一、數字孿生平臺架構包括哪些內容
數字孿生技術(shu)通過構建物理(li)對象(xiang)(xiang)的數字化(hua)鏡(jing)像(xiang),描(miao)述物理(li)對象(xiang)(xiang)在(zai)現實(shi)(shi)(shi)世界中的變化(hua),模擬物理(li)對象(xiang)(xiang)在(zai)現實(shi)(shi)(shi)環境中行為(wei)和(he)影響(xiang),以實(shi)(shi)(shi)現狀態監(jian)測、故障診(zhen)斷、趨勢預測和(he)綜合(he)優化(hua)。
為(wei)了構建數字化鏡像(xiang)并實現上述目標,需要(yao)IOT、建模、仿(fang)真(zhen)等基礎支撐技術通過平臺化的(de)架構進行融合,搭建從(cong)物(wu)理世(shi)界到(dao)孿(luan)生空間(jian)的(de)信息交互閉環。整(zheng)體來看,一個完(wan)整(zheng)的(de)數字孿(luan)生平臺應包含以(yi)下五個實體層級:
1、物理層
物(wu)理(li)(li)(li)層所涉及的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)(li)對象既包(bao)括了物(wu)理(li)(li)(li)實體,也包(bao)括了實體內(nei)部及互相之(zhi)間(jian)存(cun)在的(de)(de)(de)各類運(yun)行(xing)邏輯(ji)、生產流程等(deng)已存(cun)在的(de)(de)(de)邏輯(ji)規則(ze)。
2、數據層
數(shu)據(ju)層的(de)數(shu)據(ju)來源(yuan)于物理空間中的(de)固有(you)數(shu)據(ju),以及(ji)由各類(lei)傳感器實時采集到的(de)多模(mo)式、多類(lei)型的(de)運行(xing)數(shu)據(ju)。
3、模型層
數(shu)字(zi)孿生(sheng)中的(de)(de)(de)模(mo)(mo)型既(ji)包含(han)了對(dui)應已知物理對(dui)象的(de)(de)(de)機理模(mo)(mo)型,也包含(han)了大量的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)驅動模(mo)(mo)型。其中,“動態”是模(mo)(mo)型的(de)(de)(de)關鍵,動態意味(wei)著這些模(mo)(mo)型需要具備自(zi)我學習、自(zi)主調(diao)整的(de)(de)(de)能(neng)力(li)。
4、功能層
功(gong)能(neng)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心要(yao)素“功(gong)能(neng)模(mo)塊”則(ze)是(shi)指(zhi)由各類模(mo)型通過(guo)或(huo)(huo)獨立或(huo)(huo)相互(hu)聯(lian)系作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)(shi)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)半自(zi)主(zhu)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)子(zi)系統,或(huo)(huo)者(zhe)說(shuo)是(shi)一個數(shu)字孿生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型實(shi)例。半自(zi)主(zhu)性是(shi)指(zhi)這些(xie)功(gong)能(neng)模(mo)塊可(ke)(ke)以獨立設(she)計、創新,但在設(she)計時需要(yao)遵(zun)守共同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計規則(ze),使其互(hu)相之間(jian)保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)統一性。這種特征使得數(shu)字孿生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊可(ke)(ke)以靈活的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴展、排除、替換(huan)或(huo)(huo)修改,又可(ke)(ke)以通過(guo)再(zai)次組(zu)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)(shi),實(shi)現(xian)復雜應用、構成成熟完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)字孿生體系。
5、能力層
最終,通過功能模(mo)塊(kuai)的(de)(de)搭配組(zu)合解決(jue)特定應(ying)(ying)用場景中某(mou)類具體問題(ti)的(de)(de)解決(jue)方案,在歸納總(zong)結后會沉淀為(wei)一套專業知識體系,這便(bian)是數(shu)字孿生可(ke)對(dui)外提供的(de)(de)應(ying)(ying)用能力,也可(ke)稱為(wei)應(ying)(ying)用模(mo)式(shi)。因(yin)為(wei)其內部的(de)(de)模(mo)型和模(mo)塊(kuai)具有的(de)(de)半自主特性,使(shi)得形成的(de)(de)模(mo)式(shi)可(ke)以在一定程度上(shang)實現自適應(ying)(ying)調整。
二、數字孿生平臺架構的四大技術層級
數字孿生平臺的架構一般(ban)有(you)四個技(ji)術層(ceng)級(ji),分別(bie)是:
1、數據采集與控制實體
主(zhu)要涵蓋感知、控制(zhi)、標識等(deng)技(ji)術,承(cheng)擔孿生體與物理對象間上行感知數據的采集和(he)下行控制(zhi)指(zhi)令的執行。
2、核心實體
依托(tuo)通用(yong)支撐技術,實現模型構建與(yu)融合(he)、數據(ju)集(ji)成、仿(fang)真分析、系統擴展(zhan)等功能,是生成孿生體并拓(tuo)展(zhan)應用(yong)的主要(yao)載體。
3、用戶實體
主要以(yi)可視化技術(shu)和虛擬現實技術(shu)為主,承擔(dan)人(ren)機交互(hu)的職能(neng)。
4、跨域實體
承(cheng)擔各(ge)實(shi)體層(ceng)級之間的數據互(hu)通和安(an)全保(bao)障(zhang)職能。