CN115793574A - 数字孪生结果驱动的编排 - Google Patents

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Abstract

本技术的各种实施方式涉及数字孪生结果驱动的编排。更具体地，一些实施方式涉及用于基于数字孪生的特性表示工业系统的数字孪生模型的编排。在实施方式中，在工业自动化环境中操作编排引擎的方法包括：识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果；至少基于目标结果来配置与工业自动化环境相对应的数字孪生环境；以及使用数字孪生环境来执行与工业自动化环境相关联的过程。

Description

数字孪生结果驱动的编排
技术领域
本技术的各种实施方式涉及设备和组件的数字孪生，并且更具体地，涉及用于基于数字孪生的特性来模拟工业系统的数字孪生模型的编排。
背景技术
诸如工厂、制造厂等的工业自动化环境包括一起起作用以执行工业过程的各种设备、驱动器、机械和其他部件。传统上，使用可以测量吞吐量并且对其他数据进行编译以了解预测性和预防性维护例程的传感器来监测工业系统和设备。因此，可以确定整体系统性能和状况。
随着物联网的兴起，系统操作员具有在更深层次上与工业自动化环境连接并监测工业自动化环境的性能以在过程的每个步骤处得到进一步的了解的能力。例如，IoT可以提供对能源消耗、生产效率、设备应变或劣化以及各种产品和过程数据的了解，以及提供自动化能力。通过IoT对工业自动化行业可用的一个示例是数字孪生(即，人机接口)或真实实体的虚拟表示。更具体地，数字孪生是现实世界实体和过程的虚拟表示，以指定的频率和保真度同步。数字孪生可以例如通过连接至IoT实体来提供有关单个部件的状况和性能、机器与机器之间的差异和工厂的整条生产线的实时数据。在机器生命周期的每个阶段(即，设计、建造、操作、维护、迁移、处置)期间，数字孪生提供了允许功能和/或期望的结果变化的灵活性。
然而，数字孪生在可定制性方面受到限制，并且需要显著的处理能力和传感器数据等，以准确地对工业自动化系统和设备的性能特征进行建模并且与其物理对应物双向地共享数据。此外，与各种数字孪生进行对接以及在各种数字孪生之间进行对接的能力可以是孤立的，使得其在复杂的工业环境中难以实现。因此，现有的数字孪生只能以有限的方式虚拟地复制小型设备和/或过程。然而，需要的是能够基于系统需求向其他数字孪生提供过程范围的对接和可定制的输入/输出的集中式数字孪生平台。此外，配置并且使用数字孪生平台的可重复过程对于表示在信息技术和运营技术领域二者中可实现的多种结果是必要的。
关于该一般技术环境，已经设想了本文中公开的本技术的各方面。此外，虽然已经讨论了一般环境，但是应当理解，本文中描述的示例不应当限于背景技术中所标识的一般环境。
发明内容
本文提供了用于基于数字孪生的特性来配置数字孪生模型并对工业系统进行模拟的编排引擎以及操作其编排引擎的方法。数字孪生可以表示工业自动化环境中的诸如物理的或感知到的实体(即过程)的一个或更多个真实实体或系统。每个数字孪生可以被配置成具有保真度以对一个或更多个真实实体或系统的性能方面进行建模。使用数字孪生对系统进行建模提供至少一个或更多个益处，诸如实时模拟或表示实体预测性结果、提高系统效率和性能、减少系统维护成本和停机时间、监视错误以及进行训练。
在本技术的实施方式中，在工业自动化环境中操作编排引擎的方法包括识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果。该方法还包括至少基于目标结果来配置与工业自动化环境相对应的数字孪生环境，其中，数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生表示工业自动化环境的一个或更多个真实实体。该方法然后包括使用数字孪生环境来执行与工业自动化环境相关联的过程。
提供该概述是为了以简化形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。该概述并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
尽管公开了多个实施方式，但是根据以下详细描述，本技术的其他实施方式对于本领域技术人员将变得明显，以下详细描述示出并描述了本发明的说明性实施方式。如将意识到，本技术能够在各个方面进行修改，所有这些修改都没有脱离本发明的范围。因此，附图和详细描述在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
参照以下附图可以更好地理解本公开内容的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制。此外，在附图中，相同的附图标记指示多个视图中的对应部分。尽管结合这些附图描述了一些实施方式，但本公开内容不限于本文公开的实施方式。而是，意图涵盖所有替选方案、修改和等同物。
图1示出了根据本技术的一些实施方式的用于执行数字孪生编排过程的示例性操作架构；
