| 标准编号 | GB/T 47691-2026 (GB/T47691-2026) | | 中文名称 | 工业数字孪生系统建设实施指南 | | 英文名称 | Guidelines for construction and implementation of industrial digital twin system | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J07 | | 国际标准分类 | 35.240.50 | | 字数估计 | 26,280 | | 发布日期 | 2026-05-25 | | 实施日期 | 2026-12-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47691-2026: 工业数字孪生系统建设实施指南
GB/T 47691-2026 英文版: Guidelines for construction and implementation of industrial digital twin system
ICS 35.240.50
CCSJ07
中华人民共和国国家标准
工业数字孪生系统建设实施指南
2026-05-25发布
2026-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
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本文件起草单位:国家工业信息安全发展研究中心、北京机械工业自动化研究所有限公司、中建材
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司、中国中车股份有限公司、中国烟草总公司合肥设计院、宁波舜元智能科技有限公司、精航伟泰测控仪
器(北京)有限公司、湖北宜化化工股份有限公司、山东和同信息科技股份有限公司、中车青岛四方机车
车辆股份有限公司、浪潮云洲工业互联网有限公司、上海宝信软件股份有限公司、慧之安信息技术股份
有限公司、华中科技大学无锡研究院、江苏集萃华科智能装备科技有限公司、深圳市佳运通电子有限公
司、中机智能装备研究院(北京)有限公司、北自所(北京)科技发展股份有限公司、国家能源集团宁夏煤
业有限责任公司金凤煤矿、重庆大学、深圳图为技术有限公司、湖北浩蓝智造科技有限公司、泽恩科技有
限公司、中国医药集团联合工程有限公司、宁波考比锐特智能科技有限公司、赛昇信息技术研究院江苏
有限公司、北京信源电子信息技术有限公司、四川御章科技有限公司。
本文件主要起草人:栾燕、胡铂、孟祥曦、杜洪涛、王海丹、孙洁香、尹自波、王佳颖、全文举、王丛笑、
郑思嘉、赵铭、魏涛、王真、郭文爱、翁九星、郝海生、卞平官、耿哲、顾佳、庞松涛、商广勇、王森、余丹、
安升辉、浦栋麟、刘永才、张崇、徐慧、刘国锋、李孝斌、邱永生、魏蓝天、何春平、何洁莎、黄江昆、周玲、
黄伟、张璨宇、张娟娟、姚欢、吴冬寒、李云志、段明皞、禹成祥、周芸、孟小前、萧展辉、隋英杰、刘亮、邓国、
黄乐观、邵明伍、牟琳、徐伟、李和生、王丹星、王立成、代星、李楠、李岩、吴双、郭燕。
工业数字孪生系统建设实施指南
1 范围
本文件提供了工业数字孪生系统建设中实施路径、实施范围、实施目标及分级的指导,给出了实施
过程中涉及的技术、管理、成效等核心要素,以及各阶段的具体要求等信息。
本文件适用于工业企业开展工业数字孪生系统的策划、实施、应用、改进等活动,也适用于服务商等
第三方机构提供工业数字孪生系统的咨询评估、建设实施服务。
4 总则
4.1 实施路径
根据工业数字孪生系统的建设实施目的,确定系统的实施范围,分级确定实施目标。在系统的策
划、实施、应用、改进等四个阶段,围绕技术、管理、成效等要素开展活动并适时开展实施就绪度、系统服
务商能力、应用成熟度评估,分析确定存在的瓶颈短板,按照PDCA(Plan-Do-Check-Action,计划-执行-
