《智能設(shè)備的數(shù)字孿生》 課件 第2章-數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域

智能設(shè)備的數(shù)字孿生數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字孿生與云計(jì)算數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)2.12.22.3第二章

數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)數(shù)字孿生與智能制造數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.52.62.7知識目標(biāo)：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握產(chǎn)品全生命周期管理概念；

理解數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理；

理解大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生的關(guān)系；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵名詞；理解車間生產(chǎn)智能化管理和車間生產(chǎn)與數(shù)字孿生；了解智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行；

了解我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況；

了解數(shù)字孿生與工業(yè)邊界。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能舉例說明生活中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的3-4個(gè)案例;

能辨別工業(yè)互聯(lián)的關(guān)鍵名詞;

能描述哪些屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；

能正確描述車間生產(chǎn)智能化哪些場景可以使用數(shù)字孿生技術(shù)；

能說出1-2個(gè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)；

能正確描述自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與數(shù)字孿生關(guān)系；

能描述智能城市數(shù)字孿生的特征。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的方法與途徑。培養(yǎng)學(xué)生對知識的聯(lián)想能力與舉一反三的能力。

數(shù)字孿生賦能全生命周期管理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，我國出臺了很多關(guān)于促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的舉措，對我國重要的幾個(gè)城市進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的布局。我國智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展及其推進(jìn)情況，強(qiáng)調(diào)了智能制造是我國制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向。通過自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、城市數(shù)字孿生、智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進(jìn)一步說明數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢。通過智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進(jìn)一步說明數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢。數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1知識回顧數(shù)字孿生的特征有哪些？數(shù)字孿生的發(fā)展階段有哪些？數(shù)字孿生的本質(zhì)旨在為現(xiàn)實(shí)世界的物體對象在虛擬世界中進(jìn)行數(shù)字建模，構(gòu)建一個(gè)在虛擬世界中完全一致的數(shù)字模型。數(shù)字孿生的信息建模不僅限于傳統(tǒng)的底層信息的傳輸，它的技術(shù)架構(gòu)及內(nèi)涵涉及多個(gè)交叉學(xué)科，從技術(shù)的角度來看，數(shù)字孿生的技術(shù)體系是非常的龐大，從感知、計(jì)算、建模過程，覆蓋了感知控制、數(shù)據(jù)集成、模型的構(gòu)建、模型互操作、業(yè)務(wù)集成、人機(jī)交互等諸多的技術(shù)領(lǐng)域。2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字孿生技術(shù)產(chǎn)品全生命周期管理物理實(shí)體云計(jì)算大數(shù)據(jù)3D建模工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能數(shù)字孿生技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理產(chǎn)品策劃產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交互產(chǎn)品運(yùn)營產(chǎn)品分析、產(chǎn)品定位、產(chǎn)品規(guī)劃、商業(yè)模式、定價(jià)策略、運(yùn)維策略產(chǎn)品發(fā)布的規(guī)劃、產(chǎn)品需求的定義、澄清與估算、產(chǎn)品立項(xiàng)與結(jié)項(xiàng)、敏捷開發(fā)與持續(xù)集成產(chǎn)品的部署上線、產(chǎn)品驗(yàn)收、產(chǎn)品的發(fā)布業(yè)務(wù)運(yùn)營、客戶服務(wù)支持、安全運(yùn)維2.1.1產(chǎn)品全生命周期管理2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.1產(chǎn)品全生命周期管理

產(chǎn)品生命周期管理（（ProductLifecycleManagement，PLM））

產(chǎn)品生命周期管理是從產(chǎn)品的需求開始到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程，它的本質(zhì)是一種較為先進(jìn)的企業(yè)信息化的思想，采用該方法的管理使得企業(yè)運(yùn)用最有效的方式和手段為其增加收入和減低成本。PLM是一個(gè)集成的、信息驅(qū)動(dòng)的方法，它涵蓋了從設(shè)計(jì)、制造、配置、維護(hù)、維修到最終處理的產(chǎn)品生命周期的所有方面。PLM用于管理產(chǎn)品生命周期的所有業(yè)務(wù)的集成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD工程數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)集成制造PLMEDMPDMCIM2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.2產(chǎn)品全生命周期管理適用的行業(yè)或領(lǐng)域從PLM的特征來看，產(chǎn)品生命周期管理適合與產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)任何行業(yè)，如典型的制造行業(yè)，適合具體的大量零部件裝備的制造業(yè)，或者在生產(chǎn)過程之間存在大量依賴關(guān)系的制造業(yè)。因?yàn)镻LM需要提供產(chǎn)品生命周期信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)及應(yīng)用的一系列解決方案，而PLM提供商通常是從產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理提供商轉(zhuǎn)型而來，需要集成企業(yè)的資源規(guī)劃、客戶關(guān)系管理和供應(yīng)鏈管理等系統(tǒng)，在全球的大型制造企業(yè)中，70%以上的企業(yè)運(yùn)用了產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)。2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.2產(chǎn)品全生命周期管理適用的行業(yè)或領(lǐng)域從PLM的特征來看，產(chǎn)品生命周期管理適合與產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)任何行業(yè)，如典型的制造行業(yè)，適合具體的大量零部件裝備的制造業(yè)，或者在生產(chǎn)過程之間存在大量依賴關(guān)系的制造業(yè)。研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造市場營銷運(yùn)營支持2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字孿生可以用于產(chǎn)品全生命周期，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品行為方式和性能指標(biāo)的分析預(yù)測，提高產(chǎn)品研制和運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)和運(yùn)維成本。從數(shù)字孿生的角度去描述產(chǎn)品全生命周期管理，主要包括研發(fā)設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)制造階段、市場營銷階段和運(yùn)營支持階段。2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理

