O que são Gêmeos Digitais do Azure?

Artigo
01/03/2024

Os Gêmeos Digitais do Azure são uma oferta de PaaS (plataforma como serviço) que permite a criação de grafos gêmeos com base em modelos digitais de ambientes inteiros, que podem ser edifícios, fábricas, fazendas, redes de energia, ferrovias, estádios e muito mais, até mesmo cidades inteiras. Esses modelos digitais podem ser usados para obter insights que impulsionam melhores produtos, operações otimizadas, custos reduzidos e experiências de clientes inovadoras.

Os Gêmeos Digitais do Azure podem ser usados para criar uma arquitetura de gêmeo digital que representa dispositivos IoT reais em uma solução de nuvem mais ampla e que se conecta a dispositivos gêmeos do Hub IoT para enviar e receber dados dinâmicos.

Observação

Os gêmeos de dispositivo do Hub IoT são diferentes dos gêmeos digitais do Gêmeos Digitais do Azure. Enquanto os dispositivos gêmeos do Hub IoT são mantidos por seu hub IoT para cada dispositivo de IoT que você conecta a ele, os gêmeos digitais no Gêmeos Digitais do Azure podem ser representações de qualquer coisa definida por modelos digitais e com uma instância criada nos Gêmeos Digitais do Azure.

Aproveite o seu conhecimento de domínio sobre os Gêmeos Digitais do Azure para criar soluções conectadas e personalizadas que:

Modelem qualquer ambiente e deem vida aos Gêmeos Digitais de maneira escalonável e segura
Conectem ativos como dispositivos de IoT e sistemas de negócios existentes, usando um sistema de eventos robusto para criar lógica de negócios dinâmica e processamento de dados
Consultem o ambiente de execução dinâmica para extrair insights em tempo real do grafo do gêmeo
Criem visualizações 3D conectadas do ambiente exibindo a lógica de negócios e os dados do gêmeo no contexto
Consultem dados de ambiente em histórico e integrem-se a outros serviços de dados, análise e IA do Azure para acompanhar melhor o passado e prever o futuro

Definam o ambiente de negócios

Nos Gêmeos Digitais do Azure, você define as entidades digitais que representam as pessoas, os lugares e as coisas do seu ambiente físico usando tipos de gêmeos personalizados chamados de modelos.

Você pode considerar essas definições de modelo como um vocabulário especializado para descrever seus negócios. Para uma solução de gerenciamento de construção, por exemplo, você pode definir um modelo que estabeleça um tipo de Construção, um tipo de Piso e um tipo de Elevador. Os modelos são definidos em uma linguagem semelhante a JSON chamada DTDL (Digital Twins Definition Language). No ADT, os modelos DTDL descrevem tipos de entidades de acordo com suas propriedades de estado, comandos e relações. Você pode criar seus próprios conjuntos de modelos do zero ou começar com um conjunto predefinido de ontologias de setor da DTDL com base no vocabulário comum do seu setor.

Dica

A versão 2 de DTDL é usada para modelos de dados em todos os outros serviços de Internet das Coisas do Azure, incluindo IoT Plug and Play e Time Series Insights. Essa compatibilidade ajuda a conectar sua solução dos Gêmeos Digitais do Azure com as demais partes do ecossistema do Azure.

Depois de definir os modelos de dados, use-os para criar gêmeos digitais que representem cada entidade específica no ambiente. Por exemplo, você pode usar a definição de modelo de Construção para criar vários gêmeos do tipo de Construção (Construção 1, Construção 2 e assim por diante). Você também pode usar as relações nas definições de modelo para conectar os gêmeos uns aos outros, formando um grafo conceitual.

Você pode exibir o grafo dos Gêmeos Digitais do Azure no Azure Digital Twins Explorer, que fornece uma interface para ajudar a criar e interagir com o grafo:

Contextualizar dados do sistema de negócios e de IoT

Os modelos digitais dos Gêmeos Digitais do Azure são representações ao vivo e atualizadas do mundo real.

Para manter as propriedades do gêmeo digital atuais em relação ao ambiente, você pode usar o Hub IoT para conectar a solução a dispositivos de IoT e de IoT Edge. Esses dispositivos gerenciados por hub são representados como parte do grafo de gêmeos e fornecem os dados que orientam o modelo. Você pode criar um novo Hub IoT para usar com os Gêmeos Digitais do Azure ou conectar um Hub IoT existente juntamente com os dispositivos que ele já gerencia.

Você também poderá obter os Gêmeos Digitais do Azure de outras fontes de dados, usando APIs REST ou conectores para outros serviços do Azure, como os Aplicativos Lógicos. Esses métodos podem ajudar a inserir dados de sistemas de negócios e incorporá-los ao grafo do gêmeo.

Os Gêmeos Digitais do Azure fornecem um sistema de eventos avançado para manter o grafo atual, incluindo o processamento de dados que pode ser personalizado para corresponder à lógica de negócios. Você poderá conectar recursos externos de computação, como o Azure Functions, a fim de impulsionar esse processamento de dados de maneiras flexíveis e personalizadas.

Consulta para obter insights de ambiente

Os Gêmeos Digitais do Azure fornecem uma API de consulta avançada para ajudar você a extrair insights do ambiente de execução em tempo real. A API pode fazer consultas com critérios de pesquisa avançados, incluindo valores de propriedade, relacionamentos, propriedades de relacionamentos, informações de modelos e muito mais. Você também poderá combinar consultas, reunindo um amplo intervalo de insights sobre o ambiente e respondendo a perguntas personalizadas que são importantes para você. Para obter mais detalhes sobre a linguagem usada para criar essas consultas, confira Linguagem de consulta.

