從數(shù)據(jù)和模型說(shuō)開(kāi)去,數(shù)字孿生兩個(gè)特征:實(shí)時(shí)性和閉環(huán)性

王愛(ài)民
數(shù)字孿生里面的孿生,應(yīng)該是基于物理實(shí)體的某種乃至實(shí)時(shí)狀態(tài)做的數(shù)字虛體的映射,才能符合數(shù)字孿生的第一個(gè)原則,虛實(shí)映射。當(dāng)然了,并不是說(shuō)并非物理實(shí)際當(dāng)前狀態(tài)所建的模型沒(méi)有意義,我們之前做了大量的協(xié)議分析,其實(shí)都是這個(gè)樣子的,也是非常有意義的。

數(shù)字孿生大家已經(jīng)說(shuō)的很多了,各種觀點(diǎn)都有。我倒是也不想提什么觀點(diǎn),只是想對(duì)數(shù)字孿生當(dāng)中的數(shù)據(jù)和模型這兩個(gè)東西。說(shuō)一下自己的思考。

(1)數(shù)據(jù)引出,數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)性特征

數(shù)字孿生當(dāng)然離不開(kāi)數(shù)據(jù),并且要以一種計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和方便處理的方式,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,也就是數(shù)字化。

數(shù)字孿生涉及到物理世界和數(shù)字世界,或者說(shuō)物理實(shí)體和數(shù)字虛體。物理實(shí)體是看得見(jiàn)摸得著甚至也是看不見(jiàn)的,但卻是物理存在的。我們首先要對(duì)物理實(shí)體進(jìn)行表征,要表征什么東西呢?也許是外觀,也許是一些狀態(tài)屬性,也許是一些內(nèi)在的機(jī)理。但是這種表征其實(shí)很多時(shí)候是可以脫離開(kāi)物理實(shí)體進(jìn)行的,或者說(shuō)靜態(tài)的進(jìn)行。但束手難生,肯定不是這個(gè)意思。

數(shù)字孿生里面的孿生,應(yīng)該是基于物理實(shí)體的某種乃至實(shí)時(shí)狀態(tài)做的數(shù)字虛體的映射,才能符合數(shù)字孿生的第一個(gè)原則,虛實(shí)映射。當(dāng)然了,并不是說(shuō)并非物理實(shí)際當(dāng)前狀態(tài)所建的模型沒(méi)有意義,我們之前做了大量的協(xié)議分析,其實(shí)都是這個(gè)樣子的,也是非常有意義的。

那之前難道就沒(méi)有這么做嗎?其實(shí)之前也已經(jīng)做了很多,比如我們經(jīng)常說(shuō)虛擬仿真這個(gè)詞兒,同時(shí)我們還會(huì)再說(shuō)一句話就是我們不能虛而不擬和仿而不真。還有很多人在做半實(shí)物仿真,相當(dāng)于物理和數(shù)字相融合的一種仿真。只是說(shuō)這種虛而不擬,或者仿而不真,更多的是從通用性的真實(shí)狀態(tài)反映物理實(shí)體這個(gè)角度來(lái)說(shuō)的,的但對(duì)物理實(shí)體來(lái)說(shuō)是隨著時(shí)間軸在發(fā)生變化的,對(duì)于數(shù)字孿生來(lái)說(shuō),其實(shí)我認(rèn)為這是他最本質(zhì)是一種含義,實(shí)時(shí)。要不然的話,可能很多人也會(huì)感覺(jué)到這個(gè)數(shù)字孿生,這不就是新瓶裝老酒嗎?其實(shí)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)還真不是,他有自己特意界定的范圍的,就我們實(shí)際的做法來(lái)說(shuō),更多的是在真實(shí)的基礎(chǔ)上追求實(shí)時(shí),因?yàn)檎鎸?shí)其實(shí)我們很久以來(lái)一直是在追求的,否則的話我們創(chuàng)造數(shù)字孿生這個(gè)概念就沒(méi)有意義了。

那為什么之前實(shí)現(xiàn)不了呢?是因?yàn)橹拔覀児I(yè)物聯(lián)的技術(shù)還比較差,現(xiàn)在相當(dāng)于有了很多便利的手段,或者基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),或者有更好的傳感器,我們能夠很方便地來(lái)獲取物理實(shí)體的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)了,從而就為數(shù)字孿生的發(fā)展提供了支持。

(2)模型引出,數(shù)字孿生的閉環(huán)性

有了物理實(shí)體的實(shí)時(shí)狀態(tài),我們可以利用工藝物理或運(yùn)營(yíng)組織等方面的知識(shí)來(lái)建立數(shù)字孿生當(dāng)中的數(shù)字虛體,而對(duì)于數(shù)字虛體來(lái)說(shuō),肯定不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)堆砌。

