一般性问题
问:什么是数字孪生?
数字孪生是单个真实系统的生动数字表示,通过动态更新数据来模拟真实系统的真实结构、状态和行为,以推动实现业务成果。
问:为什么要使用数字孪生?
数字孪生会加速对系统和流程的理解来改进运营决策,并推进更有效的行动,从而超越现有的建模方法来改善业务成果。数字孪生可应用于横跨系统或资产整个生命周期的各种使用案例,例如建筑、工厂、工业设备和生产线。对于工业运营,数字孪生将物联网(IoT)数据与来自企业摄像头和数据库的数据连接和组合,并在 3D 可视化中呈现相应数据以便于理解,从而用于优化工厂运营、增加产量和提高设备性能。
问:什么是 Amazon IoT TwinMaker?
Amazon IoT TwinMaker 作为一项服务,可以更快、更轻松地创建真实系统的数字孪生,并将其应用于改进运营领域。创建数字孪生是一个复杂的过程,需要横跨运营技术(OT)系统、图形数据库、IoT 技术、用户界面和 3D Web 开发等领域的开发人员专业知识。要构建数字孪生,您必须手动连接不同来源的各种数据(例如,来自设备的时间序列传感器数据、来自摄像头的视频源,以及来自业务应用程序的维护记录),并将它们建模成一个图形,该图形可呈现真实环境中数据来源之间的关系。然后,您必须构建真实系统(例如,建筑、工厂、设备和生产线)的 3D 虚拟表示形式,并将真实世界的数据覆盖到 3D 可视化视图上。之后,开发人员必须为最终用户(例如工厂操作员和维护工程师)创建应用程序,以使用他们的数字孪生进行日常操作。Amazon IoT TwinMaker 通过以下方式简化这一流程:提供连接到多个来源的各种数据的服务;自动创建并管理数字孪生图形,该图形可整合并说明所连接的数据来源之间的关系;此外,提供基于 Web 的简单工具来创建可显示数据和见解的 3D 可视化视图,从而创建数字孪生。
开始使用
问:如何开始使用 Amazon IoT TwinMaker?
要开始使用,请登录亚马逊云科技管理控制台并导航到 Amazon IoT TwinMaker。要了解更多信息,请参阅 Amazon IoT TwinMaker 文档。要探索服务功能和示例数字孪生应用程序,请访问 Amazon IoT TwinMaker GitHub 存储库。
问:如何使用 Amazon IoT TwinMaker 创建数字孪生?
首先,创建一个工作区,其中包含创建数字孪生所需的所有资源(例如模型和可视化资产)。
在工作区内,创建代表设备数字副本的实体(例如,混合器或泵)。然后,将实体与连接器关联到数据存储(例如 Amazon IoT SiteWise),从而将来自不同数据存储的数据汇集在一起,并为所存储的数据添加设备背景。Amazon IoT TwinMaker 会在您指定实体之间的关系时自动创建实体的数字孪生图形。
接下来,使用基于 Amazon IoT TwinMaker 控制台的场景编辑器,导入 3D 模型(例如 CAD 文件和点云扫描)来编辑场景,并定位 3D 资产以正确匹配和呈现您的真实环境和系统。您可以使用场景编辑器添加锚点,以添加将特定 3D 位置与该实体的数据流或用户操作连接起来的数据叠加。
最后,使用 Amazon IoT TwinMaker 插件创建基于 Web 的数字孪生应用程序,以构建嵌入 3D 场景的控制面板,并显示与来自数字孪生的真实系统运行状态有关的数据和见解。这些应用程序使用 Amazon IoT TwinMaker 统一数据访问 API,以便在控制面板中填充数据。
问:Amazon IoT TwinMaker 如何与其他亚马逊云科技服务配合使用?
Amazon IoT TwinMaker 为各种数据存储提供内置连接器,包括用于时间序列传感器数据的 Amazon IoT SiteWise、用于视频数据的 Amazon Kinesis Video Streams,以及用于文档数据的 Amazon Simple Storage Service(S3)。Amazon IoT TwinMaker 可连接到 Amazon IoT SiteWise 以获取资产模型数据,还可连接到 Amazon S3 以获取可视化资产文件和设备文档等资源。
功能
问:如何在 Amazon IoT TwinMaker 中为我的真实系统建模?
要构建数字孪生,您首先需要一个呈现单个工作场所的工作区。工作区包含创建数字孪生所需的所有资源(例如模型和可视化资产)。在工作区内,您可以创建可呈现其真实系统的数字副本的实体。您还可以指定能形成数字孪生图形的实体之间的自定义关系。然后,您连接到来自各种数据存储的数据,并为所存储的数据添加设备背景。借助 Amazon IoT TwinMaker,您可以轻松地将这些数据汇集在一起,而无需创建其他数据存储,也不需要重新输入数据存储中已经存在的架构信息。要为数据存储中存在的数据提供上下文,您可以将实体与内置连接器关联到这些不同的数据存储,例如 Amazon IoT SiteWise 中的时间序列传感器数据、Amazon Kinesis Video Streams 中的视频数据或 Amazon S3 中的文档数据。
问:什么是数字孪生图?