图2示出了根据本技术的一些实施方式的用于对数字孪生模型进行编排的一系列步骤；
图3示出了根据本技术的一些实施方式的用于对照工业自动化系统对数字孪生系统进行建模的示例性操作环境；
图4示出了根据本技术的一些实施方式的用于与数字孪生环境进行对接的示例性操作环境；
图5是示出根据本技术的一些实施方式的数字孪生编排系统的各个部件之间的数据流的序列图；
图6是示出根据本技术的一些实施方式的数字孪生编排系统的各个部件之间的数据流的序列图；
图7示出了根据本技术的一些实施方式的用于配置数字孪生环境的示例性操作架构；
图8A、图8B以及图8C示出了根据本技术的一些实施方式的可以用于配置数字孪生环境的示例性接口；以及
图9示出了根据本技术的一些实施方式的可以使用的计算设备。
附图不一定按比例绘制。类似地，出于讨论本技术的一些实施方式的目的，一些部件或操作可以不被分成不同的块或被组合成单个块。此外，虽然本技术可修改成各种修改形式和替选形式，但具体实施方式已经在附图中通过示例的方式示出并且在下面被详细描述。然而，意图不是将技术限制于描述的特定实施方式。而是，本技术旨在涵盖落入由所附权利要求定义的技术范围内的所有修改、等同物和替选方案。
具体实施方式
以下描述和相关联的附图教示了本发明的最佳模式。出于教示发明性原理的目的，可以简化或省略最佳模式的一些常规方面。所附权利要求指定本发明的范围。注意，最佳模式的一些方面可能未落入权利要求指定的本发明的范围内。因此，本领域的技术人员将理解落入本发明的范围内的最佳模式的变型。本领域的技术人员将理解，下面描述的特征可以以各种方式被组合以形成本发明的多种变型。因此，本发明不限于以下描述的具体示例，而仅通过权利要求及其等同物来限定。
本技术的各种实施方式涉及设备和组件的数字孪生。更具体地，一些实施方式涉及用于基于数字孪生的特性对工业系统的一个或更多个方面进行模拟、仿真、处理和/或表示的数字孪生模型的编排。在实例中，在工业自动化环境中操作编排引擎的方法。该方法包括：识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果；至少基于目标结果来配置与工业自动化环境相对应的数字孪生环境，其中，数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生表示工业自动化环境的一个或更多个真实实体；以及使用数字孪生环境来执行与工业自动化环境相关联的过程。
在另一实施方式中，提供了计算装置。该计算装置包括：一个或更多个计算机可读存储介质；处理系统，该处理系统与一个或更多个计算机可读存储介质可操作地耦接；以及程序指令，所述程序指令被存储在一个或更多个计算机可读存储介质上，所述程序指令基于被处理系统读取并执行而指示计算装置执行各种功能。在这样的实施方式中，程序指令指示计算装置至少执行以下操作：识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果；至少基于目标结果来配置与工业自动化环境相对应的数字孪生环境，其中，数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生表示工业自动化环境的一个或更多个真实实体；以及使用数字孪生环境来执行与工业自动化环境相关联的过程。
在又一实施方式中，一个或更多个计算机可读存储介质具有存储在其上用于在工业自动化环境中操作编排引擎的程序指令。程序指令在被处理系统读取和执行时指示处理系统至少识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果。程序指令还指示处理系统至少基于目标结果来配置与工业自动化环境相对应的数字孪生环境，以及使用数字孪生环境来执行与工业自动化环境相关联的过程。
有利地，本文提供的编排引擎至少可以识别、组织以及配置/调整具有数字孪生部件和接口的数字孪生环境，以根据用户定义的或系统定义的参数和目标来模拟、仿真和/或表示真实的工业自动化实体(即，物理的或感知的工业自动化实体)等实体。数字孪生环境可以用于获得、分析和显示表示工业自动化环境的实际性能的数据。这样的数字孪生模型的编排可以提供各种益处，诸如分析过程和/或设备效率、执行预测性和预防性的维护分析、验证部件、子系统或系统的设计要求以及/或者在各种约束下进行压力测试。
现在转向附图，图1示出了用于执行数字孪生编排过程的示例性操作架构，在该操作架构中可以实现本技术的各方面。操作架构100包括工业自动化环境101、数字孪生环境103和编排引擎105。工业自动化环境101经由传感器接口102与数字孪生环境103进行通信。数字孪生环境103经由配置接口104与编排引擎105进行通信。编排引擎105接收用户输入106和数字孪生输入107，其中，用户输入106可以表示期望的系统结果或性能，以及数字孪生输入107可以表示数字孪生部件和相关联的特性。编排引擎105运行可以在软件、硬件或软件和硬件的一些组合上执行的过程200，以配置工业自动化环境101的数字孪生表示。