產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段數(shù)字孿生在研發(fā)設(shè)計(jì)階段可以提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，在沒有制作物理實(shí)體前，可以驗(yàn)證產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境中的性能。在這個(gè)階段可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）等工具根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)及其規(guī)格的要求虛擬產(chǎn)品原型，能精確的記錄各種實(shí)體的物理參數(shù)，采用可視化的方式進(jìn)行展示，經(jīng)過一系列的可重復(fù)、可變的參數(shù)、可加速的仿真實(shí)現(xiàn)來檢驗(yàn)產(chǎn)品在不同環(huán)境下的性能、行為。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，數(shù)字孿生可以提高產(chǎn)品的準(zhǔn)確性并驗(yàn)證產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的性能，在這個(gè)階段數(shù)字孿生體主要包括兩個(gè)功能數(shù)字模型設(shè)計(jì)及模擬和仿真。2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理圖2-2三維標(biāo)注產(chǎn)品模型構(gòu)建一個(gè)全三維標(biāo)注的產(chǎn)品模型，主要將幾何信息和非幾何信息通過產(chǎn)品三維模型由設(shè)計(jì)過程傳遞至生產(chǎn)加工過程，打通設(shè)計(jì)工藝和制造的三維數(shù)據(jù)鏈，是各個(gè)企業(yè)迫切的技術(shù)需求。采用一些列的重復(fù)、可變參數(shù)、可急速的仿真實(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證產(chǎn)品在不同的外部環(huán)境下的性能和表現(xiàn)，相當(dāng)于是在設(shè)計(jì)階段就可以實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證產(chǎn)品的適應(yīng)性。數(shù)字模型設(shè)計(jì)模擬與仿真圖2-3汽車節(jié)能減排的數(shù)組孿生體設(shè)計(jì)2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理

生產(chǎn)制造階段在生產(chǎn)制造階段，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品建檔（ProductMemory）或產(chǎn)品數(shù)據(jù)包（ProductDataPackage），換句話而言就是制造信息的采集和全要素的重建，包含了制造BOM(ManufactureBOM，MBOM)，質(zhì)量數(shù)據(jù)、技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)、產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)、生產(chǎn)進(jìn)度數(shù)據(jù)、逆向過程數(shù)據(jù)等的采集和重建。數(shù)字孿生在生產(chǎn)制造階段主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能，生產(chǎn)過程仿真、數(shù)字化生產(chǎn)線、關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)控和過程能力的評估。生產(chǎn)過程仿真數(shù)字化生產(chǎn)線關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)控和過程能力的評估2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理生產(chǎn)過程仿真在產(chǎn)品生產(chǎn)之前通過構(gòu)建虛擬產(chǎn)品，模擬不同產(chǎn)品、不同參數(shù)、不同的外部條件下的生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)能、效率以及可以出現(xiàn)的生產(chǎn)瓶頸等問題進(jìn)行研判，從而提升新產(chǎn)品導(dǎo)入過程的準(zhǔn)確度和速度。0102圖2-1生產(chǎn)過程仿真模擬圖2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字化生產(chǎn)線將生產(chǎn)階段中涉及的各種要素，如原材料、工藝配方、設(shè)備、工序等要求，通過數(shù)字化手段集成到一個(gè)寫作的生產(chǎn)過程中，根據(jù)規(guī)則去自動(dòng)化完成各種條件下的操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，在這期間，記錄生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，為后續(xù)的優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)。02圖2-3玻璃數(shù)字化生產(chǎn)車間如數(shù)字孿生玻璃絕緣子車間可以在數(shù)字環(huán)境內(nèi)構(gòu)建數(shù)字孿生車間，即對車間設(shè)備、生產(chǎn)過程和車間環(huán)境等進(jìn)行數(shù)字化映射，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間的數(shù)字孿生，進(jìn)而為玻璃絕緣子車間生產(chǎn)的模擬和優(yōu)化提供平臺。2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)控和過程能力的評估數(shù)字孿生賦能于生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線等其他形態(tài)的高度集成環(huán)境，將生產(chǎn)階段各要素(如原材料、設(shè)備、工藝、工序等）通過產(chǎn)品虛擬生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出來，模擬仿真產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程，記錄生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)能、效率、可能出現(xiàn)的生產(chǎn)瓶頸進(jìn)行預(yù)判與改進(jìn)，這樣可以縮短新產(chǎn)品的導(dǎo)入周期，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的交付速度，降低產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。如圖2-5所示。03圖2-5數(shù)字孿生在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理

市場營銷階段在市場營銷階段，可以在生產(chǎn)實(shí)際的產(chǎn)品前，利用數(shù)字孿生先去構(gòu)建產(chǎn)品的虛擬原型，可以通過虛擬顯示技術(shù)模擬體驗(yàn)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能和性能等，為市場營銷人員在做市場推廣過程中使用虛擬的產(chǎn)品，這樣可以根據(jù)客戶提出的產(chǎn)品改進(jìn)意見進(jìn)一步去優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)也可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)和個(gè)性化配置選型，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的柔性制造。構(gòu)建產(chǎn)品的虛擬原型模擬體驗(yàn)產(chǎn)品優(yōu)化產(chǎn)品定制化生產(chǎn)個(gè)性化配置選型2.1數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理2.1.3數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理