数字孪生图是一种知识图谱,用于构建和整理有关数字孪生的信息,从而更轻松地进行访问和理解。如果您创建可呈现真实系统的数字副本的实体、指定实体之间的关系,并将这些实体连接到不同的数据来源,Amazon IoT TwinMaker 会自动创建数字孪生图,用于在图形数据库中整理关系信息。
问:Amazon IoT TwinMaker 支持哪些数据存储?
Amazon IoT TwinMaker 支持内置连接器连接到 Amazon IoT SiteWise 中的时间序列数据存储、Amazon Kinesis Video Streams 中的视频数据存储以及 Amazon S3 中的文档数据存储。您还可以编写自己的自定义数据连接器,以连接到亚马逊云科技或第三方数据存储中的数据。
问:如何创建自定义数据连接器?
您可以使用 Amazon Lambda 服务为数据存储编写自定义连接器。借助 Amazon Lambda,您可以运行在连接到数据存储时所需的自定义代码和逻辑,同时整合安全凭证、自定义查询以及原始数据的筛选和处理。您将使用由 Amazon IoT TwinMaker 定义的标准接口来创建 Amazon Lambda 函数,允许您仅使用 Amazon IoT TwinMaker 统一数据访问 API,从不同的数据存储中读取数据并向其写入数据,而无需使用各自的 API 来查询每个数据来源。
问:如何为数字孪生添加视频数据?
首先,您在 Amazon IoT SiteWise 中创建资产模型和资产,用于呈现视频数据的来源,例如摄像头。然后,您配置并部署 Amazon IoT Greengrass 组件,即 Greengrass Edge Connector for KVS,用于连接到摄像头,并将其视频数据上传到 Amazon Kinesis Video Streams。最后,利用 Amazon IoT TwinMaker,您将摄像头和视频数据与呈现真实系统数字副本的实体关联。您可以将此视频数据集成到真实系统和环境的 3D 可视化视图,以显示实时视频或来自摄像头的特定视频片段的回放。
问:如何在 Amazon IoT TwinMaker 中编辑 3D 场景?
您将之前构建的 3D 模型 [例如 CAD 和建筑信息建模(BIM)文件或点云扫描(针对 Web 优化并转换为 glTF 格式)] 导入 Amazon S3 中的资源库。利用 Amazon IoT TwinMaker 场景编辑器,您可以将这些可视化资产融入场景,并正确定位 3D 资产以匹配您的真实环境。此外,借助 Amazon IoT TwinMaker,您还可以轻松将实体中建模的数据(例如,泵或混合器)与 3D 可视化绑定。然后,您可以在场景编辑器中添加可视化组件,从而将特定 3D 位置与该实体的数据流或用户操作连接。例如,您可以为 3D 场景中的混合器添加标签,然后将其连接到在报告混合器当前状态的底层时间序列数据。添加此绑定后,您还可以配置规则(例如,温度大于 50 度),以更改混合器的可视化表示形式,以及用户单击它时的交互(例如,更新时间序列图表,仅关注选定的混合器)。
问:支持哪些 3D 格式?
Amazon IoT TwinMaker 支持 glTF(图形语言传输格式)格式的 3D 资产。glTF 是一种 3D 文件格式,以 JSON 格式存储 3D 模型信息,可在应用程序中高效传输和加载 3D 模型。glTF 格式可更大限度地减少 3D 资产大小,减少解压缩和使用资产时所需的运行时处理工作。
问:如何为最终用户创建数字孪生应用程序?
Amazon IoT TwinMaker 可为 Grafana 提供应用程序插件,作为用于创建最终用户应用程序的低代码选项。该插件提供自定义可视化面板,包括 3D 场景查看器和控制面板模板,以及用于连接到数字孪生数据并为最终用户快速创建交互式应用程序的数据来源组件。Grafana 是一个热门的开源分析平台,助力您查询、可视化、提醒和理解您的指标,无论这些指标存储在何处。Amazon IoT TwinMaker 插件支持客户托管的开源 Grafana 部署。
Amazon IoT TwinMaker 还为 Amazon IoT Application 开发人员提供开源用户界面组件。这些组件是 IoT Application Kit 的组成部分。IoT Application Kit 是一个开源的客户端库,助力 IoT 应用程序开发人员简化复杂 IoT 应用程序的开发。使用这些用户界面组件,开发人员可以构建为其数字孪生启用 Amazon IoT TwinMaker 功能的自定义 Web 应用程序。