「 1. 数字孪生白皮书 」
自2014年Michael Grieves教授撰写了数字孪生白皮书《Digital Twin:Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication》（虽然Grieves强调这是一份白皮书，但实际上只有6页），已陆续有多家单位发布了数字孪生相关的白皮书。数字孪生相关白皮书信息见表1。2019年12月19日在2019通信产业大会暨第十四届通信技术年会上，中国电子信息产业发展研究院（赛迪集团）推出了《数字孪生白皮书（2019）》，该白皮书从发展态势、定义内涵、应用场景和未来展望四个部分详细介绍了从数字孪生。2019年12月27日，数字孪生体实验室与安世亚太科技股份有限公司联合发布了《数字孪生体技术白皮书（2019）》，该白皮书分为2个部分，第一部分关注对数字孪生体的抽象和总结，第二部分则分别在工业、产业、民生和军事四个领域选择了相关场景做了实例化概述。 2020年2月18日，美国工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC）发布了《工业应用中的数字孪生》白皮书，从工业互联网的视角阐述了数字孪生的定义、行业价值、体系架构、标准及工业数字孪生的部署实施路径，并通过不同行业实际应用案例描述了工业互联网与数字孪生的关系。2020年11月11日，由工信部中国电子技术标准化研究院牵头编写的《数字孪生应用白皮书》在2020年新一代信息技术产业标准化论坛上正式发布，该白皮书对数字孪生相关定义、特征进行了阐述，针对当前数字孪生技术热点、应用领域、产业情况和标准化现状进行了梳理分析。2020年12月15日，中国信息通讯研究院（信通院）发布了《数字孪生城市白皮书（2020）》，在此之前信通院分别在2018年和2019年发布了两次数字孪生城市研究报告，即《数字孪生城市研究报告(2018)》（聚焦在了数字孪生城市概念和架构）和《数字孪生城市研究报告(2019)》（聚焦在了关键技术和核心平台），2020年发布的白皮书从政产学研用多视角系统分析今年以来数字孪生城市发展十大态势及九大核心能力，针对当前数字孪生城市发展中面临共性问题，提出策略与建议。此外，2020年11月20日，在中国移动全球合作伙伴大会上，亚信科技携手咪咕文化科技有限公司（简称“咪咕”）、数字孪生体联盟联合发布了《中国5G城市数字孪生白皮书》。2020年8月15日，京东物流与中国物流与采购联合会在“2020全球物流技术大会”共同发布了业内首个《数字孪生供应链白皮书》，介绍了数字孪生在供应链中的应用及实践建议。此外，中国信通院和工业互联网产业联盟共同组织编写了《工业数字孪生白皮书（征求意见稿）》，分析了工业数字孪生的内涵特征，系统梳理工业数字孪生技术、产业、应用的发展现状，并在一定程度上对未来发展趋势进行了预测，此白皮书还处在征求意见阶段尚未正式发布。
「 2. 数字孪生专利」
专利文献作为技术信息最有效的载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报，相比一般技术刊物所提供的信息早5～6年，而且70%～80%发明创造只通过专利文献公开，并不见诸于其他科技文献，相对于其他文献形式，专利更具有新颖、实用的特征。对专利的统计分析能够帮助数字孪生的研究和应用者了解数字孪生的全球竞争态势。截止到2020年12月31日，在世界知识产权组织（WIPO）官方开发与管理的PATENTSCOPE数据库中共检索到与数字孪生紧密相关的专利673项。如图1所示，根据检索到数字孪生相关专利的数量年度分布可知，从2015到2020年数字孪生相关的专利数量呈现明显增长趋势，说明数字孪生研究与创新已经进入快速发展阶段。