運(yùn)營支持階段數(shù)字孿生在模擬產(chǎn)品裝卸、使用、更換零部件等一些運(yùn)行維護(hù)階段，可以利用產(chǎn)品上的傳感器和控制系統(tǒng)記錄各種參數(shù)等數(shù)據(jù)，構(gòu)建產(chǎn)品部件級、系統(tǒng)級甚至產(chǎn)品級健康指標(biāo)體系。利用產(chǎn)品數(shù)字孿生在虛擬環(huán)境運(yùn)行，對產(chǎn)品故障進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測維修的分析結(jié)果對產(chǎn)品維修策略進(jìn)行針對性的調(diào)整優(yōu)化，降低甚至避免產(chǎn)品非計(jì)劃停機(jī)帶來的損失。預(yù)測故障降低、避免損失針對性優(yōu)化產(chǎn)品數(shù)字孿生數(shù)字孿生與云計(jì)算2.22.2數(shù)字孿生與云計(jì)算2.2.1云計(jì)算

云計(jì)算（cloudcomputing）定義：是提供信息技術(shù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的服務(wù)。云中的計(jì)算資源共享池叫做“云”，云計(jì)算將這些計(jì)算資源集合起來，采用軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，用戶根據(jù)業(yè)務(wù)需要按需購買。換言之，就是將計(jì)算能力包裝成商品如云服務(wù)器、云存儲(chǔ)、云數(shù)據(jù)庫、公網(wǎng)IP、網(wǎng)關(guān)、云網(wǎng)絡(luò)、人工智能等，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)，像水、電、氣、煤一樣按需進(jìn)行購買。2.2數(shù)字孿生與云計(jì)算2.2.2云計(jì)算的特征云計(jì)算特征彈性伸縮服務(wù)可度量按需自助服務(wù)無所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問資源池彈性伸縮：根據(jù)需要向上或向下擴(kuò)展資源的能力。對用戶來說，云計(jì)算的資源數(shù)量沒有界限，他們可按照需求購買任何數(shù)量的資源。服務(wù)可度量：云計(jì)算供應(yīng)商控制和監(jiān)測云計(jì)算服務(wù)的各方面使用情況，如計(jì)費(fèi)、訪問控制、資源優(yōu)化、容量規(guī)劃等按需自助服務(wù)：云計(jì)算的按需服務(wù)和自助服務(wù)意味著用戶可以在需要時(shí)直接使用云計(jì)算服務(wù)，而不必與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行人工交互。無所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問：用戶只要上Internet，就可以使用云計(jì)算。資源池：資源池允許云計(jì)算供應(yīng)商通過多用戶共享模式服務(wù)于用戶。物理和虛擬資源可根據(jù)用戶需求進(jìn)行分配和重新分配。資源池具有地點(diǎn)獨(dú)立性，客戶一般無法控制或了解所提供資源的確切位置，但可以在高端提取層面（如地區(qū)、國家或數(shù)據(jù)中心）指定位置。2.2數(shù)字孿生與云計(jì)算2.2.3云計(jì)算與數(shù)字孿生的關(guān)系云計(jì)算作為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代重要的基礎(chǔ)設(shè)施，逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域。在數(shù)字化的時(shí)代，云計(jì)算與數(shù)字孿生的結(jié)合會(huì)帶來哪些變化呢？010203數(shù)字孿生將物體與數(shù)字世界的虛擬物體進(jìn)行整合，形成了真實(shí)的數(shù)字化環(huán)境，通過云計(jì)算技術(shù)對這些虛擬物體進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化。數(shù)字孿生可為云計(jì)算提供更多的應(yīng)用場景，隨著數(shù)字孿生在各行各業(yè)中的運(yùn)用，更多的虛擬場景出現(xiàn)，如數(shù)字孿生中醫(yī)療健康中的3D模型提供精準(zhǔn)醫(yī)療、智慧城市的數(shù)字孿生、數(shù)字工廠的孿生體等。數(shù)字孿生的發(fā)展將推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)向更高端、更復(fù)雜的領(lǐng)域邁進(jìn)。隨著數(shù)字孿生的不斷發(fā)展，應(yīng)用場景越來越多，更多復(fù)雜的系統(tǒng)將進(jìn)行數(shù)字化，這些系統(tǒng)需要云計(jì)算提供更先進(jìn)、更加復(fù)雜、更高的性能技術(shù)來支撐，從而促進(jìn)了云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展。數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)2.3知識回顧請同學(xué)們思考：（1）產(chǎn)品全生命周期管理概念是什么？（2）產(chǎn)品全生命周期管理適用的行業(yè)有哪些？（3）數(shù)字孿生主要賦能產(chǎn)品全生命周期管理哪些過程？（4）數(shù)字孿生與云計(jì)算的關(guān)系是什么？2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)從文明之初的“結(jié)繩記事”，文字文明的“文以載道”，到近現(xiàn)代的科學(xué)“數(shù)據(jù)建?！?，數(shù)據(jù)一直伴隨著人類社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展，直到以電子計(jì)算機(jī)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)的出現(xiàn)，對數(shù)據(jù)處理提供了自動(dòng)的手段和方法，人類在掌握數(shù)據(jù)、處理和數(shù)據(jù)能力有了質(zhì)的飛躍。文明之初“結(jié)繩記事”文明文明“文以載道”數(shù)據(jù)建模電子計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)、概念、思潮是以計(jì)算機(jī)領(lǐng)域作為發(fā)起端，逐漸衍生到科學(xué)和商業(yè)領(lǐng)域。

