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(xiang)的數(shu)字(zi)化鏡(jing)像，描(miao)述物(wu)理對象(xiang)在現實(shi)(shi)世界中的變化，模(mo)擬物(wu)理對象(xiang)在現實(shi)(shi)環境中行為和(he)影響(xiang)，以(yi)實(shi)(shi)現狀態監測(ce)(ce)、故(gu)障診斷、趨勢預測(ce)(ce)和(he)綜合優化。

為了構建數字化(hua)鏡像并實現上(shang)述目標，需要IOT、建模(mo)、仿真等基礎支撐技(ji)術通過(guo)平臺化(hua)的(de)架構進行融(rong)合，搭建從(cong)物(wu)理世界到孿生(sheng)(sheng)空(kong)間的(de)信息交互閉環。整體(ti)來看(kan)，一個完整的(de)數字孿生(sheng)(sheng)平臺應包(bao)含以(yi)下五(wu)個實體(ti)層級：

1、物理層

物(wu)(wu)理層(ceng)所(suo)涉及的(de)物(wu)(wu)理對象(xiang)既包括了物(wu)(wu)理實(shi)體(ti)，也包括了實(shi)體(ti)內部及互相之間存在的(de)各(ge)類運行邏輯、生(sheng)產流程等已存在的(de)邏輯規(gui)則。

2、數據層

數(shu)據(ju)層的(de)(de)數(shu)據(ju)來源于物(wu)理空間中(zhong)的(de)(de)固有數(shu)據(ju)，以及由各類傳感(gan)器實時采集到的(de)(de)多模式、多類型的(de)(de)運行數(shu)據(ju)。

3、模型層

數字孿生中的(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)既包含(han)(han)了對應(ying)已知物理對象(xiang)的(de)(de)機理模(mo)(mo)型(xing)，也包含(han)(han)了大(da)量的(de)(de)數據(ju)驅動模(mo)(mo)型(xing)。其中，“動態”是模(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)關鍵，動態意味(wei)著這(zhe)些模(mo)(mo)型(xing)需(xu)要(yao)具(ju)備自我(wo)學習(xi)、自主調整的(de)(de)能力。

4、功能層

功能(neng)層的(de)(de)(de)核心(xin)要(yao)素“功能(neng)模(mo)(mo)塊”則是指由各類(lei)模(mo)(mo)型通過(guo)或(huo)(huo)獨立或(huo)(huo)相(xiang)互(hu)聯(lian)系作用(yong)的(de)(de)(de)方(fang)式形成的(de)(de)(de)半自(zi)主(zhu)性的(de)(de)(de)子系統，或(huo)(huo)者說是一個數字孿生的(de)(de)(de)小(xiao)型實例。半自(zi)主(zhu)性是指這(zhe)些功能(neng)模(mo)(mo)塊可(ke)(ke)以獨立設(she)計(ji)、創(chuang)新，但在設(she)計(ji)時需要(yao)遵(zun)守共同的(de)(de)(de)設(she)計(ji)規(gui)則，使其互(hu)相(xiang)之間保持一定的(de)(de)(de)統一性。這(zhe)種特(te)征使得數字孿生的(de)(de)(de)模(mo)(mo)塊可(ke)(ke)以靈活(huo)的(de)(de)(de)擴展、排(pai)除、替換或(huo)(huo)修改，又(you)可(ke)(ke)以通過(guo)再次組合的(de)(de)(de)方(fang)式，實現復(fu)雜應(ying)用(yong)、構成成熟(shu)完整的(de)(de)(de)數字孿生體系。

5、能力層

最終，通(tong)過功能模塊的搭配組合解(jie)決(jue)特定應(ying)(ying)用場景中某(mou)類(lei)具體(ti)問題(ti)的解(jie)決(jue)方案，在(zai)歸納總結(jie)后會沉淀(dian)為(wei)一套(tao)專業(ye)知(zhi)識體(ti)系，這便是(shi)數字孿生(sheng)可(ke)對外提供的應(ying)(ying)用能力，也可(ke)稱(cheng)為(wei)應(ying)(ying)用模式。因(yin)為(wei)其內部的模型和模塊具有(you)的半自(zi)主特性，使得形成(cheng)的模式可(ke)以在(zai)一定程(cheng)度上實(shi)現自(zi)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有四個(ge)技術層級，分(fen)別是：

1、數據采集與控制實體

主要涵(han)蓋感知、控制、標識(shi)等技術，承擔(dan)孿生體(ti)與物理對象間上(shang)行(xing)感知數據的(de)采集和下(xia)行(xing)控制指令的(de)執行(xing)。

2、核心實體

依托通用(yong)支撐技(ji)術，實現模型構建與融合、數據(ju)集(ji)成、仿真分(fen)析、系(xi)統擴展等功能，是生成孿生體(ti)并(bing)拓展應用(yong)的主要載體(ti)。

3、用戶實體

主(zhu)要以可視(shi)化技術和虛(xu)擬現實技術為主(zhu)，承(cheng)擔人機(ji)交互的職能。

4、跨域實體

承擔各實體層級之(zhi)間(jian)的數據互通和安全保障職能(neng)。