小編說：歡迎來到微軟“進博會”特輯！2021年中國國際進口博覽會即將開始。今年以來，元宇宙（Metaverse）火遍全球，而 “Metaverse” 一詞源於1992年出版的科幻小說《雪崩》（Snow Crash），它描述了一個網路化的虛擬現實世界。在這個虛擬現實中，人們以自己設計的形象出現，像玩遊戲一樣從事真實世界中存在或者不存在的活動，並可以與現實世界互動。
回頭來看，“元宇宙”這樣一個科幻概念的突然火熱，既和虛擬現實技術的發展、數字空間越發真實化、數字空間和現實空間日益融合有關，但背後也反映了這樣一個全新的發展方向，那就是物聯網與產業數字化的結合已成不可逆的趨勢，特別是藉助數字孿生（Digital Twins）這樣的新技術，企業可通過視覺化手段解決數字化轉型中存在的應用架構複雜、管理工具分散、認知效率低、缺乏全景分析和掌控能力等問題，由此加速數字化轉型的步伐。
也正因此，Gartner 此前就曾連續三年（2017—2019年）將數字孿生列為十大新興技術之一，而根據 IDC 的報告顯示，到2020年底，65%的製造企業將利用數字孿生運營產品和/或資產，25%的企業希望藉助數字孿生降低質量缺陷成本和服務交付成本，可見數字孿生在企業數字化轉型中擁有著巨大的應用前景和空間。
在此過程中，作為物聯網和數字孿生領域的探索者和推動者，通過多年的技術沉澱和實踐驗證，微軟也打造出了一套端到端就緒的 Azure 數字孿生（Azure Digital Twins）服務，今天越來越多的企業都可利用基於 Azure 數字孿生的領域專業知識來構建自定義的連線解決方案，從而更好地推動產品改進、運營優化、實現成本降低和客戶體驗的突破。
那麼，什麼是微軟的 Azure 數字孿生服務？作為目前市場領先的端到端就緒的數字孿生 PaaS 服務，Azure 數字孿生服務有何獨特的優勢？更為關鍵的是，在 Azure 數字孿生的“加持”之下，企業又能夠構建出哪些新技術，新能力和新服務呢？
撬動企業數字化轉型的新支點
當前，數字孿生在學術界和企業界有多種不同的定義和理解，但從根本上講，數字孿生是以數字化的形式對某一物理實體過去和目前的行為或流程進行動態呈現和反饋，它的真正作用在於能夠在物理世界和數字世界之間全面建立準實時的關係，而這也是它最大的價值所在。
與此同時，過去一段時間以來，隨著“新基建”的提速，在建築行業和智慧城市的數字化轉型中，往往也通過藉助 BIM （建築資訊模型）或 CIM （城市資訊模型）技術來實現資訊的視覺化，這些技術也具有全域全時、精準對映、虛實互動、模擬模擬等能力，同樣也成為了“新基建”下建築地產、智慧城市等領域必備的新型基礎設施。
雖然藉助 BIM 或 CIM 等技術，的確可以把建築、樓宇、城市等領域的物理世界“視覺化”出來，再加上三維模型的應用，這讓很多人誤以為基於三維模型的虛擬視覺化就是數字孿生，但微軟認為，“視覺化”僅僅只是數字孿生的一個應用場景而已，數字孿生本質上要解決的，是要在數字世界中反映出現實世界中的物理物件、物理物件之間的互動，以及由這些物件參與驅動的業務流程，並結合各種實時資料，構建真正的數字孿生應用來解決企業的實際問題。因此如何藉助物聯網技術去獲取來自物理世界的資料，如何藉助資料建立物理環境的數字孿生模型，實現企業運營、產品研發設計和生產工藝流程等領域的效率改善和優化，讓企業真正通過新技術得到實實在在的業務價值，才是數字孿生最重要的方向和目的。
確實如此，今天數字孿生之所以“炙手可熱”，成為整個市場，尤其是工業網際網路和企業智慧製造等領域優化整個製造價值鏈和創新新產品的關鍵工具，歸根結底在於數字孿生可以真正幫助物理資產實現從“隱”到“顯”的重要切入點，讓企業有機會看清物理資產現在正在發生或未來可能發生的具體情況，從而實現對其有效的監測、預測分析和優化。
例如，在產品研發方面，工程師可以從數字孿生中獲益，因為它有助於在釋出前測試即將推出的產品的可行性；在設計定製方面，數字孿生也能幫助企業設計多種型別的產品，併為其客戶提供個性化的產品和服務；而在車間效能改進方面， 數字孿生同樣有助於監控和分析成品，幫助工程師發現批次中的缺陷和低效能產品；此外，在預測性維護方面，數字孿生更是可以幫助製造商預測機器的潛在停機時間，通過最大限度地減少非增值維護活動時間來提高整體的生產效率。
