Was ist Azure Digital Twins?

Azure Digital Twins ist ein PaaS-Angebot (Platform as a Service), das die Erstellung von Zwillingsgraphen auf der Grundlage von digitalen Modellen ganzer Umgebungen ermöglicht. Bei einer solchen Umgebung kann es sich um Gebäude, Fabriken, Höfe, Energieversorgungsnetze, Eisenbahnstrecken, Stadien und mehr handeln. Sogar ganze Städte lassen sich modellieren. Diese digitalen Modelle liefern wichtige Einblicke, um Produkte zu verbessern, Vorgänge zu optimieren, Kosten zu senken und die Benutzerfreundlichkeit zu revolutionieren.

Mit Azure Digital Twins kann eine Architektur für digitale Zwillinge entworfen werden, die tatsächliche IoT-Geräte in einer größeren Cloudlösung darstellt und eine Verbindung mit IoT Hub-Gerätezwillingen herstellt, um Livedaten zu senden und zu empfangen.

Hinweis

Gerätezwillinge in IoT Hub unterscheiden sich von digitalen Zwillingen in Azure Digital Twins. IoT Hub-Gerätezwillingen werden von Ihrem IoT-Hub für jedes IoT-Gerät verwaltet, das eine Verbindung damit herstellt. Digitale Zwillinge in Azure Digital Twins können Darstellungen beliebiger Komponenten sein, die durch digitale Modelle definiert und innerhalb von Azure Digital Twins instanziiert werden.

Nutzen Sie Ihre umfassenden Fachkenntnisse, um mit Azure Digital Twins individuell angepasste, verbundene Lösungen zu erstellen, die Folgendes ermöglichen:

• Abbilden beliebiger Umgebungen in naturgetreuen Digital Twins-Modellen, die durch Skalierbarkeit und Sicherheit überzeugen
• Verbinden von Ressourcen wie IoT-Geräte und vorhandene Geschäftssysteme mithilfe eines robusten Ereignissystems, um dynamische Geschäftslogik und Datenverarbeitung zu erstellen
• Abfragen der Liveausführungsumgebung zum Extrahieren von Echtzeiterkenntnissen aus Ihrem Zwillingsdiagramm
• Erstellen verbundener 3D-Visualisierungen Ihrer Umgebung, die Geschäftslogik und Zwillingsdaten im Kontext anzeigen
• Abfragen von historisierten Umgebungsdaten und Integration in andere Daten-, Analyse- und KI-Dienste von Azure, um die Vergangenheit besser nachzuverfolgen und die Zukunft besser vorherzusagen

Definieren Ihrer Geschäftsumgebung

In Azure Digital Twins werden die digitalen Entitäten zur Darstellung von Menschen, Orten und Objekten in Ihrer physischen Umgebung mithilfe von zwei benutzerdefinierten Zwillingstypen definiert, die als Modelle bezeichnet werden.

Sie können sich diese Modelldefinitionen als eine Art spezialisiertes Vokabular zum Beschreiben Ihres Unternehmens vorstellen. Für eine Gebäudeverwaltungslösung können Sie beispielsweise ein Modell definieren, das einen Typ „Gebäude“, einen Typ „Etage“ und einen Typ „Aufzug“ definiert. Modelle werden in einer JSON-ähnlichen Sprache namens Digital Twins Definition Language (DTDL) definiert. In ADT beschreiben DTDL-Modelle Typen von Entitäten gemäß ihren Statuseigenschaften, Befehlen und Beziehungen. Sie können Ihre eigenen Modellsätze von Grund auf neu entwerfen oder mit einer bereits vorhandenen Gruppe von DTDL-Branchenontologien beginnen, die auf allgemeinem Vokabular für Ihre Branche basieren.

Tipp

Version 2 von DTDL wird auch in anderen Azure IoT-Diensten für Datenmodelle verwendet, z. B. IoT Plug & Play. Durch diese Kompatibilität wird sichergestellt, dass Ihre Azure Digital Twins-Lösung mit anderen Bereichen des Azure-Ökosystems verbunden werden kann.

Nachdem Sie Ihre Datenmodelle definiert haben, verwenden Sie sie, um digitale Zwillinge zu erstellen, die jede spezifische Entität in Ihrer Umgebung darstellen. So können Sie z. B. die Modelldefinition „Gebäude“ verwenden, um mehrere Zwillinge des Typs „Gebäude“ (Gebäude 1, Gebäude 2 usw.) zu erstellen. Sie können auch die Beziehungen in den Modelldefinitionen verwenden, um Zwillinge miteinander zu verbinden und so ein konzeptionelles Diagramm zu bilden.

