白皮书VANTIQ数字孪生架构.PDF

VANTIQ 白皮书 白皮书：VANTIQ 数字孪生架构 作者：保罗·巴特沃思（Paul Butterworth ） 2017 年 11 月 VANTIQ 白皮书：VANTIQ 数字孪生架构 1 Table of Contents 简介 3 数字孪生 3 定义 3 示例4 逻辑结构5 模拟6 可视化7 大数据分析7 VANTIQ 数字孪生架构 7 概述 7 类型7 关系8 松耦合关系8 零件 9 数据收集9 数据扩充9 建模9 驱动9 分析10 态势感知10 状态管理10 强化数字孪生 10 协同10 分布11 模拟11 可视化 11 系统集成 11 VANTIQ 支持数字孪生 11 VANTIQ 白皮书：VANTIQ 数字孪生架构 2 简介 数字孪生 （也称：数字双胞胎）在商业数字化工作中是一个关键赋能的概念。一套数字孪生是一项资 产所对应的数字表现。这项资产可能是传感器或车辆这样的实物资产，也可能是业务流程或服务这样的逻 辑资产。数字孪生可以作为资产的数字化代替物，使其便于集成到数字控制系统和业务分析系统中。 本文件介绍了VANTIQ 数字孪生架构，即一种在VANTIQ 平台快速构建高保真数字孪生的模式。 数字孪生 定义 数字孪生指的是数字领域中存在的一种资产模型。这项资产可能是传感器或车辆这样的实物资产，也 可能是业务流程或服务这样的逻辑资产。在资产仪表化的驱动下，数字孪生表现为对该资产高保真度的数 字模拟。这项能力被用于生产该资产的历史和当前行为的数字描述，由此产生的数字描述将被用于： • 检测非最优资产行为 • 预测资产的未来行为 数字孪生能以不同的抽象和复杂程度代表多种不同的资产。例如，单个温度传感器可以有一个反映传 感器当前温度读数的数字孪生，而一辆车辆可以有一个数字孪生，通过速度、位置、航向、功率消耗和发 动机温度来反映车辆当前的行为。温度传感器的数字孪生能将发动机温度提供给车辆的数字孪生，这表明 通过代表其组成部分或所处运行环境的数字孪生来构建复杂数字孪生。 数字孪生被广泛应用于： • 将当前传感器读数运用于数字孪生并观察其行为，从而观察资产的当前行为和状态。 • 将历史传感器输入数字孪生并观察其行为，从而观察资产的历史行为和状态。 • 通过适当地可视化，显示带有现状和其他相关信息的资产的虚拟版本。 • 分析数字孪生的行为从而寻求机会来优化资产的行为。这可能包括对数字孪生当前行为的实 时分析或对其历史行为的离线分析。 • 在综合激励下模拟资产行为。模拟可以用于寻找资产的最优操作配置，研究其失效模式或评 估极端操作条件下的资产行为。 • 首先应用于数字孪生的优化方案也可能应用于资产方面。 • 通过对数字孪生的模拟来预测资产的未来状态。 • 通过对数字孪生的实时分析来优化资产行为，然后通过其驱动器修改资产行为。 VANTIQ 白皮书：VANTIQ 数字孪生架构 3 现实域