评估-改进)循环推动系统不断改进提升,促进工业数字孪生系统应用不断深化,为系统实施应用主体带
来可持续、稳定递增的价值见图1。
4.2 实施范围
根据系统建设实施目的,按照系统的功能要求和应用领域,工业数字孪生系统的实施范围如下。
a) 设备域。设备级工业数字孪生系统应用于单一生产设备,映射该设备上一个或多个功能。
b) 产线域。产线级工业数字孪生系统应用于单一生产线,映射该生产线上一个或多个功能。
c) 车间域。车间级工业数字孪生系统应用于单一车间,能够覆盖车间的主要功能,映射该车间的
一项或多项业务功能。
d) 工厂域。工厂级工业数字孪生系统应用于单一工厂,能够覆盖工厂一个或多个主要业务部门,
映射该工厂的一个或多个业务功能。
e) 产业链域。产业链级工业数字孪生系统应用于单一产业链,能够覆盖产业链上多家工厂,映射
该产业链协同等一个或多个功能。
根据对工业数字孪生系统的功能要求和影响范围,不同实施范围之间的覆盖和包含关系如图2
所示。
4.3 实施目标及分级
工业数字孪生系统实施目标是指系统建设实施主体基于业务需求和技术可行性,在指定实施范围
内通过构建并部署能够实现物理实体与虚拟模型动态映射、实时交互、仿真优化及智能决策的数字化系
统,在策划阶段确立的实施后预期效果。工业数字孪生系统投入应用后应对实施后效果开展应用成熟
度评估,根据评估结果分级判定工业数字孪生系统实施目标达成情况。系统应用成熟度划分为五级,具
体如下。
a) 初始级。已经具备一定数字化、网络化基础,刚开展或计划开展设备及基础设施的信息化改
造,但还没有开始建设实施工业数字孪生系统,或者工业数字孪生系统正在建设实施中,还未
能真正地发挥作用。
b) 基本级。系统建设实施主体实施数字孪生系统实现核心价值的起点。已经具备必要的数字
化、网络化、智能化基础,能够较好地支撑数字孪生系统的实施应用。对系统实施范围完成建
模,数字孪生系统能够对系统实施范围进行实时监测和采集,能够支持控制逻辑的几何运动学
仿真分析,并能够以适当的方式进行可视化展示,能够支撑该实施范围的业务。
c) 优化级。系统建设实施主体实施数字孪生系统的进阶阶段。在达到基本级基础上,实施应用
的数字孪生系统中能够有效支撑业务活动,对于系统实施范围的模型融入了行业和领域知识,
建立了机理模型及信息模型,具备实现物理实体与虚拟空间中数字孪生体相互映射、实现虚实
同步的能力,可以对运行状态进行识别,开展运行优化和仿真预测,能够有效支撑系统实施范
围的业务。
d) 智能级。系统建设实施主体实施数字孪生系统应用的高阶水平。在达到优化级基础上,实施
应用的数字孪生系统中建立起完善的机理模型,数字孪生体与人工智能深度融合,工业数字孪
生系统具备了智能分析能力,能够针对业务中的痛点问题进行智能分析并决策,能够非常出色
地支撑系统实施范围的业务,实现企业核心价值。
e) 自治级。企业实施数字孪生系统应用的最高水平。在达到智能级基础上,实施应用的数字孪
生系统能够针对业务具体问题,基于系统智能分析决策能力建立起完整的反馈策略体系,在无
外界干预或少干预情况下实现自治运行,自主生成决策和控制指令,能够高效地支撑系统实施
范围的业务并显著增强系统建设实施主体竞争力。
4.4 实施要素
工业数字孪生系统建设实施要素主要包括技术要素、管理要素、成效要素。技术要素和管理要素的
不同配置及相互作用情况,将影响工业数字孪生系统建设实施成效,三者逻辑关系见图3,各实施范围
下实施要素要点按照附录A进行确定。
5 要素内容
5.1 技术要素
5.1.1 模型
影响工业数字孪生系统模型的主要要素如下。
a) 模型保真度。系统模型属性满足系统实施应用需求的情况,模型属性包括不限于模型的几何
尺寸、物理特性、业务流程、生产流程、信息流、工作机理等。
b) 模型适配性。系统模型通过更新参数适配系统实施应用需求的情况,更新范围包括不限于几
何尺寸、物理特性、业务流程、生产流程、信息流、工作机理等。
c) 模型接口。系统模型的数据接口、控制接口满足系统实施应用需求的情况。