在操作中，工业自动化环境101和数字孪生环境103可以并行运行以分别操作实时过程和所述过程的虚拟复制。工业自动化环境101包括例如在工厂或仓库中起作用的一个或更多个实体、设备、部件、生产线、系统或它们的任何组合。工业自动化环境101可以包括用以监测和/或调整实体和操作的一些传感器或物联网(IoT)设备。例如，传感器可以获得数据，所述数据包括但不限于性能度量、运行时间、历史操作数据、电气和机械数据等。在其他实施方式中，可以模拟传感器数据，并且例如经由传感器接口102将传感器数据提供至操作架构100的部件。
数字孪生环境103包括在工业自动化环境101中操作的一个或更多个实体或系统的一个或更多个虚拟表示。在理想模型中，数字孪生环境103可以复制工业自动化环境101中的设备的准确性能。例如，数字孪生环境103中表示工业自动化环境101的马达的数字孪生可以展示关于振动、马达速度、电气和机械输出以及更多的忠实虚拟表示。对具有完全保真度的设备进行建模需要计算设备的足够处理能力和能够在工业自动化环境101中得到的传感器数据。在其他实施方式中，数字孪生环境103中的数字孪生可以表示具有所有特性和个性的不完全保真度的实体。为了从工业自动化环境101中的设备获得实体特性和性能数据等，数字孪生环境103可以经由传感器接口102与工业自动化环境进行通信。传感器接口102可以包括被配置成提供来自工业自动化环境101的一个或更多个实体的实时或模拟的传感器数据的一个或更多个无线或有线连接、应用编程接口(API)或其他通信协议。
根据本公开内容的各种实施方式，编排引擎105为数字孪生编排过程提供自动化能力。编排引擎105可以在本地计算设备上进行操作或者编排引擎105可以远程地进行操作。编排引擎105可以获得用户输入106和数字孪生输入107以协调并且配置用于在数字孪生环境103中使用的数字孪生。用户输入106可以表示数字孪生的目标结果或保真度、性能值和/或输入/输出。在一些实施方式中，可以通过由个人使用用户接口进行的选择来获得用户输入106。在其他实施方式中，用户输入106可以是基于工业自动化环境101中的一组实体的预定值。数字孪生输入107可以表示从数字孪生数据库获得的数字孪生和相关元数据的选择。可以基于用户输入106自动地选择数字孪生，或者可以从数字孪生数据库手动地选择数字孪生以满足系统目标。数字孪生的选择的元数据可以包括数据库中的每个数字孪生的特性、输入/输出、保真度或个性等。
在一些情况下，编排引擎105可以基于用户输入106和数字孪生输入107来获得与真实实体相对应的一个或更多个数字孪生实体的模拟数据。在其他实施方式中，编排引擎105经由传感器接口102接收实时传感器数据或存储的传感器数据。无论是模拟的还是真实的，编排引擎105都可以使用传感器数据来使数字孪生环境103的实体之间的时序同步以及/或者使工业自动化环境101的真实实体与数字孪生环境103的虚拟实体之间的时序同步。在一些实施方式中，数字孪生环境103内的实体的视觉表示可以用于与工业自动化环境101的真实实体同步时序。例如，如果数字孪生可以与数字孪生环境103的其他数字孪生同步，则可以推断出真实实体(即，一件装备)可以在工业自动化环境101中被有效地使用。
在获得用户输入106和数字孪生输入107后，编排引擎105可以执行(图2中描述的)过程200以组织并协调数字孪生环境103。可以理解的是，过程200可以在软件、硬件或软件和硬件的组合上运行。因此，数字孪生环境103可以用表示用户输入106并且对工业自动化环境101的一个或更多个实体或部件进行建模的一个或更多个数字孪生来填充。通过示例的方式，用户输入106可以寻找忠实地表示真实系统的热输出的系统输出，以便分析对工业自动化环境101的真实实体的热影响。编排引擎105可以从准确地反映热输出的数字孪生输入107中获得数字孪生或对所述数字孪生进行配置，并且可以经由配置接口104将数字孪生提供至数字孪生环境103。配置接口104可以包括一个或更多个无线连接、API或其他通信协议。在一些实施方式中，编排引擎105和数字孪生环境103可以驻留在相同的计算设备上。
编排引擎105通过扩展IoT的使用以分析、可视化以及模拟工业自动化过程来向工业过程管理器提供各种益处。例如，编排引擎105可以通过至少基于用户输入106对数字孪生进行配置来允许这样的过程的可定制模拟。一个示例模拟可以提供用以解释设备上的机械应变的系统的准确表示，而另一示例性模拟可以显示系统上的振动效应。数字孪生模拟的另一用例展示了预测性/预防性维护测试。例如，数字孪生环境103可以使用工业自动化环境101的真实实体的历史数据来测试在额外使用之后对真实实体施加进一步的压力的潜在问题和/或结果。
图2示出了根据本技术的一些实施方式的用于对数字孪生模型进行编排的一系列步骤。图2包括过程200，每个操作在下面的讨论中被附带地指出并且每个操作参考了图1的要素。可以理解的是，过程200可以在软件、硬件或软件和硬件的任何组合上实现。例如，过程200可以在图1的编排引擎105上执行或者由图1的编排引擎105执行。过程200也可以在诸如图3的计算设备301的计算设备上执行。
