設計編程的系統規則中國新工業體系建設面臨的若干問題正向設計思維缺失，系統化方法和支撐技術缺乏工業軟件無序，沒有以正向設計為導向實施應用設計制造割裂，舊研制模式成為正向設計的制約數字化研制技術應用范圍有限，未廣泛賦能工業數字化技術豐富但分散，沒有形成聚合賦能力量中國新工業體系建設面臨的若干問題2基于規則的設計編程框架工業軟件增材制造工業互聯基于正向設計的數字化制造支撐正向設計的數字化研發孿生工業孿生城市孿生戰場正向設計高端裝備新工業品面向服務經濟的數字化賦能仿真生態知識生態增材生態打造虛實共智的數字化業態數字孿生設計創新工業仿真精益研發3工業軟件增材制造工業互聯支撐正向設計的數字化研發基于正向設計的數字化制造孿生工業孿生城市孿生戰場正向設計高端裝備新工業品面向服務經濟的數字化賦能仿真生態知識生態增材生態打造虛實共智的數字化業態數字孿生設計創新工業仿真精益研發4基于規則的設計編程框架正向設計是數字化研制體系的基礎與發展主線需求定義功能分解系統綜合物理設計工藝/試制部件驗證系統集成系統驗證系統確認涉眾需求系統驗收正向設計逆向工程起點起點能級5（自由）能級4（正向）能級3（系統）能級2（逆向）能級1（仿制）系統綜合物理設計工藝/試制部件驗證系統集成系統確認涉眾需求系統驗收需求定義功能分解系統驗證？X修正修正修正超越源于創新，創新源于正向設計從需求和架構出發的正向設計，才能產生顛覆性創新最高超的仿制也只能產生最好的二流產品5數據協同信息協同研發資源云工藝/試制指標分析物理仿真單場仿真多場仿真多體仿真虛擬現實功能分析系統分析涉眾需求系統驗收質量管理知識工程信息資源數據資源軟件資源硬件資源產品資源技術資源需求管理流程管理項目管理需求定義功能分解系統綜合部件驗證系統集成系統驗證系統確認物理設計精益研發保障正向設計工業軟件：支撐正向設計的數字化研發設計創新是正向設計價值的倍增器仿真驅動產品正向設計6正向設計提供了從需求出發的架構性和顛覆性創新的基礎需求分析功能分析系統綜合物理設計工藝/試制部件驗證系統集成系統驗證系統確認涉眾需求系統驗收架構創新局部創新集成創新工藝創新設計創新方法論在全研發周期完成創新閉環7設計創新：依靠規律比依賴靈感更靠譜8系統分析指標分析功能分析物理仿真單場仿真多場仿真多體仿真虛擬現實制造仿真工藝仿真干涉檢查裝配仿真機構仿真6σ分析需求定義功能分解系統綜合物理設計涉眾需求工藝設計部件驗證系統集成系統驗證系統確認系統驗收部件制造仿真是正向設計的核心正向設計逆向工程工業仿真：是產品正向設計的核心9工業仿真驅動產品正向設計虛擬樣機仿真驅動研發參數化虛擬實驗參數或（仿真）拓撲優化建模概念設計詳細設計物理樣機產品投產1990年代概念設計打樣實驗分析生產CADCAECAM是否由試驗驅動模式變為仿真驅動模式10數據協同信息協同研發資源云工藝/試制指標分析物理仿真單場仿真多場仿真多體仿真虛擬現實功能分析系統分析涉眾需求系統驗收質量管理知識工程需求管理流程管理項目管理需求定義功能分解系統綜合部件驗證系統集成系統驗證系統確認物理設計精益研發：為正向設計保駕護航開發層管理層資源層共享層協同層實物資源數據資源信息資源模式資源技術資源11實物資源數據資源信息資源模式資源技術資源精益研發的專業子體系數據協同信息協同研發資源云需求定義功能分解系統綜合物理設計工藝/試制部件驗證系統集成系統驗證系統確認指標分析物理仿真單場仿真多場仿真多體仿真虛擬現實功能分析系統分析涉眾需求系統驗收質量管理知識工程需求管理流程管理項目管理虛擬實驗項目管理流程管理質量管理產品平臺軟件工程綜合仿真智能協同需求工程知識工程研發資源數字制造系統設計12基于正向設計的數字化研制體系的框架工業軟件增材制造工業互聯支撐正向設計的數字化研發基于正向設計的數字化制造孿生工業孿生城市孿生戰場正向設計高端裝備新工業品面向服務經濟的數字化賦能仿真生態知識生態增材生態打造虛實共智的數字化業態數字孿生設計創新工業仿真精益研發13材料關鍵部件工藝行業應用服務物理成型工藝化學成型工藝生物成型工藝工業品設計服務研發設計能力建設創成式設計服務打印服務檢測服務云制造平臺服務增材思維產教融合培訓服務創新方法培訓服務知識工程咨詢服務核心自主技術&產品技術&產品核心部件完全自主仿真納入工藝控制標準材料工藝參數庫自主云平臺算法設計軟件Apro控制系統氧傳感器全數字化總線系統熱成像儀復雜振鏡系統執行器高速相機高端裝備開放平臺材料混構平臺特殊材料平臺定制化產線平臺增減材混合裝備金屬材料及工藝包高分子材料及工藝包單晶控制工藝包高通量實時材料配方系統非標準化材料工藝包工業仿真工具軟件功能創新設計軟件創成式設計軟件增材工藝包軟件拓撲優化軟件參數化設計軟件工藝優化件工具軟件精益研發軟件MBSE系統工程軟件生產執行軟件AMES質量控制軟件增材工藝包軟件自主軟件平臺自主裝備增材制造：基于正向設計的數字化制造設計創新工業仿真工業互聯精益研發數字化裝備數字化材料新型工業品數字化工藝增材制造（數字化制造）（數字化研發）工業軟件14增材制造與正向設計的辯證關系正向設計的架構級創新才能徹底釋放增材制造的價值需求分析功能分析系統綜合物理設計部件驗證系統集成系統驗證系統確認涉眾需求系統驗收起點工藝/試制工藝/試制？？？增材制造打通了正向設計瓶頸增材制造給予設計充分自由，允許設計做顛覆式創新15基于增材思維的正向設計的關鍵技術創成式設計多尺度仿真架構優化16高端裝備：系統級裝備、核心裝備及組件、工藝及材料系統級裝備核心裝備及組件工藝及材料17新工業產品案例：NK10/NK50微型渦輪的正向研制壓氣機氣動設計渦輪氣動設計燃燒室流場分析整機模態分析結構完整性-剛度18基于正向設計的數字化研制體系的框架工業軟件增材制造工業互聯支撐正向設計的數字化研發基于正向設計的數字化制造孿生工業孿生城市孿生戰場正向設計高端裝備新工業品面向服務經濟的數字化賦能仿真生態知識生態增材生態打造虛實共智的數字化業態數字孿生設計創新工業仿真精益研發19云時代的工業特征：“產品經濟”轉型為“服務經濟”服務開放化技術服務化曾經，產品是用來銷售的現在，產品是服務的載體曾經，開發商是服務者現在，全社會提供服務服務經濟的兩大特征：技術服務化和服務開放化賦能20IAAS/PaaS工業知識生態工業云大中企業小微企業先進設計APP增材智造APP外部合伙人就近服務知識服務及加工中間件增材制造APP增材智造設備知識魔盒