就如同我們說(shuō)程序等于算法加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)字虛體其實(shí)就是一段程序,只是這個(gè)程序是用于描述和分析物理實(shí)體的內(nèi)在機(jī)理,否則的話,我們只是建立了物理實(shí)體的可視化模型,雖然狀態(tài)也是實(shí)時(shí)變化的,但其實(shí)只是形似而不是神似,只是皮毛而已。因?yàn)楸砻娴臓顟B(tài)其實(shí)只是物理實(shí)體的表象或者表現(xiàn)出的結(jié)果,這個(gè)物理實(shí)體為什么會(huì)表現(xiàn)出這種現(xiàn)象狀態(tài)結(jié)果,是由他的內(nèi)在機(jī)理模型來(lái)驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)換的。我們不能將數(shù)字孿生所提倡的虛實(shí)映射只是停留在表面上的映射這個(gè)層次,更多的那是一種內(nèi)在的映射。

而這種內(nèi)在的映射,其實(shí)就是建立與物理實(shí)體相對(duì)應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理模型,而這種內(nèi)在機(jī)理模型最重要的作用就是根據(jù)所輸入的物理實(shí)體所表現(xiàn)出的狀態(tài)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析推理,也就是說(shuō):決策。

基于決策,我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際運(yùn)行的真正監(jiān)視。如果我們數(shù)字虛體分析推理的結(jié)果與物理實(shí)體表現(xiàn)的結(jié)果保持一致,如果通過(guò)判斷這種表現(xiàn)結(jié)果是正確的,基本上可以認(rèn)為這個(gè)物理實(shí)體的運(yùn)行正常的,如果通過(guò)判斷這種結(jié)果是不應(yīng)該的,那可能物理實(shí)體運(yùn)行出現(xiàn)了異常。當(dāng)然了,這一切都是建立在我們所建立的分析對(duì)比模型,是正確的這個(gè)基礎(chǔ)上的。

基于決策,我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際運(yùn)行的干預(yù)。如果我們所建立的分析推理模型,只能做到對(duì)物理實(shí)體實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視,其實(shí)應(yīng)該是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,是在弱化分析推理模型,以及沒(méi)有充分發(fā)揮出分析這類模型的價(jià)值。當(dāng)通過(guò)分析推理獲知物理實(shí)體的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)不應(yīng)該是這個(gè)樣子的時(shí)候,最好的局面,我們不應(yīng)該將這種不正常的問(wèn)題仍然依靠手工來(lái)解決,而是應(yīng)該通過(guò)分析推理得出修改糾偏的工藝參數(shù)或者優(yōu)化的運(yùn)行參數(shù),并且以控制指令的方式自動(dòng)的下發(fā)到物理實(shí)體進(jìn)行執(zhí)行。當(dāng)然了,如果沒(méi)有解決辦法,那就做最簡(jiǎn)單的一種方式,讓物理實(shí)體停止運(yùn)行,也是可以的。

通過(guò)對(duì)上面數(shù)字孿生當(dāng)中的數(shù)字虛體當(dāng)中的推理決策模型的分析,我們就可以得出數(shù)字孿生的另外一個(gè)關(guān)鍵特征:閉環(huán)控制。從而將數(shù)字孿生從監(jiān)視推向了監(jiān)控,相當(dāng)于通過(guò)數(shù)字孿生當(dāng)中的數(shù)字虛體為物理實(shí)體賦予了一個(gè)大腦,這應(yīng)該才是我們真正需要或追求的數(shù)字孿生。所謂的工業(yè)互聯(lián),其中的”互”這個(gè)字兒,不僅僅是讓物理實(shí)體,比如說(shuō)設(shè)備不再盲聾啞而實(shí)現(xiàn)自下而上的數(shù)據(jù)狀態(tài)輸出,也應(yīng)該體現(xiàn)自上而下的自動(dòng)控制。

這篇文章從數(shù)據(jù)和模型這兩個(gè)方面,對(duì)其在數(shù)字孿生當(dāng)中的一些作用特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并推演出了與數(shù)字孿生所提倡的虛實(shí)映射與以虛控實(shí)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)基本特征:實(shí)時(shí)性、閉環(huán)性。

當(dāng)然了,實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中,根據(jù)各種條件的限制,以及需求,可以有不同的側(cè)重或者技術(shù)特征的體現(xiàn),或者遞進(jìn)的技術(shù)提升路線。具體的一些應(yīng)用場(chǎng)景或者特點(diǎn),后續(xù)有時(shí)間再寫吧。但對(duì)于企業(yè)的應(yīng)用是不是數(shù)字孿生?上面的一些說(shuō)法應(yīng)該可以給大家一些啟示或者參考。

一己之見(jiàn),僅供參考。

THEEND

最新評(píng)論(評(píng)論僅代表用戶觀點(diǎn))

更多
暫無(wú)評(píng)論