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Azure 数字孪生是什么？

news 来源：原创 2025/5/26 0:14:37

“Azure 数字孪生”是一项平台即服务 (PaaS) 产品/服务，它能够创建基于整个环境的数字模型的孪生图，这些图可能是建筑物、工厂、农场、能源网络、铁路、体育场馆，甚至整个城市。这些数字模型可用于获取洞察力，以推动产品改进、运营优化、成本降低和客户体验突破。

Azure 数字孪生可用于设计数字孪生体系结构，该体系结构在更广泛的云解决方案中代表实际 IoT 设备，并连接到 IoT 中心设备孪生以发送和接收实时数据。

备注

IoT 中心设备孪生不同于 Azure 数字孪生的数字孪生。虽然 IoT 中心设备孪生由你连接到的每个 IoT 设备的 IoT 中心维护，但 Azure 数字孪生中的数字孪生可以表示任何由数字模型定义并在 Azure 数字孪生中实例化的内容。

利用基于 Azure 数字孪生的领域专业知识来构建自定义的连接解决方案，这些解决方案：

为任何环境建模，并以可缩放且安全的方式将数字孪生引入生活
连接 IoT 设备和现有业务系统等资产，使用可靠的事件系统生成动态业务逻辑和数据处理
查询实时执行环境以从孪生图中提取实时见解
生成连接的环境 3D 可视化效果，以在上下文中显示业务逻辑和孪生数据
查询历史记录化环境数据并与其他 Azure 数据、分析和 AI 服务集成，以更好地跟踪过去并预测未来

定义业务流程

在 Azure 数字孪生中，可以使用称为模型的自定义孪生类型来定义表示物理环境中的人物、位置和事物的数字实体。

可以将这些模型定义视为描述业务的专门词汇。例如，对于建筑管理解决方案，可以定义一个模型，用于定义“建筑”类型、“楼层”类型和“电梯”类型。模型以类似于 JSON 的语言定义，这种语言称为数字孪生定义语言 (DTDL)。在 Azure 数字孪生中，DTDL 模型根据实体的状态属性、组件和关系来描述实体的类型。你可以从头开始设计自己的模型集，或者，在刚开始使用时可以先利用一组预先存在的基于行业通用词汇的 DTDL 行业本体。

可以在 Azure Digital Twins Explorer 中查看 Azure 数字孪生图，该工具提供了一个界面，可帮助你生成图形并与图形交互：

将 IoT 和业务系统数据置于上下文中

Azure 数字孪生中的数字模型是真实世界的实时最新表示。

若要使数字孪生属性在环境中保持最新状态，可以使用 IoT 中心将解决方案连接到 IoT 和 IoT Edge 设备。这些中心受管理设备表示为孪生图的一部分，并提供用于驱动模型的数据。为此，可以创建一个新的 IoT 中心与 Azure 数字孪生结合使用，也可以连接现有 IoT 中心及其已经管理的设备。

还可以使用 REST API 或连接到其他 Azure 服务（如逻辑应用）的连接器从其他数据源驱动 Azure 数字孪生。这些方法可以帮助你从业务系统输入数据并将其合并到孪生图中。

Azure 数字孪生提供丰富的事件系统使图形保持最新状态，包括可自定义为匹配业务逻辑的数据处理功能。可以连接外部计算资源（例如 Azure Functions），以灵活的自定义方式来驱动此数据处理。

查询环境见解

Azure 数字孪生提供了强大的查询 API 来帮助你从实时执行环境中提取见解。 API 让你可以使用广泛的搜索条件进行查询，包括属性值、关系、关系属性、模型信息等。还可以组合查询，以收集有关你环境的广泛见解，并回答对你很重要的自定义问题。有关用于创建这些查询的语言的更多详细信息，请参阅查询语言。

可视化 3D 场景工作室中的环境（预览版）

Azure 数字孪生 3D 场景工作室（预览版）是一种沉浸式视觉 3D 环境，最终用户可以在其中通过 3D 资产的视觉上下文监控、诊断和调查可操作的数字孪生数据。借助数字孪生图和特选的 3D 模型，主题专家可以利用工作室的低代码生成器将 3D 元素映射到 Azure 数字孪生图中的数字孪生，并定义 UI 交互性和业务逻辑来为业务环境提供 3D 可视化效果。然后可以在托管的 3D 场景工作室中或者在利用可嵌入 3D 查看器组件的自定义应用程序中使用 3D 场景。

下面是 3D 场景工作室中的场景示例，其中显示了如何使用 3D 元素可视化数字孪生属性：

可以将 Azure 数字孪生模型中的数据路由到下游 Azure 服务，以实现更多分析或存储。

要将数字孪生体数据发送到 Azure 数据资源管理器，可以利用 Azure 数字孪生体的数据历史记录功能，它会将 Azure 数字孪生体实例连接到 Azure 数据资源管理器群集，以便自动将图形更新作为历史记录发送到 Azure 数据资源管理器。然后，你可以使用 Azure 数据资源管理器的 Azure 数字孪生查询插件在 Azure 数据资源管理器中查询此数据。

若要将数字孪生体数据发送到其他 Azure 服务或最终发送到 Azure 外部，则可以创建事件路由，这些路由利用事件中心、事件网格和服务总线通过自定义流发送数据。

下面是你可以通过 Azure 数字孪生中的事件路由执行的一些操作：

将 Azure 数字孪生数据存储在 Azure Data Lake 中
使用 Azure Synapse Analytics 或其他 Microsoft 数据分析工具分析 Azure 数字孪生数据
将较大的工作流与逻辑应用集成
将数据发送到自定义应用程序以执行灵活的自定义操作

灵活的数据出口是 Azure 数字孪生可以连接到较大解决方案并支持自定义需求以继续利用这些见解的另一种方式。

示例解决方案体系结构

Azure 数字孪生通常与其他 Azure 服务结合使用，作为较大 IoT 解决方案的一部分。

使用 Azure 数字孪生的完整解决方案的示例体系结构可能包含以下组件：

Azure 数字孪生服务实例。这会将孪生模型和孪生图及其状态一起存储，并协调事件处理。
一个或多个客户端应用程序，通过配置模型、创建拓扑并从孪生图中提取见解来驱动 Azure 数字孪生实例。
一种或多种外部计算资源，用于处理由 Azure 数字孪生或连接的数据源（例如设备）生成的事件。提供计算资源的一种常见方法是通过 Azure Functions。
IoT 中心，提供设备管理和 IoT 数据流功能。
下游服务，用于提供工作流集成（例如逻辑应用）、冷存储（例如 Azure Data Lake）或分析（例如 Azure 数据资源管理器）等等。

下图显示了 Azure 数字孪生可能位于更大的示例 Azure IoT 解决方案上下文中的位置。

资源

本节重点介绍一些在使用 Azure 数字孪生时可能有用的资源。你可以在此文档集的“资源”部分中查看其他资源（可通过左侧的导航链接访问）。

服务限制

可以在 Azure 数字孪生服务限制文章中了解 Azure 数字孪生的服务限制。在使用服务来了解服务的功能和速率限制，以及在必要时可以调整哪些限制时，此资源非常有用。

术语

可以在 Azure IoT 词汇表中查看 Azure IoT 服务（包括 Azure 数字孪生）的常见 IoT 术语及其用法列表。参考此资源可帮助你获取 Azure 数字孪生的入门知识和生成 IoT 解决方案。