Computer Integrated Manufacturing System ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (1): 1-19.DOI: 10.13196/j.cims.2025.0030

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A standard system for digital experiment,testing,and validation (D-ETV)

TAO Fei1,2+,MA Xin1,ZHANG Chenyuan2,YI Hang3,LIU Weiran1,WEI Yupeng1,ZOU Xiaofu4,WANG Zitong2,REN Yi5,TAO Lan6,GE Jun7,DING Lu8,ZHUO Lan9,HAN Li9,GONG Zhiqiang10,TAN Yonghua11,QIE Yongjun12,ZHOU Wen13,LI Jianshuang14,YANG Chunxia15,XU Hongjie16,LIN Wenjie16,LIU Guang17,SUN Bo18,LI Haixu17,YAN Dejin19,LI Shaowei20,LUO Qian21,WANG Jingxian22,LUO Ying23,SHANG Zhengguo24,LIU Zhixin25,YI Xian26,ZHANG Wenfeng27   

  1. 1.Digital Twin International Research Center,International Institute for Interdisciplinary and Frontiers,Beihang University
    2.School of Automation Science and Electrical Engineering,Beihang University
    3.Beijing Aerospace Wanyuan Science & Technology Co.,Ltd.
    4.School of Artificial Intelligence,Beihang University
    5.School of Reliability and Systems Engineering,Beihang University
    6.China Aero-poly Technology Establishment
    7.Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
    8.Instrumentation Technology & Economy Institute
    9.China Electronics Standardization Institute
    10.Beijing Rainfe Technology Co.,Ltd.
    11.Academy of Aerospace Propulsion Technology
    12.SANY Heavy Industry Co.,Ltd.
    13.China National Aviation Fuel Group Limited
    14.National Institute of Metrology
    15.COMAC Aircraft Flight Test Center
    16.AVIC Information Technology Co.,Ltd.
    17.China State Shipbuilding Corporation System Engineering Research Institute
    18.Institute of Spacecraft System Engineering
    19.Southwest China Institute of Electronic Technology
    20.Institute of Maglev and Electromagnetic Propulsion Technology,China Aerospace Science and Industry Corporation
    21.The Second Institute of Civil Aviation Administration of China
    22.China Academy of Aerospace Standardization and Product Assurance (CAASPA)
    23.National Key Laboratory of Nuclear Reactor Technology,Nuclear Power Institute of China
    24.Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
    25.China Automotive Technology and Research Center Co.,Ltd.
    26.China Aerodynamics Research and Development Center
    27.Shanghai Aerospace System Engineering Institute
  • Online:2025-01-31 Published:2025-02-07
  • Supported by:
    Project supported by the Beijing Natural Science Foundation,China(No.24JL002),the Beijing Outstanding Young Scientist Program,China,and the New Cornerstone Science Foundation through the XPLORER PRIZE,China.

数字试验测试验证标准体系

陶飞1,2+,马昕1,张辰源2,易航3,刘蔚然1,魏宇鹏1,邹孝付4,王子同2,任羿5,陶岚6,葛军7,丁露8,卓兰9,韩丽9,弓志强10,谭永华11,郄永军12,周文13,李建双14,杨春霞15,许鸿杰16,蔺文杰16,刘广17,孙波18,李海旭17,阎德劲19,李少伟20,罗谦21,王敬贤22,罗英23,尚政国24,刘志新25,易贤26,张文丰27   