從這個角度來說，微軟所推出的數字孿生服務，不僅僅只具有單一的數字孿生技術服務能力，而是一個能夠與各種數字化平臺技術整合，構建跨行業、且端到端就緒的數字孿生解決方案的開放平臺服務；同時，它不單單適用於智慧製造、智慧樓宇等行業，它的開放數字孿生服務能力可以“複用”到醫療、農業、教育、能源等行業，由此賦能並加速各行各業的企業數字化轉型。
不難發現，數字孿生技術能夠解決困擾人們已久的數字世界和物理世界連線互動的問題，它充分利用資料、模型、智慧並整合多學科的技術，不僅能夠在數字世界中模擬出小到一顆螺絲、大到一座城市，甚至精密複雜的各種裝置，因此不僅具有強大的落地應用價值，更是撬動企業數字化轉型的新支點。
三個維度讀懂 Azure 數字孿生
也正是洞察到這種新的變化，作為物聯網和數字孿生領域的探索者和推動者，微軟也“與時俱進”推出了 Azure 數字孿生服務，它不僅是微軟在雲端計算、物聯網、資料建模、人工智慧、混合現實等技術創新領域的“集大成者”，更是微軟在數字孿生領域經過長時間技術沉澱和實踐驗證的端到端就緒的 PaaS 服務平臺，具體來看：
首先，在 Azure 數字孿生服務的輸入環節中（INPUT），使用者可藉助微軟在物聯網領域的強大技術實力，實現物理環境中的人、機、物的互聯，包括通過使用微軟 Azure 以合規性、安全性和隱私優勢構建企業級物聯網連線解決方案，並通過與 Azure IoT Hub 整合，以高水平的安全性和可伸縮性監控、管理和更新物聯網裝置，這樣使用者就可以安全可靠地連線數百萬臺裝置及其後端解決方案，且目前幾乎任何的裝置都可以連線到 Azure IoT Hub；此外，通過 Workflow integration 及 REST APIs 等方式，使用者也可完成工作流整合和業務系統/服務的整合，向 Azure 數字孿生服務提供用於數字孿生應用所需要實時和建模資料。
其次，在 Azure 數字孿生服務的實時執行環境中（LIVE EXECUTION ENVIRONMENT），使用者可通過微軟提供的開放數字孿生建模語言（Digital Twins Definition Language），定義和建立任何領域的反映其現實環境的數字孿生自定義域模型，並根據模型的定義在數字孿生服務中建立模型的實體，構建出反映現實世界的數字孿生圖譜。同時利用Azure數字孿生資源管理器（Azure Digital Twins Explorer），可以直觀地視覺化 Azure 數字孿生圖譜（Azure Digital Twins Graph），這樣就可以以更加直接和直觀的方式，通過圖形化的形式完成和使用者（主要是開發者）的互動。
其中，Azure 數字孿生服務中提供的開放的數字孿生建模語言，是採用 JSON-LD 語言進行模型定義的，簡稱 DTDL。它可根據屬性、遙測、命令、元件和關係等來描述數字孿生模型。在此基礎上，藉助其實時執行環境所提供的 REST API 和類 SQL 的查詢引擎，可方便地根據所建立的數字孿生模型構建數字孿生實體進而建立完全反映現實環境的數字孿生圖譜。同時 Azure 數字孿生提供了豐富的事件系統，能夠使數字孿生圖譜實體跟上資料處理和業務邏輯的變化，使用者也可以利用其事件輸出埠連線外部分析計算資源（如 Azure Functions），以靈活的自定義方式來驅動資料的分析處理。除此之外，使用者也能夠使用 Azure 數字孿生的提供的強大 API 查詢功能，從實時執行環境中提取“見解”，包括屬性值、關係、關係屬性、模型資訊等，進而實時展現出數字孿生的應用價值。
最後，在 Azure 數字孿生服務的輸出環節（OUTPUT），使用者也可以通過使用Azure提供的創新技術，從而獲得更加全面、多維度的產品資料，讓企業實現更大的洞察力和分析能力，由此指導企業去做相應的業務決策。