d) 模型通用性。系统模型及接口标准化、可复用情况。
e) 模型编码。系统按照分级分类管理原则为模型进行编码统一管理的情况。
f) 其他模型相关的技术要素。
5.1.2 控制
影响工业数字孪生系统控制的主要要素如下。
a) 闭环控制。系统对生产加工、业务流程处理等进行闭环控制的算法,以及根据实际运行数据对
模型属性和闭环控制算法参数进行更新,满足系统实施应用需求的情况。
b) 虚实同步。系统根据外界环境变化情况,及时对系统模型以及控制算法参数进行更新优化,保
障系统不受外界干扰保持稳定可靠运行,满足系统实施应用需求的情况。
c) 其他控制相关的技术要素。
5.1.3 连接
影响工业数字孪生系统连接的主要要素如下。
a) 网络互联。系统支持的网络接入方式,以及支持的网络覆盖范围、网络带宽等满足系统应用实
施需求的情况。
b) 接口集成。系统兼容不同协议,支持不同接口集成的情况。
c) 边缘计算。系统边缘计算接入和边缘计算信息处理能力等满足系统实施应用需求的情况。
d) 其他连接相关的技术要素。
5.1.4 数据
影响工业数字孪生系统数据的主要要素如下。
a) 数据处理。系统支持的数据获取、验证、保障数据质量的能力,以及对数据进行分析挖掘的能
力满足系统应用实施需求的情况。
b) 数据融合。系统与其他系统数据集成能力,以及应用的统一数据编码、数据交互标准等满足系
统应用实施需求的情况。
c) 其他数据相关的技术要素。
5.1.5 应用
影响工业数字孪生系统应用的主要要素如下。
a) 智能分析。基于系统实际运行数据,根据设备、产线、车间、工厂、产业链等不同应用范围需求,
对生产制造、经营管理、业务协同活动的运行参数、机理模型等进行分析、验证、优化。
b) 智能预测。基于系统实际运行数据,根据对设备、产线、车间、工厂、产业链等不同应用范围设
定的不同参数、机理模型等,对生产制造、经营管理、业务协同活动的未来运行结果进行预测、
分析。
c) 辅助决策。基于系统实际运行数据,根据对设备、产线、车间、工厂、产业链等不同应用范围设
定的不同参数、机理模型等,对生产制造、经营管理、业务协同活动的运行结果进行推演、对比,
辅助做出最优决策。
d) 其他应用相关的数据要素。
5.1.6 交互
影响工业数字孪生系统交互的主要要素如下。
a) 可视化展示。系统的可视化展示功能及可视化内容可定制功能,根据对设备、产线、车间、工
厂、产业链等不同应用范围的实际功能需要,满足系统实施应用需求的情况。
b) 多维度交互。系统支持多种类型信息输入和反馈的能力满足系统实施应用需求的情况。
c) 其他交互相关的技术要素。
5.1.7 安全
影响工业数字孪生系统安全的主要要素如下。
a) 网络和设施设备安全。系统的网络安全防护措施,包括不限于防病毒软件、网络防火墙、访问
控制、数据传输安全保障措施等;设备设施防盗防毁、防电磁干扰、防电磁泄漏等安全防护措施
以及冗余备份设置等满足系统安全稳定运行需求的情况。
b) 信息系统及信息资源安全。系统的信息资源安全防护体系满足系统安全稳定运行需求的
情况。
c) 其他安全相关的技术要素。
5.2 管理要素
5.2.1 制度体系
影响工业数字孪生系统建设实施的制度体系相关的要素主要包括以下内容。
a) 管理制度。系统建设实施主体建立并运行的管理制度体系满足工业数字孪生系统策划、实施、
应用需求情况,管理制度体系包括不限于信息系统规划、实施、运行相关管理制度。
b) 标准规范。系统建设实施主体制定或采用的信息系统相关标准满足工业数字孪生系统策划、
实施、应用需求情况,标准规范包括不限于信息系统实施、运行相关标准规范。
c) 其他制度体系相关的管理要素。
5.2.2 人力资源
影响工业数字孪生系统建设实施的人力资源相关的要素主要包括以下内容。
a) 人才队伍。系统建设实施主体的管理人员、生产技术人员、操作人员的数量、技能水平等满足
系统实施应用需求的情况。