统计结果显示，当前已申请了数字孪生相关专利的国家和地区有中国、美国、欧盟、韩国、日本、英国、加拿大、德国等，如图2所示。其中2020年中国受理238项，美国受理92项，欧盟受理33项，日本受理11 项，说明中、美、欧依然是数字孪生应用的大国或地区。这些国家和地区都发表了一定数量的数字孪生相关论文，具备了一定的理论研究基础，这些理论研究为数字孪生技术与应用创新，和专利申请提供了支撑。
「 3. 数字孪生标准」
标准是按照规定的程序经协商一致制定，为各种活动或其结果提供规则、指南或特性，供共同使用和重复使用的一种文件。近年来，ISO、IEC、ITU、IEEE等国际和区域标准组织都积极推进数字孪生标准化工作，此外我国的中国电子技术标准化研究院、全国自动化系统与集成标准化技术委员会、及多家企业等都积极开展了数字孪生的相关国家标准和企业标准的立项和发布工作。数字孪生国内标准现状
截止到2020年12月31日，国内各个标准化组织积极开展了数字孪生相关标准研究工作，如表2所示。全国自动化系统与集成标准化技术委员会起草复杂产品数字孪生体系架构标准。中关村现代信息消费应用产业技术联盟围绕数字孪生公共信息模型（CIM）平台开展标准研究。中国电子装备技术开发协会发布了《数字孪生仿真数据管理系统（SDM）数据模型规范》、《数字孪生智能制造系统平台组织结构及权限管理规范》、《数字孪生定制移动APP通用安全技术规范》和《数字孪生移动应用程序通用测试规范》四个团体标准。广东省机械工程学会围绕数字孪生生产线展开相关的团体标准研究。中国技术市场协会发布了《智能建造数字孪生车间技术要求》一项团体标准。此外，也有部分企业开展了企业标准的相关研究。博创智能装备股份有限公司发布了《注塑机数字孪生平台》标准。精航伟泰测控仪器(北京)有限公司发布了《基于模型系统工程的数字孪生在线协同设计平台标准》。磁石云(天津)数字科技有限公司发布了《面向5G+数字创意的数字孪生可视化远程协同设计系统标准》。安徽巨一科技股份有限公司发布《面向新能源汽车动力系统智能生产线的机器人数字孪生体模型》和《面向新能源汽车动力系统智能生产线的机器人数字孪生联调测试》两项企业标准。
数字孪生国际标准现状
近几年，国际标准化组织相继开展了数字孪生相关标准的研究工作，具体标准研究进展如表3所示。国际标准化组织ISO/TC 184/SC 4 Industrial data 标准工作组目前推进两个数字孪生相关标准研究，分别围绕数字孪生体的可视化组件和数字孪生系统框架方面开展。国际电信联盟ITU-T SG17标准工作组的工作主要围绕智慧城市领域，分别在数字孪生系统安全机制和智慧社区安全机制方面展开相关工作。IEEE标准化协会成立数字孪生标准工作组P2806和P2806.1，分别负责研究智能工厂物理实体的数字化表征和连接性要求。ISO/IEC JTC1围绕数字孪生概念术语和应用案例展开研究。其中IEEE P2806标准组和ISO/IEC JTC1标准组是由中国电子技术标准化研究院牵头。IEC/ISO/JWG21拟围绕制造领域中数字孪生参考模型架构等方面展开相关标准研究工作。
「 4. 数字孪生与智能制造服务学术会议」
随着越来越多的学者、企业和研究院所关注数字孪生、探索数字孪生、应用数字孪生，交流、沟通、探讨数字孪生成为当前的需求，一些数字孪生相关会议在这样的背景下不断召开，为学者、企业、研究所分享与探究数字孪生研究新理论、新技术、新方法、新应用提供了平台，进而不断推动数字孪生的发展与进步。笔者团队于2017年联合国内12所高校共同发起并承办了第一个数字孪生会议，即“第一届数字孪生与智能制造服务学术会议”。此后，越来越多的国家、学术组织、学者等筹办和承办数字孪生相关的学术会议和论坛。目前举办数字孪生相关会议的国家包括中国、美国、英国、澳大利亚、芬兰、西班牙、荷兰、加拿大、丹麦、斯洛文尼亚等十多个国家，会议主办方涵盖IEEE，CIRP等国际知名组织或者协会，会议主题主要涉及数字孪生与智能制造以及数字孪生与工业互联网的研究现状与未来发展。