工业元宇宙的体系架构初探

搭建元宇宙最基础的工作是完成三维数据的采集，也就是完成物理世界向虚拟世界映射的过程，可能会涉及到标准BIM或者CAD模型的转换，或者航测和倾斜影像采集，甚至激光雷达扫描等手段构建三维模型。这些模型通过导入接口接入到数字孪生平台，形成静态数字孪生体，再通过接入工厂应用所产生的实时数据赋予数字孪生体动作和状态，构建以数字孪生体为核心的数据资产管理，形成动态的虚拟世界。感知层：感知层主要包括物理实体中搭载先进物联网技术的各类新型基础设施。数据层：数据层主要包括保证运算准确性的高精度的数据采集、保证交互实时性的高速率数据传输、保证存取可靠性的全生命周期数据管理。运算层：运算层是数字孪生体的核心，其充分借助各项先进关键技术实现对下层数据的利用，以及对上层功能的支撑。功能层：功能层是数字孪生体的直接价值体现，实现系统认知、系统诊断、状态预测、辅助决策功能。系统认知一方面是指数字孪生体能够真实描述及呈现物理实体的状态，另一方面指数字孪生体在感知及运算之上还具备自主分析决策能力，后者属于更高层级的功能，是智能化系统发展的目标与趋势；系统诊断是指数字孪生体实时监测系统，能够判断即将发生的不稳定状态，即“先觉”；状态预测只是数字孪生体能够根据系统运行数据，对物理实体未来的状态进行预测，即“先知”；辅助决策是指能够根据数字孪生体所呈现、诊断及预测的结果对系统运行过程中各项决策提供参考。应用层：应用层是面向各类场景的数字孪生体的最终价值体现，具体表现为不同行业的各种产品，能够明显推动各行各业的数字化转型，目前数字孪生已经应用到了智慧城市、智慧工业、智慧医疗、车联网等多种领域，尤以数字孪生城市、数字孪生制造发展最为成熟