GB/T 46237-2025 信息技术 数字孪生能力成熟度模型

　　ICS 35.240 CCS L 67

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46237—2025

　　信息技术 数字孪生能力成熟度模型

　　Information technology—Capability maturity modelfordigitaltwin

　　2025-10-05发布 2026-05-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46237—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 2

　　5 成熟度模型 2

　　6 成熟度等级 2

　　7 能力域 2

　　8 能力要求 3

　　8. 1 概述 3

　　8. 2 基本要求 3

　　8. 3 核心能力要求 3

　　8. 3. 1 数字模型 3

　　8. 3. 2 孪生数据 4

　　8. 3. 3 信息交互 4

　　8. 4 应用能力要求 5

　　8. 4. 1 可视化 5

　　8. 4. 2 仿真 5

　　8. 4. 3 预测 6

　　8. 4. 4 优化 6

　　8. 4. 5 控制 7

　　8. 5 扩展能力要求 7

　　8. 5. 1 功能更新 7

　　8. 5. 2 系统集成 7

　　附录 A (资料性) 数字孪生能力成熟度评估案例 9

　　参考文献 10

　　Ⅰ

　　GB/T 46237—2025

　　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 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国电子技术标准化研究院 、中国电子技术标准化研究院华东分院 、深圳赛西信息技术有限公司 、北京航空航天大学 、中国电子科技集团公司第三十八研究所 、北京五一视界数字孪生科技股份有限公司 、重庆邮电大学 、金航数码科技有限责任公司 、株洲中车时代电气股份有限公司 、腾讯云计算(北京)有限责任公司 、西安华云智联信息科技有限公司 、电子科技大学 、西门子(中国)有限公司 、北自所(北京)科技发展股份有限公司 、清华大学 、浙江西图盟数字科技有限公司 、中兴通讯股份有限公司 、石化盈科信息技术有限责任公司 、天津市特种设备监督监检技术研究院 、北京工业大学 、西北工业大学 、喀什地区电子信息产业技术研究院 、武汉工学智联科技有限公司 、中核武汉核电运行技术股份有限公司 、中国电子科技集团公司第五十四研究所 、南京维拓科技股份有限公司 、西南石油大学 、苏州格比智能科技有限公司 、北京石油化工学院 、西安航天自动化股份有限公司 、无锡物联网创新中心有限公司、中建科技集团有限公司、北京电信规划设计院有限公司、中国烟草总公司郑州烟草研究院、中广核(上海)仿真技术有限公司 、中移物联网有限公司 、广州凡拓数字创意科技股份有限公司 、上海大学 、中国烟草机械集团有限责任公司 、昆仑数智科技有限责任公司 、建龙西林钢铁有限公司 、贵州丰茂供应链管理股份有限公司 、本溪钢铁(集团)信息自动化有限责任公司 、精航伟泰测控仪器(北京) 有限公司 、上海海达通信有限公司 、润屹兴科技(青岛)有限公司 、深圳盼月亮创新技术有限公司 、中诚智信工程咨询集团股份有限公司 、福建中锐电子科技有限公司 、安徽智汇云舟科技有限公司 。

　　本文件主要起草人 :韩丽 、李佳 、胡琳 、陶飞 、张星星 、焦国涛 、黎晓迎 、郭磊 、戚庆林 、左鹏 、陈志漫 、黄旭炜、张晓梅、闫理跃、李建慧、胡成林、任志刚、杨贵林、纪婷钰、曾涛、朱国良、张辰源、马立群、李瑞琪、程颖 、周彬 、张树蕊 、张智慧 、姚新新 、何智勇 、梅述家 、王辰康 、李晓瑜 、刘东庆 、付根利 、董接莲 、陈树君 、蒋志超、李振轩、刘海军、冯江涛、尚小磊、惠永川、李士宁、徐飞龙、张红旗、蒋志超、徐慧、马恒涛、弭如坤、张学琴、李爽、李竹青 、丁亮 、刘屹 、周永 、曹义军 、朱文魁 、郑坤 、杨会甲 、曾青华 、王梓行 、李家京 、徐维利 、张光昱、黄雅琳、孔令军、谢君亮、罗俊、李青、胡晓东、高洋、李飞、仵大奎、李善莲、张达鑫、谢明浩、郝海生、王华、于洋、陆俊 、郑友敏 、周舟 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46237—2025

