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数字孪生与物联网(IoT)底层伴生技术的强联系

发表于 2021-3-11 10:14
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摘要: 1. 数字孪生基于物联网传输实时数据2. 数字孪生借助物联网实现未来预测3. 基础技术与底层伴生的共存关系数字孪生如同一个“执行者”,从设计、模型和数据入手,感知并优化物理实体,同时推动传感器、设计软件、物联 ...
  1. 1. 数字孪生基于物联网传输实时数据
  2. 2. 数字孪生借助物联网实现未来预测
  3. 3. 基础技术与底层伴生的共存关系
数字孪生如同一个“执行者”,从设计、模型和数据入手,感知并优化物理实体,同时推动传感器、设计软件、物联网、新技术的更新迭代。
从这里我们也能看到,数字孪生与很多新兴技术的关联性是很强的,比如物联网(IoT)、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)等等。

数字孪生基于物联网传输实时数据

今天来讲讲数字孪生与物联网技术之间的关系。若要实现数字孪生,必须借助传感器运行、更新的实时数据来反馈到数字系统,进而实现在虚拟空间的仿真过程。也就是说,物联网(IoT)的各种感知技术是实现数字孪生的必然条件。

数字孪生与物联网(IoT)底层伴生技术的强联系

只要现实中的物体联了网,能实时传输数据,才能对应的实现数字孪生。
它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。
在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输。数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议,因此,平台数据统一,方便数据传输和安全应用。优锘ThingJS是一个在线可视化开发平台(https://www.thingjs.com/guide/?m=sample),从3D场景搭建开始积累建模的数据,继而开发场景互动脚本并对接数据源接口,不断采集实时数据,让项目场景“活”起来。平台亮点就在于,这个项目开发的过程中,数据本身是同步的,只要使用一个平台账号,就能够从头到尾集中在一个项目上进行开发!

数字孪生借助物联网实现未来预测

数字孪生可以借助物联网和大数据技术,达到指标测量甚至精准预测未来的目的。

(1)指标测量

通过采集有限的物理传感器指标的直接数据,并借助大样本库,通过机器学习推测出一些原本无法直接测量的指标。例如,可以利用一系列历史指标数据,通过机器学习来构建不同的故障特征模型,间接推测出物理实体运行的健康指标。
以优锘ThingJS为例,先利用CampusBuilder构建一个3D场景模型,通过Ajax或者Json数据连接到传感器数据,从而模拟智慧园区的运行。除此之外,任何的物联网设备可以添加互动脚本,即使是离线运行的环境,也可以利用已有数据进行仿真模拟。

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(2)精准预测

现有的产品全生命周期管理很少能够实现精准预测,因此往往无法对隐藏在表象下的问题进行预判。而数字孪生可以结合物联网的数据采集、大数据的处理和人工智能的建模分析,实现对当前状态的评估、对过去发生问题的诊断,并给予分析的结果,模拟各种可能性,以及实现对未来趋势的预测,进而实现更全面的决策支持。
数字孪生技术应用的一个活脱脱的例子就是使用3D建模来为物理对象创建数字模型,并镜像呈现物理世界的位置、特征、属性、互动等最新拷贝版本。
NASA(美国宇航局)首次提出数字孪生模型,正是对于未来紧急状况判断、分析、解答并排除障碍点的需求。试想一下,我们不太可能在地球环境预想到所有在太空遇到的情况,如果在太空发生事故,解决问题的环境也会比地球严峻得多。所以,美国宇航局的阿波罗计划“其中至少建造了两个相同的空间飞行器,以反映航天器在执行执行任务期间的状况”,也就是模拟仿真紧急情况,获得更全面的解决方案。

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基础技术与物联网底层伴生共存

可以说,数字孪生在未来的技术矩阵里将处于一个非常基础的位置。而在新技术的价值闭环上,数字孪生也承担着关键的一环,而物联网技术一直是底层伴生关系,相辅相成。其中,业务应用很方便的与物联网系统进行交互,共同创建智能系统。

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