一、數字孿生平臺架構包括哪些內容

數字孿生技術通過構建物(wu)理對象的數字化(hua)鏡像，描述(shu)物(wu)理對象在現(xian)實世(shi)界中(zhong)的變(bian)化(hua)，模擬(ni)物(wu)理對象在現(xian)實環境中(zhong)行為和影(ying)響，以實現(xian)狀態監測(ce)、故障(zhang)診斷、趨勢預測(ce)和綜合優化(hua)。

為了(le)構(gou)建數字(zi)化鏡像并實(shi)現上述目標(biao)，需要IOT、建模、仿真等基礎支撐技(ji)術通過平(ping)(ping)臺化的架(jia)構(gou)進行(xing)融合，搭建從物(wu)理世界到孿生空間的信息交互(hu)閉(bi)環。整體(ti)來看(kan)，一(yi)個完整的數字(zi)孿生平(ping)(ping)臺應包含以下五個實(shi)體(ti)層級：

1、物理層

物(wu)理(li)(li)層所涉及的物(wu)理(li)(li)對(dui)象(xiang)既包(bao)括了(le)物(wu)理(li)(li)實體(ti)，也包(bao)括了(le)實體(ti)內部及互相之間存(cun)在的各類運行邏(luo)輯、生產流程等已存(cun)在的邏(luo)輯規則。

2、數據層

數據(ju)層(ceng)的(de)數據(ju)來源于物(wu)理空間中(zhong)的(de)固(gu)有數據(ju)，以(yi)及由各類傳感(gan)器實時采集到的(de)多模式、多類型的(de)運行數據(ju)。

3、模型層

數(shu)字孿生中的(de)模(mo)型(xing)(xing)既(ji)包含了對(dui)應已知物理對(dui)象(xiang)的(de)機理模(mo)型(xing)(xing)，也包含了大(da)量的(de)數(shu)據驅動模(mo)型(xing)(xing)。其中，“動態(tai)”是模(mo)型(xing)(xing)的(de)關鍵(jian)，動態(tai)意味著這些模(mo)型(xing)(xing)需(xu)要(yao)具備自我學(xue)習、自主調整(zheng)的(de)能力。

4、功能層

功能層的(de)(de)(de)(de)核心要(yao)素“功能模塊(kuai)”則是(shi)指(zhi)由各類(lei)模型通過或(huo)獨立(li)或(huo)相(xiang)互(hu)(hu)聯(lian)系(xi)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)方式(shi)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)半自主性的(de)(de)(de)(de)子(zi)系(xi)統，或(huo)者說(shuo)是(shi)一個(ge)數字(zi)孿生的(de)(de)(de)(de)小型實(shi)例。半自主性是(shi)指(zhi)這(zhe)些功能模塊(kuai)可(ke)以(yi)獨立(li)設(she)(she)計(ji)、創新(xin)，但在(zai)設(she)(she)計(ji)時需要(yao)遵守共同的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)規則，使(shi)其互(hu)(hu)相(xiang)之間保持一定的(de)(de)(de)(de)統一性。這(zhe)種特征使(shi)得數字(zi)孿生的(de)(de)(de)(de)模塊(kuai)可(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)的(de)(de)(de)(de)擴展、排除、替換或(huo)修改，又(you)可(ke)以(yi)通過再次組合的(de)(de)(de)(de)方式(shi)，實(shi)現復雜應用(yong)、構成(cheng)成(cheng)熟完整的(de)(de)(de)(de)數字(zi)孿生體系(xi)。

5、能力層

最(zui)終，通過功能(neng)模(mo)塊的(de)搭配(pei)組合解決特定應(ying)用場(chang)景(jing)中(zhong)某類具體問題(ti)的(de)解決方案(an)，在歸納總結后會沉淀為一(yi)套專(zhuan)業(ye)知識(shi)體系，這便是數字孿生可(ke)對外提供的(de)應(ying)用能(neng)力，也可(ke)稱為應(ying)用模(mo)式(shi)。因為其內(nei)部的(de)模(mo)型(xing)和模(mo)塊具有的(de)半(ban)自(zi)主特性，使得形成的(de)模(mo)式(shi)可(ke)以在一(yi)定程度上(shang)實現自(zi)適應(ying)調(diao)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(yi)般有四個技術層(ceng)級，分別(bie)是：

1、數據采集與控制實體

主要涵蓋(gai)感知、控(kong)制、標識(shi)等(deng)技(ji)術，承擔孿生體與物理對(dui)象間(jian)上行感知數據的(de)采(cai)集(ji)和下(xia)行控(kong)制指令的(de)執行。

2、核心實體

依托(tuo)通用(yong)支(zhi)撐技(ji)術，實現(xian)模型構建與融合(he)、數(shu)據(ju)集成、仿真(zhen)分(fen)析、系統擴展(zhan)等(deng)功能，是生(sheng)成孿生(sheng)體(ti)并拓(tuo)展(zhan)應(ying)用(yong)的主要載體(ti)。

3、用戶實體

主要以可視(shi)化(hua)技術和(he)虛擬現實技術為主，承擔人機(ji)交互的(de)職能。

4、跨域實體

承擔各實(shi)體層級之間的數據互通和安(an)全保障(zhang)職能。