一、數(shù)字孿生平臺架構(gòu)包括哪些內(nèi)容

數(shù)字孿生技術(shù)通過構(gòu)建物理對象的數(shù)字化鏡像，描述物理對象在現(xiàn)實世界中的變化，模擬物理對象在現(xiàn)實環(huán)境中行為和影響，以實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、趨勢預(yù)測和綜合優(yōu)化。

為了構(gòu)建數(shù)字化鏡像并實現(xiàn)上述目標(biāo)，需要IOT、建模、仿真等基礎(chǔ)支撐技術(shù)通過平臺化的架構(gòu)進行融合，搭建從物理世界到孿生空間的信息交互閉環(huán)。整體來看，一個完整的數(shù)字孿生平臺應(yīng)包含以下五個實體層級：

1、物理層

物理層所涉及的物理對象既包括了物理實體，也包括了實體內(nèi)部及互相之間存在的各類運行邏輯、生產(chǎn)流程等已存在的邏輯規(guī)則。

2、數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)來源于物理空間中的固有數(shù)據(jù)，以及由各類傳感器實時采集到的多模式、多類型的運行數(shù)據(jù)。

3、模型層

數(shù)字孿生中的模型既包含了對應(yīng)已知物理對象的機理模型，也包含了大量的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型。其中，“動態(tài)”是模型的關(guān)鍵，動態(tài)意味著這些模型需要具備自我學(xué)習(xí)、自主調(diào)整的能力。

4、功能層

功能層的核心要素“功能模塊”則是指由各類模型通過或獨立或相互聯(lián)系作用的方式形成的半自主性的子系統(tǒng)，或者說是一個數(shù)字孿生的小型實例。半自主性是指這些功能模塊可以獨立設(shè)計、創(chuàng)新，但在設(shè)計時需要遵守共同的設(shè)計規(guī)則，使其互相之間保持一定的統(tǒng)一性。這種特征使得數(shù)字孿生的模塊可以靈活的擴展、排除、替換或修改，又可以通過再次組合的方式，實現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)用、構(gòu)成成熟完整的數(shù)字孿生體系。

5、能力層

最終，通過功能模塊的搭配組合解決特定應(yīng)用場景中某類具體問題的解決方案，在歸納總結(jié)后會沉淀為一套專業(yè)知識體系，這便是數(shù)字孿生可對外提供的應(yīng)用能力，也可稱為應(yīng)用模式。因為其內(nèi)部的模型和模塊具有的半自主特性，使得形成的模式可以在一定程度上實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整。

二、數(shù)字孿生平臺架構(gòu)的四大技術(shù)層級

數(shù)字孿生平臺的架構(gòu)一般有四個技術(shù)層級，分別是：

1、數(shù)據(jù)采集與控制實體

主要涵蓋感知、控制、標(biāo)識等技術(shù)，承擔(dān)孿生體與物理對象間上行感知數(shù)據(jù)的采集和下行控制指令的執(zhí)行。

2、核心實體

依托通用支撐技術(shù)，實現(xiàn)模型構(gòu)建與融合、數(shù)據(jù)集成、仿真分析、系統(tǒng)擴展等功能，是生成孿生體并拓展應(yīng)用的主要載體。

3、用戶實體

主要以可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為主，承擔(dān)人機交互的職能。

4、跨域?qū)嶓w

承擔(dān)各實體層級之間的數(shù)據(jù)互通和安全保障職能。