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Generador de gemelos digitales en Azure

Azure Digital Twins
Azure Functions
Azure Static Web Apps

Ideas de solución

Este artículo es una idea de solución. Si te gustaría que ampliemos este artículo con más información, como posibles casos de uso, servicios alternativos, consideraciones de implementación o una guía de precios, comunícalo a través de los Comentarios de GitHub.

Esta idea de solución usa Azure Digital Twins y otros servicios de Azure para habilitar el proceso de forma más eficiente, desde el modelado de información del edificio (BIM) a los gemelos digitales (DT). La solución de este artículo usa específicamente datos de Forge de Autodesk, pero el uso de datos de BIM de otros proveedores también puede funcionar. La idea es ampliamente aplicable al proceso de creación de un DT a partir de datos de BIM.

Architecture

Arquitectura para la creación de gemelos digitales mediante el uso de Azure Digital Twins y una aplicación que hace uso de los datos de BIM.

Descargue un archivo Visio de esta arquitectura.

Flujo de datos

  1. Una aplicación web que se compiló mediante Static Web Apps presenta dos botones al usuario. Uno de ellos lanza el inicio de sesión en Azure y el otro lo hace en Autodesk BIM 360. El usuario inicia sesión en ambas cuentas.
  2. La aplicación web usa la API de Forge en Autodesk para compilar una lista de los modelos de BIM que se comparten con la cuenta de BIM 360. El usuario selecciona un modelo para que se muestre la aplicación web, acción que se realiza, una vez más, haciendo uso de la API de Forge en Autodesk.
  3. El usuario selecciona Analizar modelo. Esto desencadena una solicitud a una función que se compiló mediante Azure Functions. La función usa la API de Forge en Autodesk para extraer los metadatos del modelo seleccionado por el usuario.
  4. La función almacena datos como el tipo de familia de una entidad (por ejemplo, espacio, HVAC, mecánica) y su relación con otras entidades (por ejemplo, el espacio donde se encuentra un recurso) en una base de datos de Azure SQL. La función usa estos datos para asignar las entidades a modelos de Lenguaje de definición de gemelos digitales (DTDL). Los resultados se devuelven a la aplicación web en una tabla, para que la vea el usuario.
  5. El usuario actualiza la tabla para corregir los errores de asignación y para agregar propiedades de inicialización adicionales a los gemelos digitales, de los que se crea una instancia a partir de estos datos. El usuario también puede quitar registros y crear recursos adicionales, como sensores o dispositivos de IoT.
  6. Cuando queda satisfecho con la corrección de la tabla, el usuario selecciona Cargar en ADT, para que la aplicación web cargue la tabla en Azure Digital Twins como DT.

Componentes

  • Azure Digital Twins almacena representaciones digitales de dispositivos y entornos IoT. Se pueden usar estos datos para la propagación de datos o el análisis en tiempo real. Azure Digital Twins:

    • Modela entornos con DTDL.
    • Tiene una API de REST para introducir datos.
    • Proporciona SDK que admiten operaciones de control y plano de datos en varios idiomas.

    El usuario puede crear ontologías mediante DTDL. También puede empezar con un modelo compatible con el sector, como la ontología RealEstateCore, basada en Lenguaje de definición de gemelos digitales, para edificios inteligentes.

  • Forge de Autodesk es el servicio de API para Autodesk y BIM 360. Proporciona el visor de modelos y los metadatos de los modelos de BIM.

  • Static Web Apps es un servicio de Azure que, en esta arquitectura, hospeda el código de front-end de la aplicación web. La API Viewer de Forge en Autodesk es muy compatible con React.

  • Azure Functions es una plataforma de proceso sin servidor, controlada por eventos. Se ejecuta a petición y a gran escala en la nube. Con esta plataforma, puede desarrollar sin tener que preocuparse de administrar un servidor. En esta arquitectura, hospeda el código de back-end para la aplicación web.

  • Azure SQL Database almacena y analiza los metadatos extraídos de un modelo. Debido a la complejidad de los metadatos de un modelo, Autodesk recomienda analizar los datos cargándolos en Azure SQL Database en una estructura específica y, después, usando una consulta que proporciona Autodesk.

  • Azure Storage proporciona almacenamiento temporal para los datos que se usarán para crear un DT, pero que aún no están listos para publicarse mediante el servicio de Azure Twins.