在操作205中，编排引擎105识别(205)用于对工业自动化环境101进行建模的目标结果。目标结果可以定义部件性能值、部件特性、部件或系统输出保真度以及更多。用户可以经由用户接口选择一个或更多个结果并且将所述结果作为用户输入106提供至编排引擎105。在其他实施方式中，可以基于根据数字孪生输入107选择数字孪生来预先选择目标结果。例如，针对可重复或常见的过程，可以预先配置或定义一个或更多个目标结果。在这样的情况下，可以调整目标结果以对工业自动化环境101进行建模。
接下来，在操作210中，编排引擎105至少基于目标结果或用户输入106来配置(210)与工业自动化环境101相对应的数字孪生环境103。在各种实施方式中，编排引擎105可以确定工业自动化环境101中存在哪些部件(即，马达、驱动器、齿轮箱、传送带)以选择适当的数字孪生以在数字孪生环境103中使用。然后，编排引擎105可以根据数字孪生输入107识别与用户输入106相对应的新的数字孪生，或者对来自数字孪生输入107的与用户输入106相对应的现有/已选择的数字孪生进行配置。例如，如果用户输入106需要可以对工业自动化环境101中的实际马达的机电特性进行建模的马达的数字孪生，则编排引擎可以选择忠实于实际马达的机电输出的数字孪生以在数字孪生环境103中使用。编排引擎105可以针对每个数字孪生重复该识别、选择和/或调整/配置过程以对工业自动化环境101进行建模。然而，如果工业自动化环境101中的实体的数字孪生不存在，则编排引擎105可以利用具有模拟数据的数字孪生原型。
然后，在操作215中，计算设备可以使用数字孪生环境103来执行(215)与工业自动化环境101相关联的过程。与工业自动化环境101相关联的过程可以是利用真实机器或实体以在环境中完成结果的工厂生产线过程、机械过程、机电过程或它们的一些组合。数字孪生环境103可以被配置(210)成通过使用具有与真实实体相同的输入/输出、真实的或模拟的传感器数据以及时序的虚拟模型来模仿该过程。因此，虚拟模型可以通过在数字孪生环境103中对该过程进行建模来获得准确的结果。更具体地，为了在数字孪生环境103中对过程进行建模，编排引擎105可以提供来自工业自动化环境101的一个或更多个实体的传感器数据并且将所述数据同步至数字孪生环境103的虚拟表示。然后，为了目标结果，可以将数字孪生环境103的每个数字孪生调整至至少传感器数据。模型不仅可以提供实时分析，其还可以记录模拟的迭代期间的历史数据，从而允许用户对工业自动化环境101中的机器执行预测性和预防性的维护分析。计算设备可以在计算设备上的或至远程接口的用户接口上显示结果。
图3示出了根据本技术的一些实施方式的用于对照工业自动化系统对数字孪生系统进行建模的示例性操作环境。图3包括环境300，环境300进一步包括计算设备301、工厂305和数据中心306。工厂305包括由驱动器312、马达314、齿轮箱316和传送带318表示的工业自动化环境310，所述驱动器312、马达314、齿轮箱316和传送带318在一起起作用时形成工业系统或操作技术元件。数据中心306包括数字孪生环境320，数字孪生环境320进一步包括工业自动化环境310中的部件的表示(数字孪生322、324、326和328)。
在操作中，计算设备301可以包括编排层，该编排层用以将数字孪生环境320配置成与工业自动化环境310中的实体相对应。例如，图1的编排引擎105可以在计算设备301上实现，并且可以跨工业自动化环境310和数字孪生环境320起作用。可以理解的是，编排层可以从计算设备301远程地操作。计算设备301还可以包括用户接口，该用户接口被配置成提供数字孪生环境320、传感器数据和/或模拟数据的显示，并且输入数字孪生建模的目标结果和/或性能值。计算设备301可以经由一个或更多个API或其他无线或有线通信与工厂305和数据中心306二者进行通信。
工厂305可以包含工业厂房、仓库、工厂等，所述工业厂房、仓库、工厂等包括各种部件，所述各种部件在操作技术域中一起起作用以执行工业自动化过程或其他工业、机械和/或机电过程。工业自动化环境310包括可以一起起作用以完成工业过程的许多这样的部件，如驱动器312、马达314、齿轮箱316和传送带318。工业自动化环境310中的部件中的每个部件可以被一个或更多个传感器或IoT设备监测以获得实体特性和性能度量。这些参数可以形成可以使用数字孪生进行建模的保真度谱。另外，每个部件可以由能够被计算设备301访问的一个或更多个控制器进行控制以执行操作。
在虚拟方面或信息技术领域，数据中心306包括对数字孪生环境320和实际实体的各种数字孪生进行托管的一个或更多个数据库或计算机可读存储介质设备。数字孪生环境320包括数字孪生322、324、326和328。数字孪生322体现了驱动器312的虚拟表示，数字孪生324体现了马达314的虚拟表示，数字孪生326体现了齿轮箱316的虚拟表示，以及数字孪生328体现了传送带318的虚拟表示。在各种实例中，数字孪生环境320包括通过模拟或仿真可执行的计算机辅助设计，以及/或者数字孪生环境320能够与分析引擎进行通信以从虚拟表示中的一个或更多个虚拟表示得出数据分析数据。