  1. 1.北京航空航天大学国际前沿交叉科学研究院数字孪生国际研究中心
    2.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
    3.北京航天万源科技有限公司
    4.北京航空航天大学人工智能学院
    5.北京航空航天大学可靠性与系统工程学院
    6.中国航空综合技术研究所
    7.北京无线电计量测试研究所
    8.机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
    9.中国电子技术标准化研究院
    10.北京瑞风协同科技股份有限公司
    11.航天推进技术研究院
    12.三一重工股份有限公司
    13.中国航空油料集团有限公司
    14.中国计量科学研究院
    15.中国商飞民用飞机试飞中心
    16.航空工业信息技术中心
    17.中国船舶集团有限公司系统工程研究院
    18.北京空间飞行器总体设计部
    19.中国电子科技集团公司第十研究所
    20.中国航天科工集团磁悬浮与电磁推进技术总体部
    21.中国民用航空局第二研究所
    22.中国航天标准化与产品保证研究院,北京100166;
    23.中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室
    24.北京遥感设备研究所
    25.中国汽车技术研究中心有限公司
    26.中国空气动力研究与发展中心
    27.上海宇航系统工程研究所
  • 作者简介:
    +陶飞(1981-),男,湖北武汉人,北京航空航天大学教授,博士,博士生导师,研究方向:数字孪生、数字工程、工业软件,通讯作者,E-mail:ftao@buaa.edu.cn;

    马昕(1995-),女,蒙古族,辽宁朝阳人,北京航空航天大学博士后,博士,研究方向:数字工程、数字孪生、数实融合试验;

    张辰源(1995-),男,河南郑州人,北京航空航天大学博士研究生,研究方向:数字孪生、数字孪生车间、数字工程、数字试验测试验证;

    易航(1981-),男,湖南宁乡人,研究员,博士,研究方向:人工智能、数字孪生、智慧物联、指挥控制;

    刘蔚然(1991-),男,吉林桦甸人,北京航空航天大学博士后,博士,研究方向:数字工程、数字孪生卫星、数实融合试验;

    魏宇鹏(1992-),男,黑龙江齐齐哈尔人,北京航空航天大学教授,博士,博士生导师,研究方向:数字工程、数字试验测试验证;

    邹孝付(1987-),男,安徽明光人,北京航空航天大学副研究员,博士,硕士生导师,研究方向:数字孪生与数字测试;

    王子同(1990-),女,河北石家庄人,北京航空航天大学博士生,硕士,研究方向:智能制造、数字工程;

    任羿(1973-),男,辽宁鞍山人,北京航空航天大学研究员,博士,研究方向:可靠性系统工程、数字孪生;

    陶岚(1974-),女,达斡尔族,黑龙江齐齐哈尔人,研究员,硕士,研究方向:飞行器设计、标准化;

    葛军(1966-),女,辽宁锦州人,研究员,硕士,研究方向:计量测试技术研究;

    丁露(1981-),女,内蒙古呼和浩特人,教授级高级工程师,博士,研究方向:智能制造、标准化;

    卓兰(1978-),女,四川自贡人,正高级工程师,硕士,研究方向:智能制造、标准化;

    韩丽(1980-),女,河南新乡人,正高级工程师,博士,研究方向:数字孪生、标准化、智能制造;

    弓志强(1980-),男,山西阳泉人,研究员,博士,研究方向:复杂装备数字化试验、工业软件、航空发动机;

    谭永华(1964-),男,江苏扬州人,研究员,博士,研究方向:航空宇航推进理论及工程、液体火箭发动机;

    郄永军(1981-),男,山西原平人,研究员,硕士,研究方向:先进制造、数字仿真与数字孪生;

    周文(1974-),男,四川宣汉人,研究员级高级工程师,博士,研究方向:数字化、网络安全;

    李建双(1966-),女,浙江余姚人,研究员,博士,研究方向:几何量计量、大尺寸计量;

    杨春霞(1977-),女,江苏射阳人,研究员,硕士,研究方向:飞行试验、测试改装、数字化;

    许鸿杰(1981-),男,四川广元人,高级工程师,博士,研究方向:飞行器设计、复杂装备建模与仿真、数字孪生及数字化试验鉴定;

    蔺文杰(1976-),男,陕西西安人,研究员,硕士,研究方向:工业软件、装备数字化、工业软件生态;

    刘广(1977-),男,河北清河人,研究员,硕士,研究方向:电子信息、舰船航空保障;

