Из ГОСТ Р 57700.37-2021 Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения

ГОСТ Р 57700.37-2021 Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. Computer models end simulation. Digital twins of products. General provisions. УДК 006.354:004.942:006.354 ОКС 01.140.01. Редакция от 09.02.2022.

1 Область применения ГОСТ Р 57700.37-2021

Настоящий стандарт устанавливает общее понятие цифрового двойника изделия, а также общие положения и требования по разработке и применению цифровых двойников изделий.

Стандарт распространяется на изделия машиностроения. На основе настоящего стандарта допускается, при необходимости, разрабатывать стандарты, устанавливающие требования к цифровым двойникам изделий различных отраслей промышленности с учетом их специфики [из 1 Область применения ГОСТ Р 57700.37-2021]

2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 57700.37-2021

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

[из 2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 57700.37-2021]

3 Термины и определения ГОСТ Р 57700.37-2021

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

Адекватность модели по ГОСТ Р 57700.37-2021

Соответствие модели моделируемому изделию (процессу, явлению) по обоснованному перечню характеристик.

Примечания:

  1. Факторы, влияющие на разработку цифровых моделей высокого уровня адекватности изделию:
  2. График качественной зависимости адекватности цифровых моделей изделия от различных факторов приведен на рисунке 1.

Адекватность А

Изделие (составная часть)

- ГОСТ Р 57700.37-2021-1

Время

О - цифровые модели изделия (А1, А2, А3, А4, А5).

Рисунок 1

[из 3.1 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Валидация программного обеспечения компьютерного моделирования по ГОСТ Р 57700.37-2021

Подтверждение того, что программное обеспечение компьютерного моделирования в заявленной области применения адекватно с заданной степенью точности выполняет подготовку исходных данных, расчеты и обработку результатов таких расчетов.

Примечания

  1. При наличии в составе программного обеспечения компьютерного моделирования методического обеспечения необходимо выполнить его валидацию совместно с программами компьютерного моделирования.
  2. Валидацию методического и программного обеспечения необходимо проводить на основе анализа результатов испытаний изделия.

[из 3.3 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Верификация программного обеспечения компьютерного моделирования по ГОСТ Р 57700.37-2021

Подтверждение того, что программное обеспечение компьютерного моделирования выполняет подготовку исходных данных, расчеты и обработку результатов таких расчетов в соответствии с указанной математической моделью.

Примечание - Верификация программного обеспечения компьютерного моделирования является необходимым условием для его последующей валидации [из 3.4 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Многоуровневая система требований по ГОСТ Р 57700.37-2021

Иерархическая система взаимосвязанных структур данных, содержащих формализованные требования к изделию и его составным частям.

Примечания

  1. В процессе создания цифрового двойника требования верхних уровней декомпозируются, в том числе нецелевые показатели и ресурсные ограничения для нижних уровней. Достижение целевых показателей и (или) удовлетворение ресурсным ограничениям всех нижних уровней должно обеспечивать удовлетворение требований более высокого уровня.
  2. Частным случаем многоуровневой системы требований является многоуровневая матрица требований (см. 3.22, включая целевые показатели и ресурсные ограничения).
  3. Данные, поступающие от эксплуатируемого изделия, используются для уточнения многоуровневой системы требований, доработки цифровых моделей с целью прогнозирования поведения изделия в различных условиях эксплуатации, оптимизации затрат на техническое обслуживание, ремонт, а также для модернизации изделия.

[из 3.16 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Сертификация программного обеспечения компьютерного моделирования по ГОСТ Р 57700.37-2021

Форма осуществляемого органом по сертификации подтверждения соответствия программного обеспечения компьютерного моделирования заявленной области применения.

Примечание - При наличии в составе программного обеспечения компьютерного моделирования методического обеспечения необходимо выполнить подтверждение его соответствия заявленной области применения совместно с программами компьютерного моделирования [из 3.19 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Цифровая модель изделия по ГОСТ Р 57700.37-2021

Система математических и компьютерных моделей, а также электронных документов изделия, описывающая структуру, функциональность и поведение вновь разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на различных стадиях жизненного цикла, для которой на основании результатов цифровых и (или) иных испытаний по ГОСТ 16504 выполнена оценка соответствия предъявляемым к изделию требованиям.

Примечания

  1. Цифровая модель создается с использованием ПО КМ и (или) инструментальных программных и иных средств.
  2. Цифровая модель должна описывать структуру, функциональность и поведение разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на тех стадиях жизненного цикла, которые установлены в соответствующих технических заданиях.
  3. Наполнение и функциональность цифровой модели зависит от стадии жизненного цикла изделия.
  4. Оценка соответствия цифровой модели изделия в общем случае включает в себя процедуры верификации и валидации математических моделей по ГОСТ Р 57188, компьютерных моделей и ПО КМ по ГОСТ Р 57700.1, ГОСТ Р 57700.2, ГОСТ Р 57700.24, ГОСТ Р 57700.25.
  5. Под электронными документами понимаются электронные документы по ГОСТ 2.001, ГОСТ 3.1001, ГОСТ 3.1102, ГОСТ 19.101, ГОСТ 34.601, ГОСТ Р 58301.