在各种实施方式中，计算设备301接收诸如数字孪生的期望结果或性能目标的用户输入。期望结果可以指定试图通过使用数字孪生环境320执行过程来实现的分析的类型或水平，例如，如工厂305装备的机电性能。计算设备301可以向数据中心306或在计算设备301和/或数据中心306上操作的编排层提供期望结果，以根据期望结果开始调整/配置数字孪生环境320。数据中心306可以识别并且获得合适的数字孪生，所述合适的数字孪生与工业自动化环境310中存在的部件相匹配并且具有实现期望结果的特性。数据中心306可以查询一个或更多个数字孪生数据库以配置数字孪生环境320。在一些实施方式中，工业自动化环境310中的部件的数字孪生可以从第三方获得，而其他数字孪生可以对照行业标准被创建并且被存储在数据中心306的一个或更多个数字孪生数据库中。
可以理解的是，数据中心306和/或编排层可以基于期望结果的变化来对数字孪生环境320进行预先配置、配置或重新配置。例如，计算设备301可以首先请求对工业自动化环境310进行数字孪生建模，其反映了部件的机电性能。因此，数据中心306可以识别其输出反映机电性能的一组数字孪生。然后，计算设备301可以将期望结果更新至反映电气效率的期望结果。响应于接收到更新的结果，数据中心306可以通过调节保真度和/或性能特性来对现有的一组数字孪生进行重新配置以根据更新的结果执行，而不是识别和选择新的一组数字孪生。
仍然参照图3，数字孪生环境320的每个数字孪生可以被调整以部署在操作技术系统(即，工业自动化环境310)的不同级别中。更具体地，可以针对目标计算结构来配置数字孪生的保真度、性能特性或其他表示值。例如，诸如DT 322的数字孪生可以被部署成表示较低级别的模型如设备或控制器，因此，数字孪生环境320的DT 322要求较低的复杂度。这样的模型可以用于生成较简单的结果，如更改检测。作为另一示例，数字孪生可以被部署成表示如云环境中的要求增加的保真度和更多的传感器数据和处理能力的较高级别的模型。在更复杂的模型中，数字孪生可以用于产生用以驱动操作技术系统的诊断动作、描述性动作、预测性动作和规范性动作的洞察。计算设备301可以规定数字孪生环境320所需的建模顺序并且查询数据中心306以相应地进行合适的选择。
图4示出了根据本技术的一些实施方式的用于与数字孪生环境进行对接的示例性操作环境。图4包括环境400，环境400进一步包括计算设备401、用户接口410和数字孪生数据库415。用户接口410显示用户输入411和目标结果412。目标结果412包括与数字孪生的特定结果有关的多重物理个性特征的图形表示，该图形表示具有用以指示所述多重物理个性特征的保真度的标度。图形表示可以包括特性C1至CN，特性C1至CN可以包括诸如热、机械、电气、流体动力学、电磁学等的特性。可以理解的是，每个数字孪生可以具有一个或更多个个性特征或特性，每个个性特征或特性具有定义的保真度。保真度的范围可以为从第一主模型(即F＝MA)到多阶线性时不变模型再到复杂元素模型，或者到它们之间的一些模型。用户接口410可以在图3的计算设备301中实现。用户接口410还可以向图1的编排引擎105提供用户输入106。
在操作中，计算设备401可以与数字孪生数据库415、编排引擎、数字孪生环境和/或工业自动化环境进行对接。在各种实施方式中，计算设备401是计算机、平板电脑、电话、增强现实设备或运行软件、硬件或软件和硬件的某种组合的能够与这样的系统进行通信的其他计算设备。编排引擎可以在计算设备401上运行或在另一服务器或计算设备上并行运行以实现对数字孪生过程的控制。操作计算设备401的用户可以与用户接口410交互以提供用户输入411。用户输入411可以包括性能要求和值、电气输入和机械输入以及可以与工业自动化环境的一个或更多个部件(诸如马达、驱动器、齿轮箱、传送带等)相对应的类似度量。例如，用户可以指定要求部件或系统产生350nm的转矩。可替选地，用户输入411还可以提供用户可以选择的下拉菜单或类似的选择提示。
用户接口410还提供交互式图表(即，雷达图、蜘蛛图、网络图)以输入目标结果412。目标结果412可以表示数字孪生部件或数字孪生系统相对于工业自动化环境的实际性能特性的保真度。为了进行说明，数字孪生可以虚拟地表示实际设备的各种特性或多重物理个性特征，诸如振动、电气或机械个性以及更多。尽管数字孪生可能能够模仿实际设备的所有方面，但计算设备需要的处理能力会非常强大并且成本高昂，以及还存在其他挑战。因此，目标结果412可以被设置成虚拟地复制工业自动化环境中的实体或系统的一个或更多个特性或特征。如图所示，目标结果412可以被定制成以最接近于特性1(即，C1)执行。在其他实施方式中，可以设置其他特性组合以调整至系统目标。为了将目标结果412设置成这样的保真度等级，用户可能能够与图表交互(即，拖动、选择)以相应地调整数字孪生。