b) 组织机构。系统建设实施主体的主责部门、主责领导设置满足系统策划、实施、应用需求的
情况。
c) 其他人力资源相关的管理要素。
5.2.3 资金投入
影响工业数字孪生系统建设实施的资金投入相关的要素主要包括以下内容。
a) 建设实施资金投入。系统建设实施主体关于工业数字孪生系统策划、实施、应用的资金投入情
况,包括不限于资金保障制度、立项、拨付等情况。
b) 运行维护资金投入。系统建设实施主体关于工业数字孪生系统实施应用中的运行维护资金投
入情况,包括不限于系统运行资金和维护资金保障制度、立项、拨付等情况。
c) 其他资金投入相关的管理要素。
5.2.4 保障能力
影响工业数字孪生系统建设实施的保障能力相关的要素主要包括以下内容。
a) 建设实施保障。系统建设实施主体关于工业数字孪生系统策划、实施、应用的保障人员设置、
部门间沟通机制设置满足系统实施应用需求的情况。
b) 运行维护保障。系统建设实施主体关于工业数字孪生系统运行、维护的管理制度体系设置、操
作人员和维护人员设置满足系统实施应用需求的情况。
c) 其他保障能力相关的管理要素。
5.3 成效要素
5.3.1 竞争力
影响为工业数字孪生系统为建设实施主体带来竞争力提升的相关因素主要包括以下内容。
a) 创新能力。系统的实施应用促进产品研发周期缩短、新产品产值占比提升等情况。
b) 业务效率。系统的实施应用促进产品交付周期缩短、产能利用效率提升等情况。
c) 质量与客户满意度。系统的实施应用促进产品合格率提升、合同兑现率提高、客户变更响应速
度提升等情况。
d) 其他竞争力相关的成效要素。
5.3.2 社会经济效益
影响为工业数字孪生系统为建设实施主体带来社会经济效益的相关因素主要包括以下内容。
a) 降本增效。系统的实施应用促进产品设计、生产制造、仓储运输、产品销售成本下降,以及促进
销售收入、数量增加等情况。
b) 节能减排。系统的实施应用促进生产经营的能耗降低、碳排放减少、废水废气及固体废弃物排
放减少等情况。
c) 安全生产。系统的实施应用促进安全生产事故下降的情况。
d) 其他社会经济效益相关的成效要素。
6 建设实施过程
6.1 策划
6.1.1 确定实施范围
宜按照4.2明确工业数字孪生系统实施并发挥作用的主要范围。
6.1.2 明确实施目标
宜按照4.3明确工业数字孪生系统实施目标,确定最终能达到的效果。
6.1.3 制定实施方案
根据实施目标明确工业数字孪生系统具备功能的最小集合,形成建设实施方案,方案宜明确建设实
施前各项要素达到的状态。在明确系统功能时充分考虑人工智能、大模型、区块链、量子计算等前沿信
息技术与工业数字孪生融合创新应用。
6.1.4 确定资源需求
围绕工业数字孪生系统能够达到实施应用目的,明确各类要素提供的技术和管理资源的最小集合,
并确定各项资源需求时间、内容、数量等。资源需求包括不限于以下内容:
a) 制度体系;
b) 人力资源;
c) 资金;
d) 技术;
e) 其他系统建设实施所需资源。
6.1.5 制定建设实施计划
可在系统服务商协助下,将工业数字孪生系统建设实施工作进一步细化分解,制定建设实施工作计
划,包括不限于工作分解结构、时间计划、职责分工、风险管控方案等。建设实施工作计划明确以下
内容:
a) 任务内容;
b) 任务目标;
c) 任务时间节点;
d) 任务分工;
e) 风险控制方案;
f) 其他建设实施前需要明确的内容。
6.1.6 评估实施就绪情况
工业数字孪生系统建设实施主体在策划准备过程中,对系统实施就绪程度进行多轮次评估,确保已
经具备必要的建设实施基础。系统实施就绪程度评估时,可根据系统实施范围和实施目标,围绕技术要
素、管理要素进行评估,确定系统建设实施准备就绪水平,分析发现存在瓶颈短板并改进完善,保障能够
按照计划稳定建设实施。
6.2 实施
6.2.1 确定系统服务商
工业数字孪生系统建设实施主体宜按照GB/T 4......
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