[из 3.23 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Цифровой двойник изделия, ЦД по ГОСТ Р 57700.37-2021

Система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями.

Примечания

  1. Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия.
  2. При создании и применении цифрового двойника изделия участникам процессов жизненного цикла (по ГОСТ Р 56135) рекомендуется применять программно-технологическую платформу цифровых двойников (см. 6.3).

[из 3.24 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Цифровые (виртуальные) испытания по ГОСТ Р 57700.37-2021

Определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата исследования свойств цифровой модели (или цифрового двойника) этого объекта.

Примечания

  1. В настоящем стандарте под объектом испытания подразумевается изделие.
  2. В зависимости от вида цифровых (виртуальных) испытаний (см. ГОСТ 16504-81, приложение 2) может быть использован как сам объект испытаний, так и его составные части.
  3. Для проведения цифровых (виртуальных) испытаний рекомендуется использовать программно-технологические платформы видов испытаний, определенных ГОСТ 16504.

[из 3.27 ГОСТ Р 57700.37-2021]

4 Сокращения ГОСТ Р 57700.37-2021

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

[из 4 Сокращения ГОСТ Р 57700.37-2021]

5 Общие положения ГОСТ Р 57700.37-2021

Целью создания ЦД является выполнение технических и тактико-технических требований к изделию, снижение себестоимости и сроков разработки опытных образцов изделия, повышение технологичности изделия, а также повышение надежности и эффективности эксплуатации изделия [из 5.1 ГОСТ Р 57700.37-2021]

5.2 Задачи ЦД ГОСТ Р 57700.37-2021

[из 5.2 Задачи ЦД ГОСТ Р 57700.37-2021]

Решение о разработке, составе и функциональности ЦД-Р, ЦД-П и ЦД-Э изделия, в том числе двусторонних информационных связей в составе цифровых двойников, определяет заказчик по согласованию с разработчиком.

Примечание - В зависимости от области применения, типа изделия и стадии его ЖЦ могут быть выделены следующие варианты реализации цифрового двойника: цифровой прототип изделия, цифровой двойник экземпляра изделия, цифровая тень изделия и др. Требования к вариантам реализации цифрового двойника, включая требования к его валидации, могут устанавливаться в рамках серии национальных стандартов и стандартов организаций по цифровым двойникам, разработанных в развитие данного стандарта [из 5.4 ГОСТ Р 57700.37-2021]

6 Общие требования к разработке цифровых двойников ГОСТ Р 57700.37-2021

Разработка ЦД на каждой стадии ЖЦ изделия осуществляется в соответствии со стандартами, разработанными в развитие данного стандарта.

Допускается по решению заказчика порядок разработки и приемки ЦД осуществлять по ГОСТ 34.601 или ГОСТ 19.102.

Требования к разработке ЦД на каждой стадии ЖЦ изделия могут устанавливаться стандартами организаций.

Требования к разработке ЦД по государственному оборонному заказу, в том числе требования к режиму секретности и обеспечению защиты государственной тайны, устанавливаются в соответствующих документах по стандартизации оборонной продукции [из 6.1 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Для создания цифровых моделей и (или) ЦД, проведения цифровых (виртуальных) испытаний, применения результатов математического и компьютерного моделирования и организации совместной работы по созданию цифрового двойника изделия рекомендуется применять программно-технологическую платформу цифровых двойников, включающую, как правило:

[из 6.3 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Для разработки ЦД изделия создается многоуровневая система требований, которая позволяет проверять соответствие значений показателей, необходимых для удовлетворения требований к изделию, установленным диапазонам значений, а также анализировать их взаимное влияние. Достижение целевых показателей и (или) удовлетворение ресурсным ограничениям многоуровневой системы требований обеспечивается за счет проведения цифровых (виртуальных) испытаний изделия, его составных частей и материалов [из 6.5 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Цифровые (виртуальные) испытания проводят на цифровых (виртуальных) испытательных стендах и полигонах. В случае невозможности проведения физических (то есть нецифровых) испытаний изделия или его составных частей, цифровые (виртуальные) испытания следует проводить в обязательном порядке. Требования к составу цифровых (виртуальных) испытательных стендов и полигонов определяются стандартами, разработанными в развитие настоящего стандарта [из 6.6 ГОСТ Р 57700.37-2021]

Обновление ЦД осуществляют за счет двусторонних информационных связей изделия с ЦД, формируемых на разных стадиях ЖЦ изделия. Обновление ЦД рекомендуется осуществлять с применением программно-технологической платформы цифровых двойников. Полученные данные могут быть преобразованы в новые требования к изделию, которые вносятся в многоуровневую систему требований.

Обновление ЦД рекомендуется осуществлять в соответствии с порядком, определенным в ГОСТ 2.503 [из 6.9 ГОСТ Р 57700.37-2021]