当用户选择用户输入411和/或目标结果412时，计算设备401可以与数字孪生数据库415进行通信以识别与用户接口410的输入一致的一个或更多个数字孪生。例如，可以查询数字孪生数据库415以通过识别哪些数字孪生具有用以实现目标结果412的保真度特性或另一标识符来搜索和获得与目标结果412相对应的一个或更多个数字孪生。可以在数字孪生环境中预先配置/配置所识别的一个或更多个数字孪生。在一些实施方式中，用户可以调整用户输入411和/或目标结果412，这可能导致用于在数字孪生环境中使用的数字孪生的不同选择。在其他实施方式中，经由用户接口410进行的这样的更新反而可能会导致对所选择的数字孪生的参数或元数据进行配置。
图5是示出根据本技术的一些实施方式的数字孪生编排系统的各个部件之间的数据流的序列图。图5包括环境500，在环境500中，数据流在用户接口505、编排引擎510、数字孪生数据库515和数字孪生环境520之间传送。
首先，用户接口505可以设置目标结果和性能值以满足系统目标。这样的用户输入可以指数字孪生必须遵守的用以表示工业自动化环境中的真实实体或系统的电气需求、热需求、机械需求等。目标结果可以指单个数字孪生相对于真实实体的保真度，或者目标结果可以指整个数字孪生环境520相对于真实系统的保真度，或者它们的某种组合。用户接口505可以在诸如图4的计算设备401的计算设备上操作。用户接口505经由诸如API的通信协议将目标结果和性能值传送至编排引擎510。
编排引擎510可以在操作用户接口505的计算设备上运行，或者编排引擎510可以在单独的环境中操作。编排引擎510获得来自用户接口505的用户输入，并且根据用户输入识别一个或更多个数字孪生。编排引擎510经由通信链路与数字孪生数据库515进行通信。数字孪生数据库515可以是本地数据库、远程数据库或诸如图3的数据中心306的数据中心，数字孪生数据库515包括数字孪生的列表或目录以及与每个数字孪生相关联的元数据，诸如数字孪生类型、模型，保真度等。编排引擎505接收来自数字孪生数据库515的一个或更多个数字孪生，并且将数字孪生加载至以与工业自动化环境相对应的配置的数字孪生环境520。
数字孪生环境520包括根据工业自动化环境配置的一个或更多个识别的数字孪生。例如，工业自动化环境可以包括传送带组件，该传送带组件包括驱动器、马达、齿轮箱和传送带以及其他设备。数字孪生环境520可以包括以相同顺序配置的表示每个上述设备的数字孪生。对数字孪生进行配置可以包括：设置参数以匹配用户接口505的用户输入；布置数字孪生的顺序以及/或者使来自一个数字孪生的输入和输出与另一数字孪生一致。一旦数字孪生环境520与工业自动化环境一致，就可以运行模型以使用数字孪生来表示、模拟或仿真自动化过程的输出。可以将结果提供给至少用户接口505以显示给用户。
在本实施方式中，用户可以在获得结果之后使用用户接口505来更新目标结果。作为更新目标结果的结果，编排引擎510可以接收更新的参数并且识别一个或更多个新的数字孪生以进行利用。数字孪生数据库515可以提供新识别的数字孪生，并且编排引擎510可以在数字孪生环境520中加载新的数字孪生。然后，数字孪生环境520可以执行相同的过程或另一过程并且将更新的结果提供至用户接口505。
本领域技术人员可以理解，数字孪生环境520可以使用一个或更多个数字孪生连续地提供模型结果。在数字孪生系统的连续操作期间，一个或更多个数字孪生可以被换入/换出以及/或者被重新配置以确定数字孪生环境520的性能。此外，可以经由用户接口505在整个过程中更新目标结果，这可以触发由编排引擎510对数字孪生环境520进行的自动更新。
图6是示出根据本技术的一些实施方式的数字孪生编排系统的各个部件之间的数据流的序列图。图6包括环境600，在环境600中，数据流在用户接口605、编排610、数字孪生数据库615和数字孪生环境620之间传送。
首先，用户接口605可以设置目标结果和性能值或多重物理个性特征以满足系统目标。这样的用户输入可以指数字孪生必须遵守的用以表示工业自动化环境中的真实设备或系统的电气需求、热需求、机械需求等。目标结果可以指单个数字孪生相对于真实实体的保真度，或者目标结果可以指整个数字孪生环境620相对于真实系统的保真度或者它们的某种组合。用户接口605可以在诸如图4的计算设备401的计算设备上操作。用户接口605经由诸如API的通信协议将目标结果和性能值传送至编排引擎610。
编排引擎610可以在操作用户接口605的计算设备上运行，或者编排引擎610可以在单独的环境中操作。编排引擎610获得来自用户接口605的用户输入并且根据用户输入识别一个或更多个数字孪生。编排引擎610经由通信链路与数字孪生数据库615进行通信。数字孪生数据库615可以是本地数据库、远程数据库或诸如图3的数据中心306的数据中心，数字孪生数据库615包括数字孪生的列表或目录以及与每个数字孪生相关联的元数据，诸如数字孪生类型、模型，保真度等。编排引擎605接收来自数字孪生数据库615的一个或更多个数字孪生，并且将数字孪生加载至以与工业自动化环境相对应的配置的数字孪生环境620。