Visualizar o ambiente no 3D Scenes Studio (versão prévia)

O 3D Scenes Studio (versão prévia) dos Gêmeos Digitais do Azure é um ambiente 3D visual imersivo, no qual os usuários finais podem monitorar, diagnosticar e investigar dados operacionais do gêmeo digital com o contexto visual de ativos 3D. Com um grafo de gêmeo digital e um modelo 3D coletado, os especialistas no assunto podem usar o construtor que usa pouco código do estúdio a fim de mapear os elementos 3D para gêmeos digitais no grafo dos Gêmeos Digitais do Azure e definir a interatividade da interface do usuário e a lógica de negócios de uma visualização 3D de um ambiente de negócios. Depois, as cenas 3D podem ser consumidas no 3D Scenes Studio hospedado ou em um aplicativo personalizado que usa o componente de visualizador 3D inserível.

Este é um exemplo de uma cena no 3D Scenes Studio, mostrando como as propriedades do gêmeo digital podem ser visualizadas com elementos 3D:

Os dados do modelo Gêmeos Digitais do Azure podem ser roteados para serviços downstream do Azure para análise ou armazenamento adicional.

Para enviar dados do gêmeo digital para o Azure Data Explorer, você pode aproveitar o recurso histórico de dados dos Gêmeos Digitais do Azure, que conecta uma instância de Gêmeos Digitais do Azure a um cluster do Azure Data Explorer para que as atualizações de gráficos sejam automaticamente mantidas no histórico do Azure Data Explorer. Em seguida, você pode consultar esses dados no Azure Data Explorer usando o plug-in de consulta Gêmeos Digitais do Azure para o Azure Data Explorer.

Para enviar dados de gêmeo digital para outros serviços do Azure ou, por fim, fora do Azure, você pode criar rotas de eventos, que utilizam Hubs de Eventos, Grade de Eventos e Barramento de Serviço para enviar dados por meio de fluxos personalizados.

Aqui estão algumas coisas que você pode fazer com as rotas de eventos nos Gêmeos Digitais do Azure:

Conectar os Gêmeos Digitais do Azure ao Time Series Insights a fim de acompanhar o histórico de séries temporais de cada gêmeo
Armazenar dados dos Gêmeos Digitais do Azure no Azure Data Lake
Analisar dados dos Gêmeos Digitais do Azure com o Azure Synapse Analytics ou outras ferramentas de análise de dados da Microsoft
Integrar fluxos de trabalho maiores com os Aplicativos Lógicos
Enviar dados para aplicativos personalizados para ações flexíveis e personalizadas

A saída de dados flexível é outra opção é outra maneira pela qual os Gêmeos Digitais do Azure podem se conectar a uma solução mais ampla e dar suporte às suas necessidades personalizadas para trabalho contínuo com esses insights.

Arquitetura da solução de exemplo

Os Gêmeos Digitais do Azure normalmente são usados em combinação com outros serviços do Azure, como parte de uma solução de IoT mais ampla.

Uma possível arquitetura de uma solução completa usando os Gêmeos Digitais do Azure pode conter os seguintes componentes:

A instância de serviço dos Gêmeos Digitais do Azure. Esse serviço armazena os modelos gêmeos e o grafo gêmeo com seu respectivo estado e orquestra o processamento de eventos.
Um ou mais aplicativos cliente que impulsionam a instância dos Gêmeos Digitais do Azure configurando modelos, criando topologia e extraindo insights do grafo gêmeo.
Um ou mais recursos externos de computação para processar eventos gerados pelos Gêmeos Digitais do Azure ou fontes de dados conectadas, como dispositivos. Uma forma comum de fornecer recursos de computação é por meio do Azure Functions.
Um Hub IoT para proporcionar o gerenciamento de dispositivos e funcionalidades de fluxo de dados de IoT.
Serviços downstream para fornecer itens como integração de fluxo de trabalho (como Aplicativos Lógicos), armazenamento frio (como Azure Data Lake) ou análise (como o Azure Data Explorer ou Time Series Insights).

O diagrama a seguir mostra o local em que se encontram os Gêmeos Digitais do Azure no contexto de uma solução de exemplo mais ampla da Internet das Coisas do Azure.

Recursos

Esta seção destaca alguns recursos que podem ser úteis ao trabalhar com os Gêmeos Digitais do Azure. Você pode visualizar recursos adicionais na seção Recursos deste conjunto de documentação (acessível por meio dos links de navegação à esquerda).

Limites de serviço

Você pode ler sobre os limites de serviço dos Gêmeos Digitais do Azure no artigo limites do serviço dos Gêmeos Digitais do Azure. Esse recurso pode ser útil ao trabalhar com o serviço para entender as limitações funcionais e de taxa do serviço, bem como quais limites podem ser ajustados, se necessário.

Terminologia

Você pode exibir uma lista de termos comuns de IoT e seus usos nos serviços de IoT do Azure, incluindo os Gêmeos Digitais do Azure, no Glossário de IoT do Azure. Esse recurso pode ser uma referência útil enquanto você começa a usar os Gêmeos Digitais do Azure e cria uma solução de IoT.

Próximas etapas

Aprofunde-se no trabalho com os Gêmeos Digitais do Azure em Introdução ao Azure Digital Twins Explorer e Criar uma solução de ponta a ponta para ver cenários de exemplo.
Alternativamente, comece a ler sobre conceitos dos Gêmeos Digitais do Azure com Modelos DTDL.