隨著數(shù)據(jù)量的快速增長，數(shù)據(jù)面類著類型越來越多、數(shù)據(jù)難以理解、難以獲取、難以處理以及難以組織等難題，運(yùn)用大數(shù)據(jù)來描述這些難題，這在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域引發(fā)了思考。2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（BigData）是指巨量的資料，在一定的時(shí)間范圍不能以常規(guī)軟件處理（存儲(chǔ)和計(jì)算）的大而復(fù)雜數(shù)據(jù)集，換句話理解就是使用單臺計(jì)算機(jī)無法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理或者壓根無法處理的數(shù)據(jù)集。2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)2.3.1大數(shù)據(jù)的特征大數(shù)據(jù)（BigData）大數(shù)據(jù)的特征通常從容量、種類、價(jià)值、速度四個(gè)維度進(jìn)行描述。2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)在IDC發(fā)布的《數(shù)據(jù)時(shí)代2025》的報(bào)告顯示，全球每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量在2025年將達(dá)到175ZB，平均每天大約產(chǎn)生491EB的數(shù)據(jù)。其中，中國的數(shù)據(jù)圈最大，達(dá)到了48.6ZB，占據(jù)27.8%，假設(shè)以1TB的硬盤來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，每年需要5百多億塊硬盤。特征一：大量化大數(shù)據(jù)的特征通常從容量、種類、價(jià)值、速度四個(gè)維度進(jìn)行描述。2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)的類型多種多樣，包括網(wǎng)絡(luò)日志、視頻、音頻、圖片、網(wǎng)頁、地理位置等，主要結(jié)構(gòu)分為半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要來自于傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。特征二：多樣化大數(shù)據(jù)的主要結(jié)構(gòu)分為半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)還有一種數(shù)據(jù)格式，就是介于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之間叫半結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，它具有一定的結(jié)構(gòu)性，如員工簡歷、有的簡歷只有教育情況，沒有戶籍沒有工作經(jīng)歷，有的簡歷有工作經(jīng)歷、年齡，無出生日期等，各個(gè)簡歷不是完全相同的，但也有雷同部分，這就是半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)；如HTML和XML文檔，用成對的標(biāo)簽記錄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，每個(gè)網(wǎng)頁的標(biāo)簽有相同部分也有不同的部分，沒有固定的規(guī)律，這種也叫半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的主要特征是以行為單位，每一行就是一條記錄。非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)主要指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則或不完整，沒有預(yù)定的數(shù)據(jù)，包括所有的格式數(shù)據(jù)。2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)的特征通常從容量、種類、價(jià)值、速度四個(gè)維度進(jìn)行描述。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，單條的數(shù)據(jù)價(jià)值不突出，單條記錄基本無意義，因?yàn)闊o用的數(shù)據(jù)多，但是整個(gè)數(shù)據(jù)集綜合價(jià)值較大、隱含的價(jià)值也比較大，所以需要對大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、分析和挖掘，從數(shù)據(jù)金礦中掘金。特征三：價(jià)值密度低每一天各行各業(yè)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)爆炸增長，在很多的具體場景中，大數(shù)據(jù)要求實(shí)時(shí)的處理數(shù)據(jù)，如搜索引警要在幾秒中呈現(xiàn)用戶需要的檢索結(jié)果，企業(yè)或者系統(tǒng)在面臨海量的增長數(shù)據(jù)時(shí)，需要高速的處理，一般要在秒級時(shí)間范圍內(nèi)給出分析結(jié)果，超出這個(gè)時(shí)間就失去了價(jià)值，即為大數(shù)據(jù)的處理要符合“1秒定律”。特征四：高速度2.3.2大數(shù)據(jù)處理過程2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)從無到有的過程（如通過采集日志或者通過使用一些工具把數(shù)據(jù)采集到指定位置）；數(shù)據(jù)預(yù)處理是指通過程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理如數(shù)據(jù)的清晰、格式整理、過濾臟數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)梳理成點(diǎn)擊流模型數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)入庫是將預(yù)處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到庫，這里庫可以值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)分析是根據(jù)用戶需求將數(shù)據(jù)通過程序語言開發(fā)，得出用戶需要各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果；數(shù)據(jù)展現(xiàn)是可以將分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，一般情況下，采用圖標(biāo)的方式進(jìn)行展示。數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)入庫數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)展現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理過程，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展現(xiàn)2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理過程2.3.3大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生的關(guān)系2.3數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)

數(shù)字孿生是通過數(shù)據(jù)模擬和分析，將現(xiàn)實(shí)中實(shí)體、對象、動(dòng)作、特征等信息進(jìn)行數(shù)字化，進(jìn)行更高效、更精準(zhǔn)的預(yù)測和優(yōu)化。數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，數(shù)字孿生需要數(shù)據(jù)的支持，數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生的建模和仿真的基礎(chǔ)，有了這些數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生才能實(shí)現(xiàn)實(shí)體與孿生體之間的映射關(guān)系。大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)是海量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與挖掘?yàn)閿?shù)字孿生提供所需的大量的數(shù)據(jù)。數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.42.4.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的各種環(huán)節(jié)中的各種設(shè)備、傳感器、儀器等物理設(shè)備采用無線網(wǎng)絡(luò)連接，對其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、共享，從而提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本以及開發(fā)新產(chǎn)品等為目的的技術(shù)體系工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)離不開物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)的技術(shù)，其中比較重要的環(huán)節(jié)就是數(shù)據(jù)采集與分析。2.4.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺深度集成了IT、OT運(yùn)營技術(shù)（OperationalTechnology，OT）、CT電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(ComputedTomography，CT)、