数字孪生环境620包括根据工业自动化环境配置的一个或更多个识别的数字孪生。例如，工业自动化环境可以包括传送带组件，该传送带组件包括驱动器、马达、齿轮箱和传送带以及其他设备。数字孪生环境620可以包括以相同顺序配置的表示每个上述设备的数字孪生。对数字孪生进行配置可以包括：设置参数以匹配用户接口605的用户输入；布置数字孪生的顺序以及/或者使来自一个数字孪生的输入和输出与另一数字孪生一致。一旦数字孪生环境620与工业自动化环境一致，就可以运行模拟、仿真等以对数字孪生的输出进行建模。来自每个数字孪生的结果可以被协调或同步并且提供至至少用户接口605以显示给用户。此外，在一些实施方式中，可以对数字孪生的视觉表示进行建模以展示工业自动化环境中的实体的性能(即，物理性能和/或统计性能)。
在该实施方式中，用户可以在获得结果之后使用用户接口605来更新目标结果。因此，编排引擎610可以接收更新的参数并且重新配置先前加载的数字孪生。响应于配置，数字孪生数据库615可以更新所识别的数字孪生的记录或表。然后，编排引擎610可以在数字孪生环境620中加载更新的数字孪生。数字孪生环境620然后可以执行另一表示以将更新的结果提供至用户接口605。在其他实施方式中，数字孪生环境620可以执行模拟和/或仿真，以例如提供更新的结果。此外，数字孪生环境620可以经由IoT从一个或更多个物理实体提取数据。
本领域技术人员可以理解，数字孪生环境620可以使用一个或更多个数字孪生连续地提供模型结果。在数字孪生系统的连续操作期间，一个或更多个数字孪生可以被换入/换出或被重新配置以确定数字孪生环境620的性能。此外，可以经由用户接口605在整个过程中更新目标结果，这可以触发由编排引擎610对数字孪生环境620进行的自动更新。
图7示出了根据本技术的一些实施方式的用于配置数字孪生环境的示例性操作架构。图7包括架构700，架构700进一步包括数字孪生数据库701、子系统模型705、更新的子系统模型706、模型选择器720、数字孪生结果数据库725和模型输出740。数字孪生数据库701包括数字孪生索引702和数字孪生参数711。子系统模型705包括可以表示工业部件的通用虚拟模型的数字孪生模板710、712、714和716。更新的子系统模型706包括数字孪生730、732、734和736，数字孪生730、732、734和736中的每一个包括提供模型输出740所需的参数。
在操作中，数字孪生数据库701包括数字孪生的目录，并且可以被查询以创建能够提供模型输出740的数字孪生的子系统，该数字孪生的子系统表示在工业环境中操作的真实实体的子系统。数字孪生数据库701包括数字孪生索引702和数字孪生参数711。数字孪生索引702可以包括每个真实实体的一个数字孪生，或者数字孪生索引702可以包括每个真实实体的多个数字孪生，每个数字孪生通过标识符或某种其他方式被链接。在每个真实实体包括多个数字孪生的实施方式中，每个数字孪生可以被配置成表示真实实体的不同特征。数字孪生参数711可以包括关于数字孪生索引702中的每个数字孪生的信息，诸如存储在表中或以类似方式存储的数字孪生名称、对应的真实实体、数字孪生保真度特性或特征和其他元数据。
编排引擎可以与数字孪生数据库701进行通信，以搜索、识别以及获得数字孪生部件以形成子系统模型705。子系统模型705可以包括诸如数字孪生模板710、712、714和716的多个数字孪生部件，每个数字孪生部件表示用作工业自动化过程的一部分的真实实体。数字孪生模板可以具有与它们相关联的参数，但是在一些实施方式中，数字孪生模板可能仅识别用于表示真实实体的数字孪生的类型。每个数字孪生模板可以由用户经由用户接口手动地从数字孪生数据库701中选择，或者每个数字孪生模板可以至少基于数字孪生所需的期望结果和/或保真度特性而被自动地导入。可以理解的是，子系统模型705可以在编程环境或设计工作室诸如Studio5000中被创建。
模型选择器720可以向用户提供选择工具以识别形成为子系统模型705的数字孪生环境的目标，其中，子系统模型705可以被配置成根据该目标执行。例如，用户可以选择部件类型、部件性能要求、性能值、部件保真度特征、期望的模型结果等。在各种实施方式中，模型选择器720是在与一个或更多个数据库和编排引擎通信的计算设备上操作的用户接口。
基于提供至模型选择器720的选择，可以使用来自数字孪生数据库701和/或数字孪生结果数据库725的数字孪生730、732、734和736对更新的子系统模型706进行编排和配置。在实施方式中，数字孪生结果数据库725可以包括用以引用位于数字孪生数据库701中的数字孪生或模板的标识符或索引(即，数字孪生索引702)。模型选择器720可以向数字孪生结果数据库725提供信息，诸如来自子系统模型705的数字孪生名称、类型和/或参数以及被选择的选择或结果以及其他细节。然后，数字孪生结果数据库725可以识别数字孪生模板710，712、714和716中的每一个，使用参数、保真度特性等来填充或配置/重新配置这些数字孪生模板，并且根据选择或结果使用被配置成表示工业自动化实体的数字孪生(即，数字孪生730、732、734、736)来创建更新的子系统模型706。
