GB/T 40021-2021 信息物理系统 术语

　　ICS 35 . 100 . 05 L 79

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40021—2021

　　信息物理系统 术语

　　Cyber-physicalsystems—Terminology

　　2021-04-30 发布 2021-1 1-01 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 40021—202 1

　　GB/T 40021—202 1

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　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这些专利的责任。

　　本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC 28)提出并归口 。

　　本标准起草单位：中国电子技术标准化研究院、西安电子科技大学、北京兰光创新科技有限公司、重庆邮电大学、北京航空航天大学、重庆大学、深圳赛西信息技术有限公司、广东工业大学、震兑工业智能科技有限公司、北京和利时智能技术有限公司、中国船舶工业系统工程研究院、沈机(上海)智能系统研发设计有限公司、北京元工国际科技股份有限公司、江苏极熵物联科技有限公司、北京天泽智云科技有限公司。

　　本标准主要起草人：于秀明、苏伟、贾超、孔宪光、朱铎先、罗志勇、陶飞、黄琳、王程安、邱伯华、夏晓峰、王涛、丁研、魏慕恒、张星星、董孝虎、焦提兵、孙海旺、金超、黄云鹰。

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　　信息物理系统 术语

　　1 范围

　　本标准界定了信息物理系统中共性的、基础性的术语和定义。

　　本标准适用于制造业领域信息物理系统的概念理解和信息交流。

　　2 术语和定义

　　2.1

　　物理实体 physicalentity

　　客观存在的、具有某种属性可以加以区分的、能够被感知但不依赖感知而存在的事物。

　　注：改写 GB/T 33745—2017,定义 2 . 1 . 3 。

　　2.2

　　信息虚体 cyberobject

　　对物理实体的形态、功能、机理、运行状态等进行的数字化描述与建模。

　　2.3

　　物理空间 physicalspace

　　包含制造全流程中人、设备、物料、工艺过程/方法、环境等物理实体的空间。

　　2.4

　　信息空间 cyberspace

　　通过电磁频谱、电子系统、网络设施等实现信息创建、存储、修改、交换和利用的空间。

　　注 1 ：电磁频谱主要用于远程控制与信息承载，电子系统主要用于计算，网络设施主要用于互联互通。

　　注 2：信息空间的内涵等同于赛博空间。

　　2.5

　　感知 sensing

　　通过感知设备获得物理实体形态、状态以及物理空间环境等各类数据的过程。

　　注：改写 GB/T 33745—2017,定义 2 . 1 . 8 。

　　2.6

　　分析 analysis

　　将感知数据转化为认知信息的过程。

　　2.7

　　决策 decision

　　为达到某种目的，根据积累的经验、分析的信息等，在一定的条件约束下、在不同的方案中做出的选择结果。

　　注：改写 GB/T 25485—2010,定义 3 . 17 。

　　2.8

　　执行 execute

　　将信息空间产生的决策转换成物理实体可以执行的命令并实现的过程。

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　　2.9

　　信息物理系统 cyber-physicalsystems

　　通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建的物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的系统。