DT數(shù)據(jù)技術(shù)（DataTechnology，DT）等技術(shù)，它具有基礎(chǔ)性、聚合性、融合性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺IT、OT運(yùn)營技術(shù)CT電子計(jì)算機(jī)斷層掃描DT數(shù)據(jù)技術(shù)……基礎(chǔ)性聚合性融合性2.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)六大新模式平臺化設(shè)計(jì)智能化制造網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同個(gè)性化制定服務(wù)化延伸數(shù)字化管理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋國民經(jīng)濟(jì)45個(gè)大類，形成了平臺化設(shè)計(jì)、智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理等六大新模式，逐漸成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2013-2015期間，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)中的應(yīng)用，加快工業(yè)生產(chǎn)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化和服務(wù)化轉(zhuǎn)變。2015-2018年期間，國家政策密集出臺“充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級以及信息化和工業(yè)化深度融合中的平臺作用”和“增強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)供給能力。2018年后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)被定位為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，地位進(jìn)一步上升。2020年我國已有25個(gè)省出臺了關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解析技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策，對互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局。2017-2021年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)增值規(guī)模不斷的上漲；2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)增值首次突破4萬億元工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增值2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.4.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展意義2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是構(gòu)建新發(fā)展格局的有力支撐“十四五”規(guī)劃目標(biāo)綱要中指出，要“加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”工業(yè)互聯(lián)國內(nèi)外大循環(huán)2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是促進(jìn)我國GDP增長的重要因素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐步成為國民經(jīng)濟(jì)增長的重要支撐。當(dāng)前，我國正處于實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展為我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動(dòng)力提供了新動(dòng)能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)GDP增長工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增值GDP2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠與制造、能源、交通、建筑、農(nóng)業(yè)等實(shí)體經(jīng)濟(jì)進(jìn)行深度融合，推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)滲透產(chǎn)業(yè)就業(yè)2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（4）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是世界工業(yè)強(qiáng)國競爭的主要戰(zhàn)場發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為全球制造企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級和世界各國提升自身國際競爭力的重要戰(zhàn)略高地。其中美、中、日、德等制造業(yè)大國正領(lǐng)跑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主賽道。2020年全球各區(qū)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增加值規(guī)模情況2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

（5）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景廣泛，目前已延伸至40個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類，涉及原材料、裝備、消費(fèi)品、電子等制造業(yè)各大領(lǐng)域，以及采礦、電力、建筑等實(shí)體經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，形成了千姿百態(tài)的融合應(yīng)用實(shí)踐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級

請同學(xué)們思考：了解了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵名詞和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系是怎樣的呢？2.4.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生的關(guān)系2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺激活數(shù)字孿生生命隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，每一個(gè)數(shù)字化的企業(yè)都要去關(guān)注技術(shù)，這個(gè)技術(shù)又與數(shù)字孿生息息相關(guān)。數(shù)字孿生的核心是模型和數(shù)據(jù)，虛擬模型的創(chuàng)建和數(shù)據(jù)的分析需要專業(yè)的知識，需要依托行業(yè)背景。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)前數(shù)字孿生的概念僅僅停留在軟件環(huán)境中，如計(jì)算機(jī)輔助CAD系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理PLM等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后網(wǎng)絡(luò)帶寬及其傳輸速度能滿足工業(yè)上的需求，各個(gè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的設(shè)備資管管理，產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)2.52.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IT與OT融合數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)雙向賦能課前思考

請同學(xué)們思考：IT、OT、CT、DT分別指的是什么？？2.5數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)接到生產(chǎn)指定單調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃準(zhǔn)備文件夾工具、作業(yè)指導(dǎo)書備料生產(chǎn)檢查包裝出庫01車間生產(chǎn)車間生產(chǎn)的主要流程2.5數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)

傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)傳統(tǒng)的企業(yè)工廠問題自動(dòng)化程度不高、工藝路線等原因，造成了在各個(gè)的生產(chǎn)工序中出現(xiàn)設(shè)備異常、產(chǎn)品品質(zhì)異常、原材料異常、生產(chǎn)人員異常等情況，直接導(dǎo)致整個(gè)的生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定，這也是很多企業(yè)比較頭痛。生產(chǎn)車間智能化管理2.5數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝生產(chǎn)方式在逐漸被自動(dòng)化生產(chǎn)方式所取代，工廠車間是作為生產(chǎn)和加工的主要場所，需要引入智能化的管理系統(tǒng)。智能化管理系統(tǒng)能實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的情況、具體到投入的物料、運(yùn)作的設(shè)備、工人的績效、日產(chǎn)量等重要信息，為作為合理的生產(chǎn)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)調(diào)整作為依據(jù)。車間生產(chǎn)智能化管理022.5數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)數(shù)字車間標(biāo)準(zhǔn)利用數(shù)字孿生技術(shù)，對生產(chǎn)車間進(jìn)行智慧化管理，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程可視化、遠(yuǎn)程管理、成本管控，有利于提高生產(chǎn)效率，減低生產(chǎn)成本。數(shù)字化車間涉及到信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械制造、物流管理等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化車間建設(shè)，需要采用通用技術(shù)，數(shù)字化車間系列標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了數(shù)字化車間概念的認(rèn)識，給出了數(shù)字化車間的基本要求，規(guī)范了數(shù)字化車間核心功能模塊的數(shù)字化特征，構(gòu)建了數(shù)字化車間的系統(tǒng)架構(gòu)，目前從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、支持標(biāo)準(zhǔn)等方面對數(shù)字化車間建造提供了參考模型。車間生產(chǎn)與數(shù)字孿生032.5數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)工廠車間可視化管理對生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化。對車間所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，直觀反映生產(chǎn)中的瓶頸、物料流、設(shè)備維修等問題，通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，進(jìn)行更為高效的智能生產(chǎn)流程優(yōu)化、預(yù)測等運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制。課前思考請同學(xué)們思考：100年前與現(xiàn)在制造業(yè)的區(qū)別？數(shù)字孿生與智能制造2.6課前思考

