我國裝備工業(yè)現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)大多為二位、三維等幾何模型，其物理、行為、規(guī)則模型的獲取往往比較困難，對(duì)于部分現(xiàn)存裝備甚至連精準(zhǔn)幾何模型也很難獲取。機(jī)理模型構(gòu)建中，面向行業(yè)的模型庫較少，給快速建模帶來極大的挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)處理技術(shù)方面，孿生數(shù)據(jù)具有多元、多維、時(shí)變、異構(gòu)等特點(diǎn)，在存儲(chǔ)、傳輸、融合等方面均存在挑戰(zhàn)。具體如下：一是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)一致性較難實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜的裝備工業(yè)傳感系統(tǒng)中，采集的數(shù)據(jù)涉及物理、幾何、時(shí)間等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)中既存在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也存在大量離散型數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)多模數(shù)據(jù)集成、融合和統(tǒng)一管理，仍然是有待解決的問題。二是數(shù)據(jù)字典的缺失或不完善。不同維度模型的集成過程中，需要在不同系統(tǒng)和設(shè)備之間進(jìn)行多類型數(shù)據(jù)傳輸和交互，因此要建立通信接口協(xié)議，并形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)語義及代碼，而數(shù)據(jù)字典的缺失或不完善，導(dǎo)致工業(yè)數(shù)據(jù)語義不統(tǒng)一、傳輸不規(guī)范。
（二）數(shù)據(jù)孿生各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)亟待完善
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方面，由于數(shù)字孿生系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包含不同來源渠道，如不同信息系統(tǒng)、不同社會(huì)主體、不同統(tǒng)計(jì)路徑等，受數(shù)據(jù)錄入方式、數(shù)據(jù)來源渠道、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式等因素影響，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保障，數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理環(huán)節(jié)均缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。
機(jī)理模型標(biāo)準(zhǔn)方面，裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心是機(jī)理模型構(gòu)建，但是機(jī)理模型的表達(dá)、封裝與接口事關(guān)各數(shù)字孿生廠商的商業(yè)秘密，然后機(jī)理模型的不統(tǒng)一又影響了模型的擴(kuò)展性，從而阻礙了各廠商的進(jìn)一步發(fā)展。
算法庫標(biāo)準(zhǔn)方面，各數(shù)字孿生系統(tǒng)開發(fā)商之間編程語言各不相同，數(shù)字孿生系統(tǒng)開發(fā)商、裝備工業(yè)生產(chǎn)商與用戶之間，所使用的模型標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同，難以構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的算法庫，造成算法復(fù)用率低，重復(fù)勞動(dòng)增加。
驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)方面，裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的驗(yàn)收工作通常以是否完成了合同約定的需求為準(zhǔn)則，缺乏權(quán)威統(tǒng)一的裝備工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行約束，從而規(guī)范裝備工業(yè)數(shù)字孿生市場(chǎng)。
（三）專業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化人才較為缺失
一方面，核心軟件技術(shù)由美國和德國等發(fā)達(dá)國家掌握，憑借在工業(yè)軟件、仿真系統(tǒng)方面的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及在傳統(tǒng)工控網(wǎng)絡(luò)、通信等方面的標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)，掌握了大量數(shù)字孿生的主導(dǎo)力量。當(dāng)前各個(gè)行業(yè)的大量軟硬件系統(tǒng)由國外企業(yè)提供，核心軟件技術(shù)由國外人才主導(dǎo)，復(fù)雜的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境和貿(mào)易壁壘使得國內(nèi)裝備工業(yè)企業(yè)使用時(shí)存在運(yùn)維成本高昂、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集困難、系統(tǒng)集成效率低等諸多問題。
另一方面，數(shù)字孿生在裝備工業(yè)領(lǐng)域落地應(yīng)用過程中缺乏標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)與參考，亟需一批具有國際視野的標(biāo)準(zhǔn)化研究專業(yè)人才。一些如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織自動(dòng)化系統(tǒng)與集成技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC184）、IEEE數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)工作組（IEEE/P2806）等組織正在開展數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系的研究，但尚未有統(tǒng)一的數(shù)字孿生具體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。我國亟須培養(yǎng)一批專業(yè)人才，著重針對(duì)共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等問題進(jìn)行研究，搶占新興技術(shù)領(lǐng)域高地。
三、數(shù)字孿生在我國裝備工業(yè)落地實(shí)現(xiàn)的“著力點(diǎn)”
（一）夯實(shí)數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
一是完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)，是建立在連續(xù)采樣、大體量的工業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，而大數(shù)據(jù)的傳輸、交互和共享，必然要求建立容量、帶寬、存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施，要加快補(bǔ)齊云計(jì)算、邊緣計(jì)算等計(jì)算短板，加快發(fā)展數(shù)字孿生算法，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、感知設(shè)施的優(yōu)化匹配和協(xié)同發(fā)展。二是扎牢裝備工業(yè)數(shù)字化基礎(chǔ)。加快新型傳感器、智能儀器儀表等關(guān)鍵智能制造裝置的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，重點(diǎn)發(fā)展高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、增材制造（3D打印）裝備、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等智能制造裝備及成套系統(tǒng)，著眼于裝備工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來的巨大需求，以企業(yè)為主體，以規(guī)?；瘧?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，著力提升國產(chǎn)裝備的數(shù)字化水平。
（二）以試點(diǎn)示范帶動(dòng)智能制造模式推廣
一是建議在全國范圍內(nèi)遴選出若干不同類型的試點(diǎn)示范企業(yè)，給予財(cái)稅政策的支持，調(diào)動(dòng)企業(yè)積極性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生“點(diǎn)”上的突破，形成有效的經(jīng)驗(yàn)與模式，產(chǎn)生社會(huì)影響和導(dǎo)向效果，在各領(lǐng)域加以推廣與應(yīng)用。二是需要對(duì)“面”上更多的企業(yè)進(jìn)行政策引導(dǎo)，通過推動(dòng)兩業(yè)融合等具體措施，鼓勵(lì)裝備制造業(yè)企業(yè)探索開展工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用，建立試點(diǎn)企業(yè)互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并逐步擴(kuò)大影響范圍，為其他服務(wù)化企業(yè)提供參考，不斷提升行業(yè)企業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化水平，為數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，
（三）加強(qiáng)智能制造人才隊(duì)伍建設(shè)
一是搭建合理的人才梯隊(duì)。堅(jiān)持以用為本，創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制機(jī)制，針對(duì)我國數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求，既要培養(yǎng)高水平的科技領(lǐng)軍人才、科研人才、工程技術(shù)人才和產(chǎn)業(yè)化人才，又要培養(yǎng)從事技術(shù)推廣和科研管理的專業(yè)人才，搭建合理的人才梯隊(duì)。二是吸引海外高級(jí)人才。積極建設(shè)一批國家級(jí)高新技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化基地，不斷引導(dǎo)和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，為海外人才發(fā)揮才能打造專屬領(lǐng)地，搭建高層次學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，營造高端學(xué)術(shù)氛圍，增強(qiáng)海外人才認(rèn)同感，建立健全激勵(lì)機(jī)制，為海外人才回國提供良好的居住以及生活環(huán)境。
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