　　注 1 ：信息物理系统实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。

　　注 2：信息物理系统的内涵等同于赛博物理系统、信息物理融合系统等。

　　2 . 10

　　单元级信息物理系统 unitlevelcyber-physicalsystems

　　实现感知、计算、决策和执行的闭环，具备不可分割性的信息物理系统最小单元。

　　注：典型的单元级信息物理系统有智能轴承、机器人、数控机床等。

　　2 . 1 1

　　系统级信息物理系统 system levelcyber-physicalsystems

　　多个单元级信息物理系统通过网络等实现集成、交互和协作的系统。

　　注：典型的系统级信息物理系统有生产线、生产车间等。

　　2 . 12

　　系统之系统级信息物理系统 system ofsystem levelcyber-physicalsystems

　　多个系统级信息物理系统通过云平台等实现协同、优化的系统。

　　注：典型的系统之系统级信息物理系统有协同制造工厂等。

　　2 . 13

　　数字孪生 digitaltwin

　　基于传感器更新、运行历史、物理模型等孪生数据，完成从物理实体到信息虚体的模型映射，以及从信息虚体反馈至物理实体的过程。

　　注 1 ：数字孪生能够实现仿真、监测、诊断、预测、迭代优化等服务。

　　注 2：数字孪生有五个组成部分，包括物理实体、数字模型、孪生数据、服务以及上述任意二者之间的连接。

　　2 . 14

　　数字孪生体 digitaltwins

　　通过数字孪生实现物理实体向信息空间映射所产生的信息虚体，具备与物理实体交互、决策的能力。

　　2 . 15

　　数字主线 digitalthread

　　能够实现产品全生命周期各环节数据流集成与互联的信息交流框架或环境。

　　注：数字主线通过建立统一的数据、信息、知识的传递和访问标准，可以消除与产品有关的信息孤岛，将正确的信息，以正确的方式，推送给正确的地方。

　　2 . 16

　　数字模型 digitalmodel

　　能够在信息空间再现物理实体的物理属性、功能、行为和性能等，支撑数字孪生体完成产品设计、仿真、监测、诊断、预测、迭代优化等服务。

　　注：数字模型是几何模型、行为模型、规则模型、数据模型、知识模型、业务模型、机理模型等的总称。

　　2 . 17

　　机理模型 mechanism model

　　描述系统外部行为、内部状态、运行规律、使用规则等的一系列模型。

　　2 . 18

　　知识封装 knowledgepackage

　　通过专家系统、知识图谱、工具开发等技术实现对已有或未知的知识建立、存储和管理。

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　　2 . 19

　　多模态 multi-modality

　　结构化管理数据、时序机器数据、半结构化文本数据、非结构化图像视频语音等跨媒体数据。

　　2 . 20

　　多尺度 multi-scale

　　在时间、空间等不同维度下、不同刻度下的归一化数据描述方式。

　　2.21

　　虚实映射 virtual-realitymapping

　　集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，完成物理实体在信息空间中的映射。

　　2 . 22

　　虚实交互 virtual-realityinteraction

　　物理实体与信息虚体之间数据、信息、知识的多次传递、迭代的交互过程。

　　2 . 23

　　虚实控制 virtual-realitycontrol

　　信息虚体通过分析、决策等产生控制指令，反向多次作用于物理实体，直至物理实体达到最优状态。

　　2 . 24

　　虚实反演 virtual-realityinversion

　　信息虚体通过认知、自学习等方式，预测物理实体未来行为状态的变化趋势，并形成决策作用于物理实体。

　　2 . 25

　　异构集成 heterogeneousintegration

　　通过协议兼容等手段实现异构组件间的交互融合，实现异构组件的信息共享和交互。

　　2 . 26

　　互联 interconnection

　　两个组件间至少存在一条传输链路，为两个组件间的数据交换提供物质基础和可能性。

　　注：能否保证两个组件间的数据交换，取决于两个组件间的协议是否兼容。

　　2 . 27

　　互通 interflow

　　两个或多个组件之间通过协议兼容实现组件间的数据交换。

　　注：数据交换的范围、路径具有限制性。

　　2 . 28

　　互操作 interoperation

　　同种协议或不同种协议的相同版本或不同版本间的互通能力。

　　[GB/T 36211 . 2—2018,定义 3 . 1 . 1]

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 25485—2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构

　　[2] GB/T 33745—2017 物联网 术语

　　[3] GB/T 36211 . 2—2018 全分布式工业控制智能测控装置 第 2 部分：通信互操作方法

　　[4] ISO/IEC/IEEE. 42010 : 2011 Systems and software engineering—Architecture Description

　　[5] CPS Steering Group , Cyber-Physical Systems Executive Summary, January, in Science and Technology, 2008

　　[6] Framework for Cyber-Physical Systems, Cyber Physical Systems PWG, Sep. 2015

　　[7] 胡虎、赵敏、宁振波等.三体智能革命[M] . 机械工业出版社，2016

　　[8] 中国电子技术标准化研究院：《信息物理系统白皮书(2017)》，2017

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　　索 引

　　汉语拼音索引

　　D

　　英文对应词索引

　　A