請同學(xué)們思考：100年前與現(xiàn)在制造業(yè)的區(qū)別？2.6數(shù)字孿生與智能制造

汽車制造業(yè)：2022年中國汽車市場總銷量達(dá)到了約3500萬輛，同比增長約6%。其中，乘用車銷量約為3000萬輛，商用車銷量約為500萬輛。預(yù)計(jì)到2025年，中國汽車市場總銷量將達(dá)到約4000萬輛。

航空制造業(yè)：2019年中國航空制造業(yè)市場規(guī)模達(dá)到了約3500億美元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到6000億美元。

智能制造作為制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向，是建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系和實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的關(guān)鍵舉措。思考請同學(xué)們思考：不同國家對智能制造的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？2.6數(shù)字孿生與智能制造1.智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行工業(yè)4.0在2011年由德國提出，它的本質(zhì)是以機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化為基礎(chǔ)，建立智能化新型生產(chǎn)模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。德國將標(biāo)準(zhǔn)化工作排在4.0的八大關(guān)鍵領(lǐng)域的首位，持續(xù)發(fā)布四版《工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化4路線圖》。2020年歐盟委員會(huì)發(fā)布了《歐洲新工業(yè)戰(zhàn)略》，旨在幫助歐洲工業(yè)向氣候中立和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并提升其全球競爭力和戰(zhàn)略自主性。其中指出了標(biāo)準(zhǔn)化工作對于單一市場及行業(yè)競爭力的重要性。美國2012年以來持續(xù)發(fā)布智能制造系列戰(zhàn)略，2022年10月發(fā)布了《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略》。2021年俄羅斯發(fā)布了《制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方向》。日本發(fā)布《制造業(yè)白皮書》，定期對日本制造業(yè)的現(xiàn)狀和主要挑戰(zhàn)進(jìn)行描述，并給出推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展的重要舉措。2018年版《制造業(yè)白皮書》。2.6數(shù)字孿生與智能制造2.國家智能制造戰(zhàn)略分析 各國注重結(jié)合自身制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀建立適合本國國情的智能制造發(fā)展路徑，均注重智能制造頂層設(shè)計(jì)，打造多方共同參與的生態(tài)發(fā)展環(huán)境。智能制造本國國情課前思考請同學(xué)們思考：我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化政策文件有哪些？2.6數(shù)字孿生與智能制造圖2-23基礎(chǔ)共性相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)分布在基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)方面，聚焦了智能制造術(shù)語、用例、安全性、可靠性、評估及檢測等細(xì)分方向，基礎(chǔ)共性相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)分布情況如圖2-23所示。圖2-24智能工廠國際標(biāo)準(zhǔn)分布在智能工廠方面，標(biāo)準(zhǔn)主要集中到智能工廠設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)智能物流、智能管理、業(yè)務(wù)集成等細(xì)分方向，智能工廠相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)分布情況如圖2-24所示。圖2-25智能賦能技術(shù)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)分布在智能賦能技術(shù)方面，主要聚焦了大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等細(xì)分方向，智能賦能技術(shù)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)分布如圖2-25所示。3.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)力智能制造標(biāo)準(zhǔn)2.6數(shù)字孿生與智能制造標(biāo)準(zhǔn)化主要工作及成效4.我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況（1）探索期（2015年-2017年）（2）成長期（2018年-2020年）（3）深化期（2021年-至今）2.6數(shù)字孿生與智能制造

在2016年先后引發(fā)了《智能制造工程實(shí)施指南（2016-2020）》和《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，在指南中明確了智能制造的范疇和智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作的支撐地位，給出智能制造探索期標(biāo)準(zhǔn)化工作的目標(biāo)、任務(wù)等內(nèi)容，為后續(xù)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作指明了方向。4.我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況（1）探索期（2015年-2017年）2.6數(shù)字孿生與智能制造

在2018年-2020年期間，我國的智能制造進(jìn)入了成長期，在這一階段，智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)就是從初步構(gòu)建逐步轉(zhuǎn)向頂層規(guī)劃迭代完善、重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)研制、行業(yè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施路勁探索，在國際標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵領(lǐng)域取得了關(guān)鍵進(jìn)展，在成長期主要的做法，如圖2-28所示。4.我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況（2）成長期（2018年-2020年）2.6數(shù)字孿生與智能制造

