微软发布 Azure IoT物联网「数字孪生」智能解决方案

2022 年 3 月 1 日，微软宣布面向中国市场推出基于微软 Azure IoT 产品线, 包含 Azure IoT Hub, Azure Digital Twins（Azure 数字孪生）以及大数据服务的数字孪生全链条智能解决方案，正逢中国“十四五”规划的实施开启之年，微软计划借助该解决方案的推动，助推中国智能物联网应用的规模化发展，特别是帮助中国制造业构建全要素数字化转型方案，走上全面数字化和智能化的高质量发展之路。

IDC 预计，中国物联网市场规模将在 2025 年超过 3,000 亿美元，在全球占比约 26.1%。在中国物联网行业支出预测中，IDC 预计制造业、政府和消费者三大行业将持续增长，到 2025 年这三大行业支出将占市场支出的一半以上。IDC 分析师指出，物联网项目落地关键在于通过物联网技术解决最终用户在发展中面临的问题与挑战，实现真正的商业价值。

微软全球资深副总裁、微软大中华区董事长兼首席执行官侯阳博士表示：“中国正进入数字经济高速发展期，物联网是数字经济的重要基础设施。Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案可结合数据与人工智能分析技术，是大规模激活智能物联网应用的关键，也是实现工业 4.0 的核心技术，我们很高兴向中国市场引入该解决方案，解决最终用户的问题与挑战，创新商业价值。”

建立智能物联网经济模型

Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案是一组 PaaS 层服务，也就是面向企业开发者的云服务。通过构建起物理世界的数字孪生体之间建立实时的关系图形，也就是跨组织全要素的实时动态知识图谱，再结合数据与人工智能分析技术，就可以建立智能物联网经济模型。

之前的物联网项目，主要采用以物理单体为中心的方式，例如连接工业设备的传感器信号、楼宇控制设备的传感器信号、农业机械的传感器信号等，由于这些物联网项目只能连接单一设备的传感器信号而无法产生较大的经济价值。Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案则采用相反的方式，它允许人们先创建一个工厂、一栋楼宇或一座农场的整体数字孪生图模型，再接入各种传感器、控制器和设备的数字信号，形成产生真正经济价值的物联网应用。

Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案的核心技术包括：空间智能图谱技术，可将一个物理环境中的人、设备和场所等之间的关系，映射到一个虚拟数字模型中，让企业建立起对这个空间中所有关系的洞察，从而得出能耗优化、空间利用率提升、改善用户体验等方案，该技术涉及到知识图谱技术；数字孪生对象建模，提供预置的数据模式和设备通信协议，可以很方便地建立物理设备的数字孪生模型及模型之间的拓扑关系，该建模技术也可应用到整座城市的建模；高级计算能力，通过定义函数建立物理物体与数字孪生体之间的互动方式，例如当在一个会议室打开 PPT 的时候自动降下窗帘和调暗室内灯光；提供开放建模语言 Digital Twin Definition Language（数字孪生定义语言），基于 JSON-LD 标准语言，可帮助开发者轻松接入和集成 Azure 平台服务和外部第三方应用；广泛的 API 等等。

根据埃森哲《技术展望 2021》，对于制造业而言，Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案代表了第三代数字孪生技术：基于通用语义模型；从业务需求出发，将业务逻辑与数据图谱提炼结合构建企业知识图谱，，在市场需求、供应链波动，或关键设备发生故障的情况下，可动态调整供应链和计划，提升企业端到端管理能力。埃森哲、埃维诺和微软，正在帮助领军企业构建跨越组织全要素的第三代数字孪生，并致力于通过组合应用该技术创造与现实世界的工厂、供应链、产品全生命周期一致的智能孪生网络。

构建完整的企业级智能物联网方案

随着 Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案的发布，中国企业可以更加完整地利用微软物联网技术体系，规模化构建智能物联网应用。Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案是企业级优先的解决方案，它将之前分散的设备和业务系统集成起来，形成一个完整的数字化智能环境。企业可以用这一方案追踪过去和当前的事件，模拟各种可能的变化，以及预测未来事件。

Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案是微软物联网技术与方案体系中的关键组件。Azure IoT Central 是一个高度可扩展的物联网 aPaaS（Application as a service）解决方案，可以在数小时内帮助企业建立生产级物联网应用。Azure Sphere 面向 MCU 微控制单元提供 Azure Sphere 操作系统、安全服务和认证微处理器等。Azure RTOS 实时操作系统面向 MCU 微控制单元及 MPU 微处理器，可构建高性能的物联网设备。Azure Sphere 与 Azure RTOS 一起，覆盖了各类微处理器和嵌入式物联网设备。开放式建模语言 IoT Plug and Play（IoT 即插即用）可以将物联网设备无缝连接到云端。Azure IoT Hub 和 Azure IoT Edge 建立了物联网设备和服务的集中管理及边缘计算模式，可将云端智能部署到边缘设备上。Azure Maps（Azure 地图）允许开发者向物联网应用中加入空间分析以及移动性能。此外还有 Windows for IoT 企业版等，微软不断开发和提供更丰富的物联网技术、方案和服务。

Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案的优势还在于与微软智能云 Azure PaaS 服务的集成，包括：基于 Azure Machine Learning 服务的机器学习、人工智能和仿真，基于 Azure Synapse 无限数据分析的商业智能，基于 TimeSeries Insights 时序洞察服务的运营分析，基于 Event Hubs、Event Grid、Service Bus 和 Azure Functions 等事件与函数服务的事件驱动响应与转型，基于 Data Lake、Azure Storage、Azure SQL 和 Cosmos DB 等数据服务的数据存储与供应，以及为应用提供工作流集成、告警和通知等。Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案结合各类微软智能云 Azure PaaS 服务，可将企业的数字孪生连入 Microsoft Teams、Dynamics、Power Platform、AR/VR 应用、业务应用等以及广泛的第三方技术生态，从互联的资产和互联的环境到形成互联的生态，为企业打开更大的商业价值创新空间。

Azure 物联网数字孪生全链条智能解决方案是可信赖的企业级平台，为企业客户带来可扩展性、可靠性、安全性和广泛的市场可用性，帮助企业构建生产级解决方案。例如在安全方面，微软通过 Azure Active Directory、Azure Key Vault、Azure IoT Hub，以及 Device Provisioning Service（Azure IoT 中心设备预配服务）、Azure Sphere、Azure Defender for IoT、Azure Sentinel 等技术和服务，从芯片到云端提供了市场上最丰富的安全功能组合之一。在 2022 年 2 月公布的 2021 年 Gartner 工业物联网平台魔力象限中，微软再次被认可为领先者（Leader），这也是微软连续第二年获得此项殊荣。

业经实践验证的物联网方案

自从微软智能云 Azure 数字孪生云服务诞生以来，世界各地的企业客户和合作伙伴都在利用更为完整的微软物联网技术、服务与方案体系，构建创新的物联网应用，加速数字化转型。制造业数字化转型的架构核心是构建从制造端到价值链端再到办公端的管理闭环以更好的满足行业变化。而微软针对这些变化都提供了相应的产品——从云边混合的 IoT Hub 到 Business Apps 和 Modern Workplace 提供数据来源，通过微软智能云 Azure 数字孪生服务整合数据和业务逻辑形成相呼应的数字化基座平台，以 Power BI 展示在 Teams 中, 并帮助制造业企业实现快速的业务决策，同时，配合微软完整的安全合规和可持续发展的软硬件架构，更好的满足制造业动态创新的业务场景。

经营德芙、M&M`S、士力架等食品品牌的玛氏公司与微软建立了长期数字化转型战略关系，基于微软智能云 Azure 平台优化其业务运营速度和智能生产供应链。微软智能云 Azure 的 AI 与 IoT 解决方案为玛氏公司提供其数字化供应链和生产所需要的工具和能力，玛氏公司在埃森哲的帮助下将 Azure 数字孪生服务部署到其生产车间里，帮助车间里的员工进行实时决策，从而提高利润、降低损耗。玛氏公司还期望使用数字技术，为端到端的供应链流程流入更多智能，包括通过数字模拟仿真气候和其它临时性因素影响下，如何更好的生产产品，创建从生产制造到消费者的更透明和可视化的供应链。

工程仿真软件提供商 ANSYS 利用微软智能云 Azure 数字孪生和 Azure IoT Hub，将仿真软件无缝集成到实时物联网解决方案中。ANSYS 是全球最大的工程仿真软件供应商之一，企业都在使用 ANSYS 的技术来构建其资产的数字孪生，例如高压喷嘴、高速涡轮机以及工厂生产线等复杂系统。ANSYS 使用 Azure 数字孪生和 Azure IoT Hub 来增强其 Twin Builder 软件，将物理仿真与实时分析相结合，生成关键产品洞察，帮助客户降低成本、加速产品开发、优化运营，最终提升 Twin Builder 的产品价值。

除此之外，百威、大陆集团等企业，也尝试在业务场景端全面融合微软智能云服务，打通从数据采集到 Azure IoT Edge 边缘计算、再到 Azure IoT Hub 云端的物联网混合云；将 Azure 物联网云应用与 Dynamics 365、Microsoft 365 和 SAP 应用软件相结合，形成企业数据湖平台，以业务逻辑为基础构建数字孪生；Azure 数字孪生与 Microsoft Teams 结合，通过 Teams 进行现场级别管理等等，提供了完整的、安全、全面的企业级物联网方案。

中国即将迎来“十四五”数字经济大发展的黄金时期，基于微软智能云 Azure 数字孪生云服务和物联网技术、服务与方案体系，将激活一大批企业和行业物联网应用，带动中国物联网经济进入加速发展阶段，也全面推动基于智能物联网的企业数字化转型进入规模化扩展阶段。

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