　　信息技术 数字孪生能力成熟度模型

　　1 范围

　　本文件给出了数字孪生能力成熟度模型的构成 ,规定了成熟度等级 、能力域和能力要求 。

　　本文件适用于数字孪生系统的规划 、建设和评估 。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件 。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　目标实体 targetentity

　　现实世界被选中进行数字化映射的实体 。

　　[来源 :GB/T 43441. 1—2023,3. 2] 3.2

　　数字实体 digitalentity

　　目标实体的数字化映射 。

　　[来源 :GB/T 43441. 1—2023,3. 3] 3.3

　　数字孪生 digitaltwin

　　具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接的特定 目标实体的数字化表达 。

　　[来源 :GB/T 43441. 1—2023,3. 4] 3.4

　　几何模型 geometricmodel

　　用于描述目标实体外形 、内部结构 、尺寸大小和空间位置的模型 。

　　3.5

　　物理模型 physicalmodel

　　用于描述目标实体物理属性和运行机理的模型 。

　　3.6

　　行为模型 behaviormodel

　　用于描述目标实体状态转移 、属性变化和响应机制的模型 。

　　3.7

　　规则模型 rulemodel

　　用于描述目标实体相关规律 、规则 、标准 、准则和约束的模型 。

　　1

　　GB/T 46237—2025

　　3. 8

　　数字孪生系统 digitaltwin system

　　基于数据驱动来实现目标实体与数字实体间各要素动态迭代的系统 。

　　注 : 数字孪生系统由 目标实体 、数字实体 ,两者之间的数据连接以及数据连接过程中涉及的模型 、数据和接口等要素组成 。

　　[来源 :GB/T 43441. 1—2023,3. 5] 3.9

　　功能重构 function reconfiguration

　　对现有数字孪生系统的功能进行组合 、拆解 、增强和选择性裁剪的过程 。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　AR:增强现实(Augmented Reality)

　　ERP:企业资源计划(Enterprise Resource Planning)

　　MR:混合现实(Mixed Reality)

　　PDM :产品数据管理(ProductData Management)

　　PHM :故障预测与健康管理(Prognosticsand Health Management)

　　QMS:质量管理系统(Quality ManagementSystem)

　　VR:虚拟现实(VirtualReality)

　　5 成熟度模型

　　数字孪生能力成熟度模型由成熟度等级 、能力域和能力要求构成 。成熟度等级规定了数字孪生系统在不同阶段应达到的水平 ,能力域是一组相关的实践域 ,能力要求是成熟度等级对应需要满足的能力条件 。

　　6 成熟度等级

　　成熟度等级分为五个等级 , 自低向高分别为 :一级(虚拟建模) 、二级(虚实映射) 、三级(双向交互) 、四级(智能决策)和五级(自主演化) 。各等级呈递进关系 ,较高等级涵盖了较低等级的能力要求 。

　　一级(虚拟建模) : 数 字 孪 生 系 统 应 实 现 对 目 标 实 体 的 定 义 与 数 字 化 描 述 , 具 备 目 标 实 体 的 数 字模型 。

　　二级(虚实映射) :数字孪生系统应实现对目标实体的动态映射 ,及时反映目标实体的状态信息 。

　　三级(双向交互) :数字孪生系统应通过数字实体与目标实体间的双向数据交互 ,实现对目标实体的实时监测与管控 。

　　四级(智能决策) :数字孪生系统应实现对目标实体的预测 、优化 、控制等智能化决策 。

　　五级(自主演化) :数字孪生系统应实现数字实体的自主学习和迭代优化 。

　　7 能力域

　　能力域包括核心能力域 、应用能力域和扩展能力域三类 ,每个能力域由能力子域组成 , 能力子域由能力要素组成 ,如图 1所示 。

　　2

　　GB/T 46237—2025

　　图 1 数字孪生能力域

　　8 能力要求

　　8. 1 概述

　　本章给出了各成熟度等级对应的能力要求 。成熟度等级与能力要求存在着是一对一的关系 , 即该能力要求只适用于某一个成熟度等级 ,符合要求即达对应的成熟度等级 ;也存在着一对多的关系 , 即该能力要求适用于两个及以上的成熟度等级 ,符合要求时成熟度等级默认为对应最高等级 , 同时该等级以同一能力子域内其他能力要素可达到的最高成熟度等级为限 。