“十四五”期間，將從標(biāo)準(zhǔn)群建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用、前瞻性新興技術(shù)領(lǐng)域等方面發(fā)力，加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研制步伐、加大標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用力度、加強(qiáng)先導(dǎo)性創(chuàng)新性標(biāo)準(zhǔn)研究等方面逐步推動(dòng)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作.4.我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況（3）深化期（2021-至今）持續(xù)發(fā)展中...思考

請同學(xué)們思考：我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)群（列舉4-5個(gè)）2.6數(shù)字孿生與智能制造5.我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)群

為了加快推動(dòng)智能制造企業(yè)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化方式組織生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務(wù)，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的支撐作用，已形成的16個(gè)場景標(biāo)準(zhǔn)群建設(shè)。2.6數(shù)字孿生與智能制造6.數(shù)字孿生與智能制造

智能制造的范疇比較廣泛，在智能制造中，智能車間、智能生產(chǎn)、智能產(chǎn)品和智能服務(wù)等領(lǐng)域與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深度融合。課程小結(jié)智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生的關(guān)系數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.7復(fù)習(xí)與鞏固工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生的關(guān)系車間生產(chǎn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界工業(yè)重工業(yè)采掘(伐)工業(yè)原材料工業(yè)加工工業(yè)輕工業(yè)以農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)以非農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界自動(dòng)駕駛是汽車產(chǎn)業(yè)與人工智能、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)以及交通出行、城市管理等多領(lǐng)域深度融合的產(chǎn)物，對降低交通擁堵、事故率，幫助城市構(gòu)建安全、高效的未來出行結(jié)構(gòu)，對汽車產(chǎn)業(yè)變革，以及城市交通規(guī)劃具有深遠(yuǎn)的影響。01.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界自動(dòng)駕駛系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展03第三階段基于傳感器數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)02第二階段實(shí)現(xiàn)高可用性和彈性擴(kuò)展的游戲服務(wù)器01第一階段基于傳感器數(shù)據(jù)的自適應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)04第四階段基于深度學(xué)習(xí)和人工智能的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界

2021年12月《“十四五”推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的國家標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃》。該規(guī)劃明確指出“圍繞智慧城市分級分類建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造、城市數(shù)字資源利用、城市數(shù)據(jù)大腦、人工智能創(chuàng)新應(yīng)用、城市數(shù)字孿生等方面完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)”，明確將城市數(shù)字孿生納入智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界1.城市數(shù)字孿生圖2-32城市數(shù)字孿生物理空間（保障城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐）·城市時(shí)空位置·城市要素·城市生態(tài)環(huán)境2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界1.城市數(shù)字孿生圖2-33城市數(shù)字孿生概念模型社會(huì)空間（用于描述城市社會(huì)中個(gè)體與個(gè)體、個(gè)體與群體、群體與群體等關(guān)系和活動(dòng)的總和）數(shù)字空間（城市數(shù)字孿生的載體）2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)

城市數(shù)字孿生通過布設(shè)覆蓋城市范圍的多種類型傳感器，對城市運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行多維度、多層次精準(zhǔn)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對城市環(huán)境、設(shè)備/設(shè)施運(yùn)行等的全方位感知，實(shí)時(shí)獲取城市全域全量運(yùn)行數(shù)據(jù)，為城市數(shù)字孿生提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)圖2-34城市數(shù)字孿生精準(zhǔn)映射2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)

城市數(shù)字孿生具備智慧能力的體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)對物理城市進(jìn)行科學(xué)預(yù)測、指導(dǎo)與優(yōu)化的關(guān)鍵。可以依據(jù)物理城市的真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建不同場景下的推演模型，進(jìn)而模擬和分析物理城市的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，推演預(yù)測物理城市的發(fā)展態(tài)勢與運(yùn)行結(jié)果，并提出優(yōu)化建議，輔助城市日常管理、應(yīng)急指揮和科學(xué)決策。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)

通過將感知的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模和可視化渲染，城市數(shù)字孿生提供了全要素、全范圍、全精度真實(shí)的渲染效果，實(shí)現(xiàn)全空間信息和城市實(shí)時(shí)運(yùn)行態(tài)勢的動(dòng)態(tài)展示。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)

物理空間與數(shù)字空間的互操作和雙向互動(dòng)，借助物聯(lián)網(wǎng)、圖形/圖像、AR/VR、人機(jī)交互等領(lǐng)域技術(shù)的協(xié)同和融合，實(shí)現(xiàn)城市級虛實(shí)空間融合、控制與反饋等能力。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動(dòng)態(tài)可視E虛實(shí)互動(dòng)A全面感知F協(xié)同演進(jìn)

