背景

2021年10月15日，国家工业信息安全发展研究中心在第二届两化融合暨数字化转型大会上发布《工业设备数字孪生白皮书》。白皮书由国家工信安全中心和山东大学主编，中国船级社、中车四方股份等33家单位参编完成。白皮书系统地介绍了数字孪生的起源、发展和工业应用现状，从实施要素维度提出工业设备数字孪生的总体框架模型，并针对工业设备数字孪生实施中面临的痛点问题，研究提出工业设备数字孪生系统实施成熟度评估模型，为评估工业设备数字孪生系统的实施准备和实施成效提供了方法论，并围绕数字孪生在不同行业应用场景提供了风电设备、工程装备、数控机床等11类设备、32个数字孪生典型案例。

1.工业设备数字孪生技术应用场景

工业设备构建的数字孪生系统应用可以贯穿工业设备的整个生命周期，解决工业设备在设计、制造、调试、运行、维护、报废、营销阶段的问题，从而提升设备从设计到报废过程的智能化水平。

2.工业设备数字孪生技术应用价值模式

工业设备数字孪生技术创造的价值功能，除了满足企业已经存在的需求外，还将带动新需求，拓宽企业视野，打破市场边界，衍生新兴产业。当前，工业设备数字孪生技术应用应以价值实现为最终目的，我们从价值本质和应用对象两个视角出发，总结工业设备数字孪生技术应用价值。

（1）价值本质视角

当前工业设备数字孪生技术对企业的四个价值本质体现在：提质、降本、创收、增效。紧紧围绕价值本质数字孪生技术为企业创造价值，赋予企业价值理念。

（2）应用对象视角

实施工业设备数字孪生系统可在不同方面为工业设备生产商、用户带来不同方面的价值收益。

3.工业设备数字孪生应用成熟度

（1）工业设备数字孪生应用成熟度评估模型

工业设备数字孪生应用成熟度评估模型旨在评估工业设备数字孪生系统实施后的实施深度和成效。以应用需求为导向，根据评估模型中基础设施、技术实施、实施管理和应用成效四个方面评估。

（2）工业设备数字孪生应用成熟度等级

通过对企业实施工业设备数字孪生的成效进行评估，将工业设备数字孪生应用成熟度分为五个等级，分别是规划级、基本级、进阶级、智能级和自治级。

需要注意的是：

j工业设备数字孪生应用成熟度是工业设备数字孪生实施深度的综合判定，聚焦到某个单点的评估并不一定是完全满足对应层级的指证。

k企业在实施数字孪生过程中层级是可跨越的，不一定要循序渐进，可根据企业自身的基础和战略制定符合自身的实施路径。

l数字孪生技术的实施应以满足企业自身应用需求为目标，成熟度等级是企业评估自身现状、项目成效、差距分析的参考依据，并不代表绝对优劣，企业应用该模型时可以根据自身情况进行扩展或裁剪。

4.工业设备数字孪生系统实施条件成熟度评估

工业设备生产商和工业设备用户是工业设备数字孪生系统主要的实施对象，数字孪生系统开发商则是实施的主体，三方需共同合作评估数字孪生系统落地应用的自身条件。本书制定了面向工业设备生产商数字孪生服务能力评估模型、面向工业设备用户的数字孪生实施基础评估模型以及数字孪生系统开发商的服务能力评估模型等三个评估模型，适用于评价工业设备数字孪生实施准备工作，帮助企业明确数字孪生实施路线，分析诊断实施基础差距，从而进一步明确实施路径。

（1）工业设备生产商数字孪生服务能力评估模型

工业生产商评估模型旨在评估工业设备生产商提供数字孪生服务的基础能力。以应用需求为导向，分别从基本能力、技术能力和管理能力3个维度进行评估。

（2）工业设备用户数字孪生实施基础评估模型

工业设备用户评估模型旨在面向既有生产线的升级改造或新上生产线/工业设备时的评估，评估用户数字孪生实施成熟度。以应用需求为导向，与工业设备生产商和数字孪生系统开发商协作，从管理能力、基础设施和技术能力3个维度进行评估。

(3）工业设备数字孪生系统开发商服务能力评估模型

数字孪生服务商评估模型主要面向工业设备生产商与用户的应用需求评估，从基本能力、技术能力、管理能力和交付能力4个维度对服务商数字孪生的实施能力进行评估。

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