　　数字孪生能力成熟度评估案例见附录 A。

　　8.2 基本要求

　　被评估对象应符合以下基本要求 :

　　a) 具备构建或应用数字孪生所需的人力 、场地 、设备 、网络等基础资源 ;

　　b) 具备构建或应用数字孪生所需的模型 、数据 、算法 、系统 、平台等资源管理能力 ;

　　c) 具备构建或应用数字孪生所需的安全保障能力 ,包括目标实体和数字实体安全 、数据安全 、内容安全 、行为安全等 。

　　8.3 核心能力要求

　　8.3. 1 数字模型

　　数字模型能力子域包括模型种类 、模型精度和可复用性 3个能力要素 ,能力要求见表 1。

　　3

　　GB/T 46237—2025

　　表 1 数字模型能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　模型种类

　　应包 含 几 何 模 型 、物理 模 型 、行 为 模型 、规则模型中的任一类

　　应包含几何模 型 、物 理 模 型 、行 为 模 型 、规则模型等

　　应包含 在 几 何 模 型 、物 理 模 型 、行 为 模型 、规则模型基础上衍生的各类模型

　　模型精度

　　构建的几何模型 、物理模型 、行为模 型 、规 则 模 型 应 能 够 正 确描述目标实体

　　构建 的 几 何 模 型 、物 理 模 型 、行 为 模 型 、规则模 型 以 及 衍 生 的 各 类 模 型 应 能 够精准描述目标实体

　　可复用性

　　构建的模型应具备复用的能力

　　衍生的各类模型应 具 备 复 用 的能力

　　全 部 模 型 应 具 备自主复用的能力

　　8.3.2 孪生数据

　　孪生数据能力子域包括数据获取和数据处理 2个能力要素 ,能力要求见表 2。

　　表 2 孪生数据能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　数据获取

　　应具备获取目标实体静态参数的

　　能力

　　示 例 : 如 几 何 尺寸 、物 理 属 性 、材料特性等

　　应具备获取目标实体时效数据的能力

　　应具备获取目标实体与数字实体交互过程中动态数据的能力

　　应具备获取其他信息 系 统 数 据 、历史数据和经验知

　　识等能力

　　示例 : 如 ERP、

　　PDM、PHM、QMS等

　　应 具 备 获 取 数 字孪 生 系 统 全 生 命周期数据的能力

　　数据处理

　　应具备静态数据清洗和格式转化能力

　　应具备实时处理多源异构数据的能力

　　应具备同步处理双向传输数据的能力

　　应具备通过历史

　　数据和实时数据

　　的分 析 与 预 测 , 自动生成目标实体

　　的优化策略或控

　　制指令的能力

　　应 具 备 实 现 多 源异 构 数 据 自 主 分析挖掘的能力

　　8.3.3 信息交互

　　信息交互能力子域包括连接能力和实时性 2个能力要素 ,能力要求见表 3。

　　4

　　GB/T 46237—2025

　　表 3 信息交互能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　连接能力

　　应具备配置管控数字实体的能力

　　应具备在目标实体与数字实体动态参数之间建立单向连接的能力

　　a) 应 具 备 应 对常规高并发和高吞吐情况的能力 ;

　　b) 应 具 备 针 对连接的动态监测 、评估或预警机制

　　应具备自适应配置或容错机制

　　应 具 备 对 连 接 关系 进 行 自 动 识 别和重构的能力

　　实时性

　　—

　　应能满足应用场景需求

　　应能满足智能决策对交互实时性的要求

　　应 能 满 足 自 主 演化 对 交 互 实 时 性的要求

　　8.4 应用能力要求

　　8.4. 1 可视化

　　可视化能力子域包括可视化内容和可视化方式 2个能力要素 ,能力要求见表 4。

　　表 4 可视化能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　可视化内容

　　应支持数字实体对目标实体的静态呈现

　　应支持数字实体对 目 标 实 体 的 动态呈现

　　应支持数字实体对目标实体监测和管控结果的实时呈现

　　a) 应 支 持 对 预测结果 、优化结果的呈现 ;

