数字双胞胎如何在物联网支持的环境中推动创新

动态数字表示或数字双胞胎正在迅速改变行业设计,构建和操作其产品和流程的方式。Gartner预测,“到2021年,一半的大型工业公司将使用数字双子机,从而使这些机构的有效性得到10%的提高。”
数字双胞胎在云,物联网和人工智能的支持下,丰富了汽车,风力涡轮机和建筑物等整个生命周期的复杂系统。数字双胞胎结合了设计,生产和运营数据。它允许在生产之前,期间和之后以及在各种各样的环境中对资产进行测试。
IBM Research - 爱尔兰正在开发不同的Digital Twin技术。这些包括:
  • 一个用现场和模拟数据测试复杂物联网系统的虚拟平台。
  • 形成物联网知识图,将推理与机器学习相结合,使系统能够自主分析和理解生命周期数据。

利用物联网系统的虚拟测试平台


为了测试复杂的物联网系统,我们的研究人员正在使用一个虚拟平台。这使运输服务的设计者和开发者能够调查大规模的连接汽车服务。他们通过将大型汽车物联网部署的模拟与现实世界车辆提供的概念验证功能合并来实现这一目标。该平台正在帮助汽车合作伙伴大规模地设计服务,同时加快产品上市时间。
该平台还允许实际车辆的驾驶员亲身体验大型连接场景。模拟数据和真实数据的结合可以产生有价值的见解。这些见解对于以用户为中心的开发至关重要,从而产生了可靠的市场准备系统。通过将实际车辆的数据嵌入到数字环境中,我们可以实时测试大规模交通仿真中的辅助和自主驾驶的效果。

例如 …

与都柏林大学(UCD)合作,我们正在使用我们的虚拟测试平台来评估一些新的移动概念。例如,我们正在测试一个新的汽车共享移动服务,动态适应用户的喜好。这允许一组用户基于可改变的交通状况和他们的变量提取时间安排而见面。
我们也在研究利用物联网服务,通过减少他们的污染暴露来最大限度地提高行人和骑自行车者的空气质量。想象一下使用物联网设备的电动自行车,如手机和传感器。这些物联网设备可以检测并自动协助骑车人在高污染地区旅行。在这些地方,电动自行车的引擎将被自动触发操作。当发生这种情况时,会减少骑车人的踩踏力度,导致呼吸频率降低,污染物摄入量减少。虚拟测试平台还可以用来连接电动自行车,并监控骑自行车的人如何对这项新服务作出实际反应,调查骑车人和自行车之间的相互作用。
我们正在评估的另一项服务解决方案将减少行人对汽车尾气污染的暴露。怎么样?当车辆靠近行人和骑车人时,混合动力汽车的AI控制装置可以在燃烧模式和电动模式之间自动切换。
这些例子说明了虚拟测试平台如何帮助加速新服务的开发。同时,也有助于交通行业响应日益增长的环境问责要求。

使用物联网知识图自动化洞察


在IBM Research - Ireland,我们正在开发人工智能技术,以新的方式连接和理解物联网数据。我们将机器学习与知识图推理相结合,以增强从物联网网络提取的数据。而且我们还添加了多层语义,在网络中创造新的见解。这项技术是每个Digital Twin核心的数字线程。它将生命周期阶段的信息连接成一个知识图。然后这个图表启用新的知情决策和流程自动化。
通过使用知识图,我们能够组织数据及其变量被提取成组,并建立数据集与变量之间的关系。知识图提供了一个共享的信息词汇表,可以用来创建一个领域的模型,其中的数据类型,他们的属性和数据之间的关系 - 我们正在使用自然语言来完成所有这些。
因此,我们的AI解决方案了解网络或系统中不同类型数据之间的含义和关系。这为我们的研究团队提供了从物联网系统获得创新见解的新方法,并将其作为新的知识和信息呈现给最终用户。

自我诊断问题

例如,在建筑物中采用物联网温度传感器。温度传感器具有数据读数,正在记录的数据的类型及其位置。我们的AI系统理解物理的一般概念,以及温度如何受到加热或冷却的影响,如环境因素,加热系统控制等。这使得我们的系统能够形成知识图表,以了解建筑物内的温度设置以及影响其运行环境中温度的多个因素。这允许在系统内自我诊断问题,同时使其能够随着时间学习和理解这种关系。它也是可扩展的,适用于零售和汽车等行业。
我们的物联网虚拟测试平台和知识图展示了Digital Twin的价值。我们正在帮助行业创建更好的信息设计,优化生产,并管理高效运作。虚拟测试平台可以模拟这些大规模的环境和网络,同时提供一种方法来执行受控的用户验收测试。
模拟数据和真实数据的结合可以产生对系统开发至关重要的宝贵见解。我们的物联网知识图是一个可扩展的解决方案,使物联网能够学习系统行为,了解管理操作和自我诊断问题。而所有的人机交互更自然直观。
我们将在2月5日至8日在新加坡举行的IEEE旗舰物联网会议世界论坛物联网上展示物联网的知识图。虚拟测试平台的原型将在ENABLE-S3联盟大会,评论和市场活动中展示。这是计划于2018年7月4日在都柏林的研究实验室。

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