解读《英国国家数字孪生体原则》｜打造国家级数字孪生体，释放数据资源整合价值

工业互联网研习社风向观察

近期，数字建造英国中心发布《英国国家数字孪生体原则》，讲述了国家级数字孪生体的内涵及价值，给出了基于信息管理框架打造国家级数字孪生体的路线图，总结了指导国家级数字孪生体发展和应用的九大原则。

旨在通过发布国家级数字孪生体构建原则，统一各独立行业开发数字孪生体的标准，实现孪生体间高效、安全的数据共享，释放数据资源整合价值，优化传统英国社会、经济、环境发展方式。

来源｜工业互联网产业联盟

一、国家级数字孪生体内涵及价值

国家级数字孪生体本质是将分散在社会各部门的数字孪生体连接，释放资源整合后的额外价值。国家级数字孪生体不是对整个建设环境构建一个单一巨大模型，而是基于安全的数据共享机制连接全部独立数字孪生体，构建数字孪生体生态系统。各个独立数字孪生体并不是无时无刻的进行数据共享，唯有被需要提供价值时才提供数据。随着时间的推移，国家级数字孪生体生态系统会变得更加多样化，内部的独立孪生体之间的关系会变得更加紧密，进而释放资源整合后产生的巨大价值。

国家级数字孪生体将为社会、经济、和环境等带来巨大益处。一是提升公众生活便捷性，通过高性能国家级数字孪生体基础设施改善社会体验。二是创新业务模式，提高业务效率，使涵盖投资者、所有者、资产管理人、承包商、顾问、供应商的整个价值链受益。三是减少资源浪费，提升资源重用效率，在建设环境中实现循环经济。

制定国家级数字孪生体原则是国家级数字孪生体发展重要保障。为了使国家级数字孪生体功能齐全、可信、高效，从一开始就需要建立一致的定义和共识，这将使以后更容易实现共享数据。制定原则的范围包括整个国家级数字孪生体环境架构、与原有环境的接口以及面向社会、经济和环境的应用方式。通过加强基础环境规划、交付和终身管理，充分释放信息价值链力量，进而提高商业竞争力和生产力，满足公众生活福祉。

图1 信息价值链

二、信息管理框架作用和线路图

信息管理框架是国家级数字孪生体的核心技术载体。用于建设环境的信息管理框架要能实现对信息的有效管理，打通国家、地方从计划、操作、交付到维护的全链条系统，提升数据安全共享性能。

信息管理框架路线图是国家级数字孪生体原则的优先计划。信息管理框架的路线图分为五个相互关联的部分，而数字孪生体原则贯穿所有部分，指导推动国家数字孪生建设。路线图明确的指示出了提供信息管理框架的最佳路径，从基线演进到预见获取，为解决行业统一性提供了参考。具体如下：

1、方法：在整个构建环境中实现信息管理收益的最佳总体方法是什么？

2、治理：管理框架的开发，采用和持续监督的最佳结构和流程是什么？

3、标准化：需要什么原则、指导、规格和正式标准？

4、促成因素：存在哪些潜在的阻碍因素，应如何解决？

需要进行哪些文化，行为，技术，商业或其他调整？

5、变更：如何使框架在整个构建环境中被采用？

图2 信息管理框架的路线图

三、国家级数字孪生体原则核心内容

“三大类、九小类”基础原则指导国家级数字孪生体及其信息管理框架的发展和应用。国家级数字孪生体原则的宗旨是帮助行业以统一的方式开发数字孪生，成为国家级数字孪生的一部分，并且鼓励随着时间推移，进行灵活的创新和发展。建设环境中的资产所有者在开发自己的数字孪生时应遵循如下原则：

图3 数字孪生体原则

第一大类，明确的目的性是数字孪生体原则的宗旨。一是永久地提供真正的公共利益，国家数字孪生和框架是国家资源，应从最终用户的需求开始，有助于实现包容性的社会成果，最终为公共部门带来利益；二是实现可持续的价值创造、绩效改进和有效的风险管理，通过创造一个与孪生相关的动态开放的市场，改善基础设施的服务，提高国家生产力，释放出更大的经济价值；三是提供对构建环境的可确定洞察，基于详细数据，进行精确的洞察，从而实现决策优化，生成有价值的数据指标，深入分析构建环境中的特征和不足，最终为公众带来更大的价值。

第二大类，牢固的可信赖性是数字孪生体原则的基石。公众对国家级数字孪生的信任是非常重要的，失去公众信任将造成严重的价值损失，相应的，国家数字孪生必须信任组成数字孪生的所有者，这对于工作的有效性至关重要。一是必须建立安全保障确保本身的安全，人员、物理和网络安全对于确保国家数字孪生的完整性至关重要；二是尽可能开放数据、开放文化、开放标准，在遵循整体安全原则上，基于行业最佳实践和开放式应用程序编程接口（API），采用业界商定的体系结构模型，以供应商中立的形式，为每个人创造最大的价值；三是基于合理的质量数据来构建，让看到创造价值机会的人能够集成数据，同时数据的质量必须满足预期的目的。

第三大类，有效的功能性是数字孪生体原则的保障。国家数字孪生须有效运行，主数据集的安全互操作性是关键的推动因素。一是基于一个标准的互联生态环境，国家数字孪生通过安全和弹性的数据共享而连接在一起，能够处理不同类别的数据和信息，信息管理框架必须允许一种通用方法来确保互操作性；二是具有透明地监督管理体系，国家数字孪生必须拥有明确的所有权，治理和法规；三是随着信息技术的进步而适应和发展，国家数字孪生和信息管理框架须具有一定的自适应性，把握数据、决策与结果之间的基本联系，维持可使用状态不断进行演变。

四、总结

当前，数字孪生成为全球热点，理论认知逐渐深化，产业创新日趋加速，应用探索开始涌现。《英国国家数字孪生体原则》是首批从国家层面规范行业构建数字孪生体标准的指导文件，本质上是希望通过统一各独立行业构建数字孪生体的标准，提升数据共享水平，充分释放多部门数据整合后的额外价值。这与我国当前积极打造“数字基建”有异曲同工之妙，也可以为我国构建面向未来的“数字孪生体基础设施”提供参考。