　　b) 应 支 持 对 仿真与验证过程的呈现

　　应 支 持 对 数 字 孪

　　生 系 统 演 化 内 容的呈 现 , 包 括 但 不限 于 数 字 实 体 和目 标 实 体 的 变 化

　　过程 、交 互 关 系 的

　　变化 过 程 、推 动 演

　　化 进 行 的 各 种 措

　　施 的 执 行 过 程 和

　　演化结果

　　可视化方式

　　a) 应支持以文本 、模型 、图像 、框图 、表格 、视频 、声音等一种或多种形式的可视化展示 ;

　　b) 应支持计算机 、手机 、平板电脑以及 VR、AR、MR等一种或多种设备的可视化展示

　　8.4.2 仿真

　　仿真能力子域包括仿真精度和仿真速度 2个能力要素 ,能力要求见表 5。

　　5

　　GB/T 46237—2025

　　表 5 仿真能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　仿真精度

　　—

　　应满 足 智 能 决 策 对 于 仿 真精度的要求

　　应保 证 预 测 仿 真 结 果 与 实 际运行结果一致

　　仿真速度

　　—

　　应能 满 足 智 能 决 策 对 仿 真速度的要求

　　应快 于 目 标 实 体 实 际 演 化 的速度

　　8.4.3 预测

　　预测能力子域包括预测精度和参数规模 2个能力要素 ,能力要求见表 6。

　　表 6 预测能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　预测精度

　　—

　　应具 备 基 于 历 史 数 据 和 各类模 型 对 目 标 实 体 的 运 行过程进行预测的能力

　　应具备基 于 历 史 数 据 、实 时 数据 、经 验 知 识 、各 类 模 型 对 目标实 体 的 状 态 、性 能 、运 行 过程 和 变 化 趋 势 进 行 预 测 的能力

　　参数规模

　　—

　　应具 备 与 智 能 决 策 需 求 相关的主要 参 数 ,保 证 预 测 结果满足实际需求

　　应包 括 数 字 孪 生 系 统 中 全 部已明确意义的参数

　　8.4.4 优化

　　优化能力子域包括优化内容和优化程度 2个能力要素 ,能力要求见表 7。

　　表 7 优化能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　优化内容

　　—

　　应包 括 目 标 实 体 在 未 来 一段时间内的行为

　　a) 应包括数字孪生系统在未来一段时间内的行为 ;

　　b) 应包括数字孪生系统在未来一 段 时 间 内 的 组 成 和结构 ;

　　c) 应包括使数字孪生系统在未来一段时间内组成和结构按照预期变化所需的实际措施

　　优化程度

　　—

　　应优 于 目 标 实 体 优 化 前 的效果

　　应优 于 数 字 孪 生 系 统 优 化 前的效果

　　6

　　GB/T 46237—2025

　　8.4.5 控制

　　控制能力子域包括控制数字实体和控制目标实体 2个能力要素 ,能力要求见表 8。

　　表 8 控制能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　控制数字实体

　　应 具 备 基 于 人工 操 作 控 制 和配 置 数 字 实 体的能力

　　应 具 备 基 于 目标 实 体 的 运 行数 据 对 数 字 实体控制的能力

　　应具 备 系 统 自 动 控 制和人工 控 制 可 自 由 切 换 且不影 响 系 统 运 行 结 果 的能力

　　应具备将智能决策方案转化为数字实体可执行控制指令的能力

　　应 能 对 数 字 实 体

　　进行 自 更 新 , 包 括

　　但 不 限 于 数 字 实

　　体的 模 型 内 容 、模

　　型结 构 、模 型 间 关

　　联关系和数据

　　控制 目标实体

　　—

　　—

　　a) 应 基 于 对 数 字 实 体的控 制 和 配 置 , 实 现对目标实体的及时控制 ;

　　b) 控 制 精 度 应 满 足 目标实体的应用需求

　　应具备 将 智 能 决 策 方 案 转 化 为 目 标 实体可执行控制 指 令 的 能 力 , 并 实 时 监 控目标实体的状 态 和 行 为 , 对 具 有 风 险 的指令自动做出反馈和调整

