一、數(shù)字孿生平臺(tái)架構(gòu)包括哪些內(nèi)容

數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)構(gòu)建物理對(duì)象的數(shù)字化鏡像，描述物理對(duì)象在現(xiàn)實(shí)世界中的變化，模擬物理對(duì)象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中行為和影響，以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和綜合優(yōu)化。

為了構(gòu)建數(shù)字化鏡像并實(shí)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(guò)平臺(tái)化的架構(gòu)進(jìn)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(lái)看，一個(gè)完整的數(shù)字孿生平臺(tái)應(yīng)包含以下五個(gè)實(shí)體層級(jí)：

1、物理層

物理層所涉及的物理對(duì)象既包括了物理實(shí)體，也包括了實(shí)體內(nèi)部及互相之間存在的各類(lèi)運(yùn)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(lái)源于物理空間中的固有數(shù)據(jù)，以及由各類(lèi)傳感器實(shí)時(shí)采集到的多模式、多類(lèi)型的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3、模型層

數(shù)字孿生中的模型既包含了對(duì)應(yīng)已知物理對(duì)象的機(jī)理模型，也包含了大量的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。其中，“動(dòng)態(tài)”是模型的關(guān)鍵，動(dòng)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(lèi)模型通過(guò)或獨(dú)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(shuō)是一個(gè)數(shù)字孿生的小型實(shí)例。半自主性是指這些功能模塊可以獨(dú)立設(shè)計(jì)、創(chuàng)新，但在設(shè)計(jì)時(shí)需要遵守共同的設(shè)計(jì)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(kuò)展、排除、替換或修改，又可以通過(guò)再次組合的方式，實(shí)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(guò)功能模塊的搭配組合解決特定應(yīng)用場(chǎng)景中某類(lèi)具體問(wèn)題的解決方案，在歸納總結(jié)后會(huì)沉淀為一套專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系，這便是數(shù)字孿生可對(duì)外提供的應(yīng)用能力，也可稱(chēng)為應(yīng)用模式。因?yàn)槠鋬?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(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整。

二、數(shù)字孿生平臺(tái)架構(gòu)的四大技術(shù)層級(jí)

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

1、數(shù)據(jù)采集與控制實(shí)體

主要涵蓋感知、控制、標(biāo)識(shí)等技術(shù)，承擔(dān)孿生體與物理對(duì)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(shí)體

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

3、用戶(hù)實(shí)體

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

4、跨域?qū)嶓w

承擔(dān)各實(shí)體層級(jí)之間的數(shù)據(jù)互通和安全保障職能。