“数字孪生与智能制造服务学术会议”是由北京航空航天大学、北京理工大学、西北工业大学、武汉理工大学、华中科技大学、上海大学、广东工业大学、郑州轻工业学院、山东大学、东南大学、武汉科技大学等高校共同发起的，并得到了北京智能制造创新联盟和《计算机集成制造系统》编辑部的大力支持。本会议旨在促进国内数字孪生与制造服务理论与技术的发展与应用。“第一届数字孪生与智能制造服务学术会议”由北京航空航天大学和北京理工大学联合承办，于2017年7月25日至27日在北京顺利召开，共来自全国10多所高校的70余名学者参会，12位专家学者对其研究成果作了分享交流。此次会议是国内从事数字孪生与智能制造服务的青年学者自发组织的第一次数字孪生与智能制造服务学术会议，据了解该会议也是国际上第一个以数字孪生为主题的会议。会议主要围绕数字孪生驱动的设计与制造，New IT背景下的智能制造、智能制造服务科学与实践等主题开展研讨。会议最后，参会代表们对数字孪生和制造服务领域的热点问题进行了讨论，开阔了与会人员的研究视野，引发了数字孪生研究的热潮。“第一届数字孪生与智能制造服务学术会议” 确定了数字孪生和智能制造服务学术会的定位，打造了一个数字孪生交流与聚力的平台，会上众多的演讲嘉宾及学术报告，能够使与会者更好地了解数字孪生的当前阶段发展现状以及未来趋势发展的方向，扩大了国内数字孪生研究的影响力，为中国数字孪生学术研究与企业应用的下一步发展，以及解决工业研究与开发的瓶颈问题提供了新交流平台。
“第二届数字孪生与智能制造服务学术会议”由郑州轻工业大学承办，《计算机集成制造系统》编辑部协办，于2018年7月21-22日在河南郑州召开，来自全国60多所高校、科研院所和企业的200多名学者参与了学术交流与研讨。此次会议的主题为NewIT背景下的智能制造技术，数字孪生驱动的设计、制造与服务关键技术，智能制造服务理论与实践等。20位来自国内知名高校和企业的专家代表围绕会议主题进行了学术报告，与会专家纷纷围绕会议主题开展交流与讨论。以此次会议为契机，《计算机集成制造系统》编辑部组织了“数字孪生技术”专辑，并于2019年6月出版。
“第三届数字孪生与智能制造服务学术会议”由广东工业大学承办，《计算机集成制造系统》编辑部协办，于2019年7月27-28日在广东广州隆重召开，来自全国75所高校、科研院所和企业的240多名学者齐聚广州，参与学术交流与研讨。此次会议邀请了行业内顶级专家，研讨主题包括：1）数字孪生驱动的制造新模式、新理念、新方法，2）数字孪生驱动的设计、制造与服务关键技术，3）数字孪生系统开发与应用实践，4）智能制造服务的关键使能技术与工具。此次大会的报告内容丰富且精彩，专家们关于数字孪生与智能制造服务的学术报告，开阔了与会人员的研究视野。
“第四届数字孪生与智能制造服务学术会议”由西北工业大学承办，西安科技大学、《计算机集成制造系统》期刊编辑部、中国运筹学会排序分会、中国机械工程学会生产工程分会（生产系统）和陕西省机械工程学会工业工程与管理分会协办，于2020年10月30日-11月1日在西北工业大学召开。本次会议采用了线上与线下协同进行，并用大会报告、分组报告等形式进行学术交流。来自全国100多所高校、科研院所和企业的360余名专家、学者和青年才俊汇聚一堂。会议邀请了6位专家做了大会报告，并邀请了以为海外专家做了线上大会报告，21位专家在设立的3个分会场中，针对“数字孪生+设计”、“数字孪生+制造”、“数字孪生+服务”等三个研究主题作了口头报告。这是一场多学科交叉的学术会议，一会专家学者展示了研究成果、交流学术思想，深入探讨了数字孪生与智能制造服务学科发展中的热点前沿与挑战机遇，共同为推动数字孪生的探索研究与应用实践、推进现代制造业向智能制造服务转型升级、促进我国制造业高质量发展贡献了智慧和力量。
“第五届数字孪生与智能制造服务学术会议”定于2021年7月16-18日由上海大学承办在上海召开。
参考文献见《数字孪生及车间实践》