　　8.5 扩展能力要求

　　8.5. 1 功能更新

　　功能更新能力子域包括功能重构和功能迁移 2个能力要素 ,能力要求见表 9。

　　表 9 功能更新能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　功能重构

　　—

　　应具 备 对 目 标 实 体 控 制功 能 进 行 人 工 配 置 的能力

　　应具 备 对 可 视 化 、仿 真 、预测 、控 制 功 能 的 人 工 重构能力

　　应具 备 基 于 实 际 应 用 场 景 的数字 孪 生 系 统 功 能 的 自 重 构能力 ,实现 服 务 应 用 和 系 统 功能的动态优化

　　功能迁移

　　—

　　应具备将数字孪生系统功 能 人 工 迁 移 至 所 需 场 景 ,并实现相关功能人工部署的能力

　　应具 备 将 数 字 孪 生 系 统 功 能自动迁移 至 所 需 场 景 , 并 实 现相关功能自动部署的能力

　　8.5.2 系统集成

　　系统集成能力子域的能力要求见表 10。

　　7

　　GB/T 46237—2025

　　表 10 系统集成能力子域的能力要求

　　能力要素

　　一级

　　二级

　　三级

　　四级

　　五级

　　系统集成

　　应兼容不同建模软件构建的两种及以上的模型

　　应具备与感知和通信 设 备 、系 统 交互的能力

　　应具备与目标实体控 制 设 备 、系 统交互的能力

　　应具备与智能决策 系 统 集 成 的能力

　　应 具 备 与 新 接 入的 数 字 孪 生 系 统集成的能力

　　8

　　GB/T 46237—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　数字孪生能力成熟度评估案例

　　以某企业为例 ,在判定其已满足基本要求的前提下 ,对其所具备的所有能力要素情况进行等级评估 。部分要素数字孪生能力成熟度评估示例见表 A. 1。

　　表 A. 1 某企业部分要素数字孪生能力成熟度评估示例

　　能力域

　　能力要素

　　能力要素实际情况

　　对应本文件中要求情况

　　评估结果

　　核心能力

　　模型种类和模型精度

　　企业的数字孪生系统包含几何模型 、物理模型 、行 为 模 型 、规 则 模 型等 。这些 模 型 能 够 正 确 描 述 目 标实体的静态和动态信息

　　符合表 1模型 种 类 的 二 级 、三 级 要求 ,模型精度的一级 ~ 三级要求

　　三级

　　数据获取

　　企业的 ERP 系 统 会 及 时 向 数 字 孪生 系 统 同 步 相 关 管 理 数 据 或 指令 ,作为数字模型计算运行的输入

　　符合表 2数字获取的四级要求

　　四级

　　应用能力

　　可视化内容和

　　可视化方式

　　企业数字孪生系统支持在可视化大 屏 动 态 呈 现 目 标 实 体 的 状 态 数据统计图

　　可视化内容符 合 表 4 二 级 要 求 ; 可视化方式符合 一 级 ~ 五 级 要 求 , 因不应超过可视 化 内 容 等 级 ,判 定 为二级

　　二级

　　参数规模

　　企业数字孪生系统具备产品不良率预测的功能 , 因 此 预 测 模 型 中 设置了产 量 、不 良 良 品 率 、运 行 时 间等主要参数

　　符合表 6参数规模的四级要求

　　四级

　　控制数字实体

　　企业数字孪生系统具备控制容错机制 ,可实现当 系 统 由 于 某 种 原 因不能自动下发 控 制 指 令 时 ,人 工 可操作并下发指令

　　符 合 表 8 控 制 数 字 实 体 的 三 级要求

　　三级

　　9

　　GB/T 46237—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 39116—2020 智能制造能力成熟度模型

　　[2] GB/T 43441. 1—2023 信息技术 数字孪生 第 1 部分 :通用要求

　　[3] 陶 飞 , 张 辰 源 , 戚 庆 林 , 等 . 数 字 孪 生 成 熟 度 模 型[J] . 计 算 机 集 成 制 造 系 统 , 2022, 28(05) : 1267-1281.

　　10