Sie können Ihr Azure Digital Twins-Diagramm im Azure Digital Twins-Explorer anzeigen, der eine Schnittstelle bietet, die Ihnen beim Erstellen von und Interagieren mit Ihrem Diagramm hilft:

Kontextualisieren von IoT- und Geschäftssystemdaten

Bei den digitalen Modellen in Azure Digital Twins handelt es sich um aktuelle Livedarstellungen der realen Welt.

Um die Eigenschaften von digitalen Zwillingen in Ihrer Umgebung aktuell zu halten, können Sie IoT Hub verwenden, um Ihre Lösung mit IoT und IoT Edge-Geräten zu verbinden. Diese vom Hub verwalteten Geräte werden als Teil Ihres Zwillingsdiagramms dargestellt und stellen die Daten für Ihr Modell bereit. Sie können einen neuen IoT-Hub zur Verwendung mit Azure Digital Twins erstellen oder einen vorhandenen IoT-Hub mit den Geräten verbinden, die der Hub bereits verwaltet.

Darüber hinaus können Sie Azure Digital Twins über REST-APIs oder Connectors zu anderen Azure-Diensten wie Logic Apps auch mit anderen Datenquellen verbinden. Diese Methoden können Ihnen helfen, Daten aus Geschäftssystemen einzugeben und sie in Ihr Zwillingsdiagramm zu integrieren.

Azure Digital Twins bietet ein umfassendes Ereignissystem, um Ihr Diagramm aktuell zu halten, einschließlich einer Datenverarbeitung, die an Ihre Geschäftslogik angepasst werden kann. Für eine flexible, individuell angepasste Datenverarbeitung können Sie zudem externe Computeressourcen wie Azure Functions verbinden.

Abfragen von Umgebungserkenntnissen

Azure Digital Twins bietet eine leistungsfähige Abfrage-API, die Ihnen bei der Extraktion von Erkenntnisse aus der Liveausführungsumgebung helfen kann. Die API kann Abfragen mit umfangreichen Suchbedingungen ausführen, einschließlich Eigenschaftswerten, Beziehungen, Beziehungseigenschaften, Modellinformationen usw. Außerdem lassen sich Abfragen kombinieren, um eine große Bandbreite an Erkenntnissen zu Ihrer Umgebung zu gewinnen und benutzerdefinierte Fragen zu beantworten, die für Ihre Zwecke wichtig sind. Weitere Informationen zu der Sprache, die zum Erstellen dieser Abfragen verwendet wird, finden Sie unter Abfragesprache.

Visualisieren der Umgebung in 3D Scenes Studio (Vorschau)

Azure Digital Twins 3D Scenes Studio (Vorschau) ist eine immersive visuelle 3D-Umgebung, in der Endbenutzer Betriebsdaten digitaler Zwillinge mit dem visuellen Kontext von 3D-Ressourcen überwachen, diagnostizieren und untersuchen können. Mit einem Diagramm für digitale Zwillinge und einem kuratierten 3D-Modell können fachliche Ansprechpartner den Low-Code-Generator des Studios nutzen, um die 3D-Elemente dem digitalen Zwilling im Azure Digital Twins-Diagramm zuzuordnen und Benutzeroberflächeninteraktivität und Geschäftslogik für eine 3D-Visualisierung einer Geschäftsumgebung zu definieren. Die 3D-Szenen können dann im gehosteten 3D Scenes Studio oder in einer benutzerdefinierten Anwendung genutzt werden, die die einbettbare 3D-Viewerkomponente nutzt.

Hier sehen Sie ein Beispiel für eine Szene in 3D Scenes Studio, die zeigt, wie Eigenschaften digitaler Zwillinge mit 3D-Elementen visualisiert werden können:

Teilen von Zwillingsdaten mit anderen Azure-Diensten

Die Daten in Ihrem Azure Digital Twins-Modell können für weitere Analysen oder zum Speichern an nachgelagerte Azure-Dienste weitergeleitet werden.

Um Daten von digitalen Zwillingen an den Azure Data Explorer zu senden, können Sie das Feature Datenverlauf des digitalen Azure-Zwillings verwenden, das eine Azure Digital Twins-Instanz mit einem Azure Data Explorer-Cluster verbindet, sodass Graph-Aktualisierungen automatisch in Azure Data Explorer historisiert werden. Anschließend können Sie diese Daten in Azure Data Explorer abfragen, indem Sie das Azure Digital Twins-Abfrage-Plug-In für Azure Data Explorer verwenden.