Detalles del escenario

La creación de una solución de gemelos digitales (DT) para una instalación requiere una amplia entrada de datos, que se realiza mediante herramientas nativas de Azure o externas. A menudo, los datos requieren interpretaciones de dibujos, documentación y modelos de datos de otros sistemas de registro pertinentes. Estas interpretaciones arriesgan la fidelidad de los datos y provocan ineficiencias en el proceso de implementación de DT, ineficiencias que dificultan la adopción de los DT.

Los profesionales de arquitectura, ingeniería y construcción (AEC) usan el modelado de información del edificio (BIM) como base para procesos eficientes de diseño y construcción. BIM es la herramienta más eficaz para modelar una instalación y sus sistemas de apoyo, y genera un conjunto de datos flexible, paramétrico y relacional, que puede documentar de forma completa un recurso creado. Se está convirtiendo en la herramienta estándar del sector para planear y administrar el entorno creado.

Los datos de BIM son excepcionalmente valiosos y pueden mejorarse con una representación digital del entorno físico, basada en la telemetría del sensor. Esta representación se conoce como gemelo digital (DT). Los DT ayudan a los propietarios y operadores a administrar las operaciones de sus edificios. Este es el enfoque digital del ciclo de vida del edificio que se va a administrar.

Esta idea de solución utiliza Azure Digital Twins y otros servicios de Azure para habilitar este proceso de forma más eficaz, desde BIM hasta DT. La creación de un DT para una instalación requiere una amplia entrada de datos, que se realiza mediante herramientas nativas de Azure o externas. A menudo, los datos requieren interpretaciones de dibujos, documentación y modelos de datos de otros sistemas de registro pertinentes. Estas interpretaciones arriesgan la fidelidad de los datos y provocan ineficiencias en el proceso de implementación de DT, ineficiencias que dificultan la adopción de los DT.

La clave de la solución es tener una aplicación web, que use datos de BIM de Forge en Autodesk, para automatizar la creación de un conjunto de datos de base de Azure Digital Twins. La aplicación proporciona contexto visual y relacional para admitir la creación de una instancia de DT en el proceso de compilación de Azure Digital Twins.

Al proporcionar la base para sistemas holísticos, dinámicos y automatizados de administración de edificios, esta aplicación ayuda a abordar la gran variedad de desafíos que surgen al administrar los edificios digitalmente y a gran escala.

La solución de este artículo usa específicamente datos de Forge de Autodesk, pero el uso de datos de BIM de otros proveedores también puede funcionar. La idea es ampliamente aplicable al proceso de creación de un DT a partir de datos de BIM.

Importante

Este documento se crea estrictamente con fines informativos, para demostrar cómo la API de Forge en Autodesk puede proporcionar datos de BIM a una aplicación web que crea un DT. El uso de aplicaciones de terceros está sujeto a los términos formalizados entre usted y los terceros. Microsoft Corporation no está afiliada, no está asociada y no aprueba ni promociona a Autodesk ni a ninguno de los productos de Autodesk. Hay otros orígenes de datos de BIM que puede usar para crear DT.

Posibles casos de uso

Esta solución es ideal para instalaciones, bienes inmuebles, fabricación, energía y sectores gubernamentales.

Los modelos de BIM pueden describir muchas estructuras, además de oficinas, entre las que se incluyen:

  • Centros de datos.
  • Fábricas.
  • Centrales eléctricas.
  • Puentes.

Estas estructuras se vuelven más inteligentes y avanzadas a medida que los sensores y los dispositivos conectados se vuelven más pequeños y más asequibles. Azure Digital Twins puede aportar mayor precisión, control y predictibilidad a los datos de administración del edificio, que pertenecen a su propietario. Por ejemplo, puede administrar sensores de frecuencia, dentro de Azure Digital Twins, para el mantenimiento predictivo de los climatizadores de las azoteas.

Los administradores de carteras de bienes inmuebles pueden usar BIM y DT para mejorar su comprensión de los elementos dentro de los espacios definidos, con el fin de mejorar la administración del espacio de los edificios.

Colaboradores

Microsoft mantiene este artículo. Originalmente lo escribieron los siguientes colaboradores.

Creadores de entidad de seguridad:

  • Marcus Farquhar | Responsable de innovación y experimentación tecnológica
  • Kian Lutu | Administrador de programas para el Centro de Innovación

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