1. 参考架构
第三章给出了数字孪生系统的通用参考架构。参考这一通用架构，本章给出 适用于数字孪生制造系统的参考架构（图19）。
用户域和跨域功能实体的内容与前文的通用架构相同，这里不再赘述。
现实物理域:无论是离散型制造业还是流程型制造业，都包含研发设计阶段、 生产运营阶段、维护服务阶段的各种物理实体，如人员、设备、试验、产品、材 料、流程、环境、服务等。
测量与控制实体：这一层承担着物理实体和数字孪生体之间的互动功能。这 层包含测量感知和对象控制两种功能，其中测量感知是数字孪生体从物理实体采 集设备的设计、运行等各种参数，进行数据预处理和数据标识。对象控制则负责 把数字孪生体发出的控制策略传递给物理实体。
数字孪生体：除了前文通用架构里阐述的三个部分外，这一层还包含制造物 理域数字孪生组件（图中虚线框中）。针对现实物理域的每一个对象，都有一个 对应的数字孪生体存在。
2.数字孪生制造的成熟度特征
按照前文数字孪生体成熟度模型，制造领域的数字孪生体在各成熟等级上的 标志和特征如下：
1）数化
・针对产品及零部件建立了数字化模型，包含了零部件的结构、材料、状 态等属性；
・针对设备系统建立了数字化模型，包含了设备组成、装配关系、运行逻 辑等特征；
・针对生产线或流程建立了数字化模型，包含了生产线布局、流程布局、 各个设备的干涉关系等；
・针对工厂及环境建立了数字化模型，包含了厂房及厂房内设备、厂房外 部气象环境、地理环境等因素；
・针对人员建立了数字化模型，包含了操作人员作业管理、运行人员流程 管理、质检人员标准校验管理等。
2） 互动
・制造实体（包含产品、设备、生产线、流程、工厂等，下同）装备有充 足的传感器和测量控制设备；
・制造实体的状态能通过传感器和测控设备传输到数字孪生体；
・数字孪生体能接收到制造实体传输的信号并和相应部分完成对接；
・数字孪生体能传输控制策略和具体指令到制造实体；
・制造实体能接收到数字孪生体的控制信号，并完成相应动作执行。
3） 先知
・产品及零部件的数字孪生体能够仿真产品的力学、热学、电磁学、声学、 光学等性能；
・设备系统的数字孪生体能够仿真设备的动力学、运行、运动、操作过程、 加工制造工艺等；
・生产线或流程的数字孪生体能够仿真生产线内的物料搬运、工装干涉检 测，以及流程的电气系统、控制系统、液压系统等；
・工厂及环境的数字孪生体能够仿真厂房布局、物流过程、供需流程、效 能效率、环境变化等；
・人员的数字孪生体能够仿真人员的作业过程、运动、人机交互的动态过 程等。
4） 先觉
・数字孪生体能从历史数据中，分析出产品质量指标的总体分布特征；
・数字孪生体能利用机器学习，建立设备或生产线的故障模式，并在运行 过程中识别该模式后报警；
・数字孪生体能根据气象等外部条件的变化，预判工厂能耗、安全等未来 的趋势，提前给出调整策略；
・数字孪生体能根据知识库存储的经验等，给出包括总体和各部分的优化 路径；
・数字孪生体能基于人员的年龄分布、培训经历、操作经验等因素的变化， 优化出更合理的操作制度和管理流程。
5） 共智
・具有上下游顺序关系的数字孪生体之间，通过共智能实时把上游的变化
有机地和下游的操作结合起来；
・具有包含关系的数字孪生体之间，通过共智能实时动态反映体系和系统、 以及系统和子系统之间的智慧传递和影响；
.本地的数字孪生体，可以和云端的数字孪生体发生共智连接，实现跨地 域、跨企业的共智；
・数字孪生体和物理实体之间，通过共智实现同步优化和共同进化；
・通过脑机接口，人脑和数字孪生体无障碍交互，真正实现你中有我、我 中有你。