Um Daten von digitalen Zwillingen an andere Azure-Dienste oder an Ziele außerhalb von Azure zu senden, können Sie Ereignisrouten erstellen, die Event Hubs, Event Grid und Service Bus verwenden, um Daten über benutzerdefinierte Flows zu senden.

Im Folgenden finden Sie einige Möglichkeiten für Ereignisrouten in Azure Digital Twins:

• Speichern von Azure Digital Twins-Daten in Azure Data Lake
• Analysieren von Azure Digital Twins-Daten mit Azure Synapse Analytics oder anderen Datenanalysetools von Microsoft
• Integrieren umfangreicherer Workflows mit Logic Apps
• Senden von Daten an benutzerdefinierte Anwendungen für flexible und benutzerdefinierte Aktionen

Die flexible Ausgabe von Daten stellt eine weitere Möglichkeit dar, über die Azure Digital Twins mit einer umfangreicheren Lösung verbunden werden kann, um Ihre individuellen Anforderungen bei der kontinuierlichen Arbeit mit diesen Erkenntnissen zu erfüllen.

Beispiel für eine Lösungsarchitektur

Azure Digital Twins wird häufig mit anderen Azure-Diensten in einer umfangreicheren IoT-Lösung eingesetzt.

Eine mögliche Architektur einer vollständigen Lösung mit Azure Digital Twins kann die folgenden Komponenten enthalten:

• Die Azure Digital Twins-Dienstinstanz. Dieser Dienst speichert Ihre Zwillingsmodelle sowie Ihr Zwillingsdiagramm mit dem jeweiligen Status und orchestriert die Ereignisverarbeitung.
• Eine oder mehrere Client-Apps, die die Grundlage der Azure Digital Twins-Instanz bilden. Diese Apps werden zum Konfigurieren von Modellen, Erstellen der Topologie und Extrahieren von Erkenntnissen aus dem Zwillingsdiagramm verwendet.
• Eine oder mehrere externe Computeressourcen zur Verarbeitung von Ereignissen, die von Azure Digital Twins generiert werden, oder verbundene Datenquellen (z. B. Geräte). Eine gängige Möglichkeit zur Bereitstellung von Computeressourcen ist die Verwendung von Azure Functions.
• Ein IoT-Hub für Geräteverwaltung und zur Bereitstellung von IoT-Datenstromfunktionen.
• Downstreamdienste bieten Möglichkeiten, um z. B. Workflowintegration (wie Logic Apps), Cold Storage (wie Azure Data Lake) oder Analysen (wie Azure Data Explorer) bereitzustellen.

Das folgende Diagramm zeigt, wie sich Azure Digital Twins im Kontext einer größeren Azure IoT-Beispiellösung einfügen könnte.

Ressourcen

Dieser Abschnitt hebt einige Ressourcen hervor, die bei der Arbeit mit Azure Digital Twins nützlich sein können. Sie können zusätzliche Ressourcen im Abschnitt Ressourcen dieser Dokumentationsgruppe anzeigen (zugreifbar über die Navigationslinks auf der linken Seite).

Diensteinschränkungen

Informationen zu den Diensteinschränkungen für Azure Digital Twins finden Sie unter Einschränkungen des Azure Digital Twins-Diensts. Diese Ressource kann nützlich sein, wenn Sie mit dem Dienst zusammenarbeiten, um die Funktions-und Raten Einschränkungen zu verstehen, und welche Grenzwerte bei Bedarf angepasst werden können.

Begriff

Eine Liste allgemeiner IoT-Begriffe und ihrer Verwendung in den Azure IoT-Diensten, einschließlich Azure Digital Twins, finden Sie im Glossar mit IoT-Begriffen. Diese Ressource kann hilfreich sein, wenn Sie erste Schritte mit Azure Digital Twins ausführen und eine IoT-Lösung entwickeln.

Nächste Schritte

• Machen Sie sich mit der Arbeit mit Azure Digital Twins anhand der Informationen unter Erste Schritte mit dem Azure Digital Twins-Explorer und Tutorial: Erstellen einer End-to-End-Lösung vertraut.

• Oder, Informieren Sie sich über Konzepte für Azure Digital Twins mit DTDL-Modellen.