（知識及APP容器）工業互聯：面向服務經濟的數字化賦能知識服務及

加工中間件增材制造設備增材制造材料先進設計APP工業集成應用增材智造APP外部供應者和開發者先進設計APP工業集成應用

技術服務化賦能數字化服務開放化知識區塊鏈個人用戶21工業仿真云生態：降低企業的仿真應用門檻工業APP開發和應用技術服務化和服務開放化全球仿真軟件全站式供應基于云打造仿真生態22工業知識云生態：打造學習型組織，知識變現人升值知識工程雙引擎：知識IPO和知識圖譜知識IPO挖掘隱性知識知識圖譜掘金顯性知識千里馬與伯樂千里馬與伯樂的識別，是加薪和升職的前提23增材工業云生態：增材即服務AMaaS創客集市服務流程DIY制造自由設計24基于正向設計的數字化研制的體系框架工業軟件增材制造工業互聯支撐正向設計的數字化研發基于正向設計的數字化制造孿生工業孿生城市孿生戰場正向設計高端裝備新工業品面向服務經濟的數字化賦能仿真生態知識生態增材生態打造虛實共智的數字化業態數字孿生設計創新工業仿真精益研發25數字孿生：打造虛實共智的數字化業態數化互動先知先覺共智物理世界的數字化建模實時互傳信息數據基于明確機理的計算基于不明確機理的推測多孿生體共享智慧仿真區塊鏈大數據云計算MBSE建模數字線程物聯網虛擬現實數字孿生體架構數字孿生體成熟度模型數字孿生體技術數字孿生體應用場景孿生戰場孿生城市孿生工業孿生制造孿生供應孿生運維27數字孿生體生態建設城市A產業B園區C企業D孿生產業孿生城市孿生戰場孿生制造孿生研發工業大數據工業物聯網工業互聯網區塊鏈VR/AR/MR工業控制工業建模工廠仿真BIMCIM3D-GIS圖像識別MESERPCAMPLMMBSE與合作伙伴聯合打造更完備和廣泛的解決方案，共同參與工程化落地28基于數字孿生技術體系建立數字化轉型促進中心園區行業城市企業數字化轉型促進中心數字化技術、公共資源庫試驗中心藍圖規劃、模式設計政策法規培訓、訓練、實踐隊伍孵化孿生工廠、孿生城市體驗中心基礎設施規劃與政策數字化實訓基地示范中心29數字孿生體技術白皮書（2019年）

目

錄一、數字孿生體發展綜述二、數字孿生體的定義