協(xié)同演進(jìn)是城市數(shù)字孿生具有高階智慧能力的體現(xiàn)。城市數(shù)字孿生過程中，物理城市與數(shù)字城市在城市運(yùn)行、數(shù)據(jù)、技術(shù)、機(jī)制等方面存在長期協(xié)同關(guān)系，長期相互反饋、相互影響。物理空間：為實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字孿生，首先需對物理空間以及社會(huì)空間中的物理實(shí)體對象、事件對象以及關(guān)系對象進(jìn)行數(shù)字空間的虛擬表達(dá)以及映射。信息基礎(chǔ)設(shè)施：提供感知、連接、存儲(chǔ)以及計(jì)算能力的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，其中感知基礎(chǔ)設(shè)施包含嵌入式傳感基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施以及測繪基礎(chǔ)設(shè)施等。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界3.城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)圖2-35城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)數(shù)字資源是城市各類數(shù)據(jù)的總和，是構(gòu)建城市數(shù)字孿生系統(tǒng)的基礎(chǔ)。交互服務(wù)：提供多種類型的能力開放界面，通過統(tǒng)一規(guī)范的交互界面實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通以及服務(wù)調(diào)用，通過提供平臺化、輕量化數(shù)據(jù)、API、消息、應(yīng)用等集成能力，第三方應(yīng)用可以對功能組件進(jìn)行靈活組合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和技術(shù)邏輯的分離。通用服務(wù)：為城市數(shù)字孿生提供基礎(chǔ)共性能力支撐。其中數(shù)據(jù)服務(wù)是對數(shù)據(jù)資源利用提供的通用支撐服務(wù)，包含但不限于數(shù)據(jù)模型、資產(chǎn)管理以及數(shù)據(jù)治理。孿生服務(wù)：城市數(shù)字孿生所需的特性服務(wù)，包括但不限于感知互聯(lián)、實(shí)體映射、多維建模、時(shí)空計(jì)算、仿真推演及可視化。安全管理：根據(jù)城市安全管理制度，開展數(shù)據(jù)安全、信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全、安全預(yù)警和應(yīng)急處理等管理工作。運(yùn)營管理：基于數(shù)字模型和標(biāo)識體系、感知體系以及各類智能設(shè)施，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施、地下空間、能源系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、道路交通等運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和統(tǒng)一呈現(xiàn)，通過數(shù)字模型和軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、決策仿真、應(yīng)急處理以及設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和運(yùn)營。課程小結(jié)數(shù)字孿生相關(guān)領(lǐng)域自動(dòng)駕駛系統(tǒng)城市數(shù)字孿生復(fù)習(xí)與鞏固自動(dòng)駕駛系統(tǒng)特征發(fā)展階段城市數(shù)字孿生2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界工業(yè)重工業(yè)采掘(伐)工業(yè)原材料工業(yè)加工工業(yè)輕工業(yè)以農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)以非農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界3.智慧園區(qū)管理（1）智慧園區(qū)發(fā)展趨勢2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)新需求的驅(qū)動(dòng)下，智慧園區(qū)也一直在發(fā)展和演進(jìn)著，從智慧化程度的視角，把智慧園區(qū)的發(fā)展總結(jié)為“三階四級”

（1）智慧園區(qū)發(fā)展趨勢2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界智慧零碳園區(qū)是建立在數(shù)字化全面賦能的智慧園區(qū)基礎(chǔ)上，在園區(qū)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營全生命周期中系統(tǒng)性融入碳中和的理念，以數(shù)字化技術(shù)賦能節(jié)能、減排、碳監(jiān)測、碳交易、碳核算等碳中和措施，促進(jìn)園區(qū)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉(zhuǎn)型、資源循環(huán)化利用、設(shè)施集聚化共享。（2）智慧零碳園區(qū)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（3）全場景智慧園區(qū)智慧園區(qū)的全場景智慧是智慧園區(qū)發(fā)展新階段，全場景智慧園區(qū)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)融合、場景聯(lián)動(dòng)、敏捷創(chuàng)新等方方面面，讓智慧可以呈現(xiàn)在園區(qū)的每個(gè)角落，實(shí)現(xiàn)對園區(qū)全域的精準(zhǔn)分析、系統(tǒng)預(yù)測、協(xié)同指揮、科學(xué)治理和場景化服務(wù)。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（4）全生命周期生態(tài)共建園區(qū)全生命周期智慧園區(qū)的管理是指將全生命周期管理的理念和方法應(yīng)該貫穿到智慧園區(qū)投資、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營全過程中，實(shí)現(xiàn)園區(qū)投資、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營主體、運(yùn)營管理手段、生態(tài)合作資源、運(yùn)營模式等要素的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免各個(gè)要素本身及要素間的沖突矛盾，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全生命周期內(nèi)整體社會(huì)價(jià)值最大化。智慧園區(qū)全生命周期管理比較關(guān)注全過程中的價(jià)值產(chǎn)生與服務(wù)體驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)等要素的流動(dòng)構(gòu)建園區(qū)管理與運(yùn)營的閉環(huán)鏈條。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界4.數(shù)字孿生賦能石油化工（1）數(shù)字孿生在油田勘探的應(yīng)用利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，深入挖掘現(xiàn)有的油田勘探數(shù)據(jù)資源，尋找油氣勘探開發(fā)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)方法，將油氣勘探開發(fā)的物理空間映射到虛擬數(shù)字空間，并與數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行融合。利用這種方式將改進(jìn)現(xiàn)有汽油勘探模式與技術(shù)，數(shù)字孿生技術(shù)降低石油勘探開發(fā)成本2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（2）數(shù)字孿生石油工程裝備全生命周期數(shù)字化

數(shù)字孿生在石油工程裝備管理平臺的基礎(chǔ)上開展裝備全數(shù)字化技術(shù)研究，構(gòu)建裝備工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，探索設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、操縱、經(jīng)營、維護(hù)等生命周期數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中把控產(chǎn)品質(zhì)量，在裝備現(xiàn)場驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性，提升裝備機(jī)能并改進(jìn)其生產(chǎn)工藝，無需親臨現(xiàn)場，通過數(shù)字孿生系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控各類數(shù)據(jù)，全方位