具體包括使用者可將 Azure 數字孿生連線到時序見解 (TSI)，以跟蹤每個孿生的時序歷史記錄，也能將時序見解中的時序模型與 Azure 數字孿生中的源保持一致；同時，使用者也可以在 Azure Data Lake 中儲存 Azure 數字孿生資料；此外，使用者也能通過使用 Azure Synapse Analytics 或其他微軟提供的資料分析工具分析 Azure 數字孿生資料，並能夠將較大的工作流與邏輯應用整合，最終讓數字孿生服務發揮出更大的作用與價值。
換句話說，通過微軟所提供的端到端就緒的 Azure 數字孿生服務平臺，企業就能實現工廠中的生產過程控制以及優化，樓宇地產中的能源管理和優化等各種應用場景的數字孿生應用解決方案，此外微軟還將 Azure 數字孿生服務同各種不同的體驗終端和應用連線起來，如 Web 應用、移動 APP、MR、Office365等，以實現各種不同的使用者體驗，這樣就提供了一整套全面的基於數字孿生的解決方案。
值得一提的是，和市場上其他的解決方案相比，Azure 數字孿生還有著三個方面的獨特優勢：一是，它不僅是業界首個端到端就緒的數字孿生服務，更是業界率先實現落地的數字孿生服務；二是，Azure 數字孿生同時也是一個 PaaS 平臺型服務，“PaaS 化”的最大價值在於，使用者可以“拿來即用”，這樣就有更多的時間專注於業務的創新上，且通過“PaaS 化”的交付方式，使用者在提升效率的同時也能實現整體 TCO 成本的降低；三是，Azure 數字孿生既能賦能開發者，為開發者提供建模語言和數字孿生圖譜等服務，更能賦能最終的使用者，讓使用者能夠“所建即所得”，最大化的發揮出數字孿生所帶來的全新價值。
由此可見，通過全面解讀 Azure 數字孿生提供的技術能力，Azure 數字孿生是真正地端到端就緒的數字孿生 PaaS 服務，它基於微軟成熟可靠的雲技術產品、沉澱了微軟多年來在雲端計算、物聯網、人工智慧、數字孿生等領域的經驗和實踐，同時它還從企業實際的需求本源出發，讓新技術和新服務更靠近使用者，是“名副其實”的基於使用者使用視角的數字孿生服務平臺，不僅為企業廣泛應用數字孿生，並基於數字孿生實現更多的數字化業務創新，更提供了全新的選擇和全新的體驗。
讓數字孿生體驗“更上一層樓”
那麼，為何說 Azure 數字孿生既是一種新技術和新服務，更能帶來全新的體驗呢？背後的核心在於微軟 HoloLens 混合現實技術，可以和數字孿生服務一起，提供一種更加直觀的資料疊加和立體視覺效果，能夠在操作培訓、遠端協同與支援、維修巡檢等不同的應用場景中，讓企業的業務人員也能通過“視覺化”的標準前端產品，快速理解並融入到數字孿生體中進行實操工作，最終達到業務優化、效率提升等目標。
事實上，在微軟所提供的端到端就緒的 Azure 數字孿生服務中，基於 HoloLens 所提供的數字孿生混合現實服務正如“皇冠上的明珠”，無論是展現的形式，以及在實際應用場景中能夠發揮的作用不但是非常“炫酷”，同時也能帶來前所未有的新體驗。
而更為重要的是，圍繞 Azure 數字孿生混合現實服務的落地，微軟 Azure 智慧雲平臺也提供了大量的支援，包括前端混合現實的接入支援，也包括物理世界中的數字訊號採集或者裝置的管理，同時在後端的資料服務上，微軟也可以根據不同的資料型別，提供不同的儲存服務，以及利用數倉做一些資料分析服務，最後形成一個非常好的使用者端的使用體驗，因此微軟 Azure 智慧雲平臺和 Hololens 這個端的互動和支援的服務不僅是非常領先的，也是業界中走在靠前的。
總的來看，在數字孿生領域，微軟不僅提供就緒的 Azure 數字孿生 PaaS 服務平臺，更通過獨有的“雲+端”的互動新體驗，幫助每一個行業，每一家企業整合和簡化所需要的一切，真正為企業藉助數字孿生服務實現業務的創新，並加速數字化轉型構築了堅實的創新基石，而這也正是微軟在數字孿生領域始終領先於時代，更創造時代的真實寫照。
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