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-physical systems—Terminology 2021-04-30发布 2021-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 40021—2021 目 次 前言 1 范围 2 术语和定义 参考文献· 索引 GB/T 40021—2021 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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/TC28）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。 GB/T 40021—2021 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 SAC 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/T33745—2017.定义2.1.3。 2.2 信息虚体 cyber object 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 physical space 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 jcyberspace 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/T33745—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/T25485—2010，定义3.17。 2.8 执行 execute 1 GB/T40021—2021 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、快速送代、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 unit level cyber-physical systems 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。 2.11 系统级信息物理系统systemlevelcyber-physical systems 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 of system level cyber-physical systems 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 数字李生digitaltwin 基于传感器更新、运行历史、物理模型等李生数据，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：数字李生能够实现仿真、监测、诊断、预测、选代优化等服务 注2：数字李生有五个组成部分，包括物理实体、数字模型、李生数据、服务以及上述任意二者之间的连接 2.14 数字李生体digitaltwins 通过数字李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，支撑数字李生体完成产品设计、仿 真、监测、诊断、预测、选代优化等服务。 注：数字模型是儿何模型、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 mechanismmodel 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 2 GB/T 40021—2021 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-reality mapping 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-reality interaction 物理实体与信息虚体之间数据、信息、知识的多次传递、选代的交互过程 2.23 虚实控制 virtual-reality control 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-reality inversion 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 heterogeneous integration 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/T36211.2—2018,定义3.1.1] 3 SZIG GB/T40021—2021 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/T36211.2一2018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.42010:2011Systems and software engineering-ArchitectureDescription [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 4