    孙波(1974-),男,北京人,研究员,博士,研究方向:数字试验与测试、健康管理;

    李海旭(1985-),男,河北高邑人,研究员,硕士,研究方向:舰载航空指挥与保障、舰载航空起降、复杂系统工程;

    阎德劲(1982-),男,土家族,重庆人,研究员,硕士,研究方向:微电子工艺、数字化工艺与标准;

    李少伟(1987-),男,陕西宝鸡人,高级工程师,博士,研究方向:力学、机械、智能系统;

    罗谦(1975-),男,四川成都人,研究员,博士,研究方向:机场运行与控制、态势分析与优化;

    王敬贤(1979-),男,山东泰安人,研究员,硕士,研究方向:装备产品化及其数字化、元器件保证;

    罗英(1971-),女,四川乐山人,研究员级高级工程师,博士,研究方向:核反应堆设计、人工智能、结构与材料;

    尚政国(1981-),男,山东聊城人,研究员,博士,研究方向:精确制导技术、数字化协同设计;

    刘志新(1975-),男,河南焦作人,教授级高级工程师,博士,研究方向:汽车测试技术与检测装备研究;

    易贤(1977-),男,四川金堂人,研究员,博士,研究方向:飞行器空气动力学;

    张文丰(1975-),女,上海人,研究员,博士,研究方向:基于模型的系统工程、数字孪生、数字试验鉴定。
  • 基金资助:
    北京市自然科学基金资助项目(24JL002);北京市卓越青年科学家计划资助项目;科学探索奖资助项目。

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Abstract: Digital Experiment,Testing,and Validation (D-ETV) leverages information technologies to reveal the fundamental properties and characteristics of product within a digital environment.It serves as a critical pillar for enhancing the effectiveness of both product development and operational processes.In the evolution of Physical Experiment,Testing,and Validation (P-EVT) to D-ETV,the widespread adoption of D-ETV across industries has been significantly hindered by the absence of a standardized system.To address these issues,the need for D-ETV standards was firstly explored from three perspectives:①What could D-ETV achieve?②How could D-ETV be implemented? ③ Where could D-ETV be applied? Building upon the previously introduced "D" flow diagram by the authors,a theoretical framework for D-ETV was presented,which included six primary components:requirement analysis,D-ETV plan design,model construction,D-ETV conduction,verification and evaluation,and digital-physical fusion.Moreover,as part of a collaborative effort with relevant research organizations and enterprises,a standard system for D-ETV that contained five major categories:foundational,technical,supporting,safety and application was proposed.This work could provide a reference for establishing relevant D-ETV standards and offer comprehensive guidance for both theoretical research and industrial applications of D-ETV.

Key words: digital experiment,testing,and validation, standard system, digital experiment, digital testing, digital validation, digital authentication

摘要： 数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,Testing,and Validation,P-ETV)向D-ETV演化的过程中,因缺乏基础共性标准参考,导致不同人员对D-ETV的理解与认识存在差异;因缺乏关键技术标准参考,导致D-ETV实现难;因缺乏通用支撑、安全、行业应用等标准参考,导致D-ETV实施难。针对上述问题,首先从D-ETV有何用、如何用、何处用3个角度对D-ETV标准需求进行分析。在作者团队前期提出的D-ETV通用流程“D”模型及关键技术基础上,进一步建立并完善“析定建测评融”D-ETV理论体系。面向航空航天、工程机械、船舶、电子信息、汽车等领域的国家重大需求,与相关研究院所和企业共同尝试探索建立一套D-ETV标准体系,包括基础共性、关键技术、通用支撑、安全和行业应用5类标准。期望相关工作为D-ETV理论研究、标准研制、行业应用提供参考,助力我国试验测试验证向数字化、智能化、服务化方向发展,进而为我国装备高质量发展提供支撑。

关键词: 数字试验测试验证, 标准体系, 数字试验, 数字测试, 数字验证, 数字鉴定

CLC Number: 

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