此外，模型选择器720可以与数字孪生结果数据库725进行通信以基于选择的结果和值来识别可使用的数字孪生。数字孪生数据库725可以识别可以在更新的子系统模型706中使用的一个或更多个数字孪生。在一些情况下，用户可以选择使用哪个数字孪生；在其它情况下，最适合的数字孪生可以被自动选择。数字孪生结果数据库725还可以针对数字孪生730、732、734和736中的每一个提供所需的接口(即API)，以根据在模型选择器720处做出的选择来执行。此外，数字孪生730、732、734和736中的每一个可以被协调或被同步以与适当的时序一致以模仿工业自动化实体。更新的子系统模型706的每个数字孪生可以经由API将其输出作为输入提供至下一个数字孪生，因此子系统可以像其真实的对应物一样执行。例如，数字孪生732可以接收来自数字孪生730的输入、创建输出并且将其输出提供至数字孪生734以同步地运行等。
在一些实施方式中，更新的子系统模型706可以被显示在用户接口上以允许数字孪生参数的进一步配置、微调和/或同步。随后，更新的子系统模型706可以被执行以协调工业过程并且产生模型输出740。此外，模型输出740可以被上传并且保存至数字孪生结果数据库725和/或数字孪生数据库701以供稍后使用。
可以理解的是，在另一实施方式中，可以存在数字孪生数据库701和数字孪生结果数据库725中的仅一者，或者它们在功能上可以是相同的数据库。因此，模型选择器720可以查询数据库以在架构700的上下文或其他附图中描述的子系统模型创建过程期间的一个或更多个点处填充并且创建子系统模型，以产生工业自动化环境的表示。
图8A、图8B以及图8C示出了根据本技术的一些实施方式的可以用于对数字孪生环境进行配置并且与数字孪生环境交互的示例性接口。图8A包括环境800，环境800进一步包括用户输入805、数字孪生环境810和数字孪生模型结果840。用户输入805包括结果选择806和参数807。数字孪生环境810包括数字孪生815、820、825和830。数字孪生模型结果840包括与数字孪生的特定结果有关的多重物理个性特征的图形表示，该图形表示具有用以指示所述多重物理个性特征的保真度的标度。图形表示可以包括特性C1至C8或任何数目的特性，并且展示与这些特性有关的值。
在操作中，用户输入805可以由用户经由用户接口来选择。用户可以从诸如用户定义、热分析、能量分析、控制分析以及更多的结果选择806中选择目标结果。可以理解的是，用户可以选择一个或多于一个目标结果。例如，这些选择可以表示数字孪生系统的目标，这是因为数字孪生系统对工业过程的性能进行了建模。因此，如图8A所示的控制分析选择可以影响对数字孪生的选择，所述数字孪生趋向于最佳地表示真实实体的控制方面和/或特性的数字孪生。此外，用户可以输入或选择参数807以定义数字孪生的操作。
数字孪生环境810表示体现真实工业环境的虚拟环境。因此，数字孪生815是驱动器的数字表示，数字孪生820是马达的数字孪生，数字孪生825是齿轮箱的数字孪生，以及数字孪生830是传送带的数字孪生。每个数字孪生可以经由一个或更多个诸如API的接口被连接并进行通信，以彼此提供输入/输出并且与时间单元同步以允许数字孪生环境810与真实实体协调。数字孪生环境810中的数字孪生可以在数据库中被识别，并且由编排引擎或用户根据用户输入805从数据库中进行选择。数字孪生可以包括个性特征或保真度特性、性能值和/或指示能够由数字孪生表示的内容的其他元数据。例如，一个数字孪生可能具有指示电气保真度的个性特征，而另一数字孪生可能具有电气保真度和机械保真度二者或特征的一些其他组合。因此，当用户输入805改变时，可以针对不同的表示对数字孪生进行预配置、配置以及/或者预配置或切换出数字孪生。可以通过诸如保真度特性、类型、性能值等的多个标识符从数据库中搜索并选择数字孪生。因此，数据库可以包括数字孪生的目录和相应的标识符。
通过运行数字孪生环境810，可以产生数字孪生模型结果840以展示整体系统性能。在其他实施方式中，可以针对数字孪生环境810的每个数字孪生提供如数字孪生模型结果840的结果。数字孪生模型结果840示出了至少基于用户输入805和在数字孪生环境810中选择的模型最大程度地反映了特性1、5和7(即C1、C5和C7)。在各种实施方式中，数字孪生环境810的每个数字孪生(即815、820、825和830)可以被配置/重新配置以产生不同的数字孪生模型结果840。
可以理解的是，可以以各种方式呈现和选择用户输入805以及其他特征。例如，在实施方式中，用户输入805可以由诸如数字孪生模型结果840的蜘蛛图表示，其中，可以预先选择每个期望的特性以确定数字孪生环境810的配置参数。因此，可以查询数据库以找到具有用于实现由用户输入805表示的结果的特性或保真度值的一个或更多个数字孪生。还可以理解的是，并非每个数字孪生都可以具有与结果相对应的特性。然而，数字孪生环境810中的每个数字孪生的组合最终可能导致该结果的表示。此外，数据库中可能多于一个数字孪生可供使用。在那些实例中，用户、计算设备、编排层等可以选择适当的数字孪生以在数字孪生环境810中使用。
图8B示出了基于数字孪生选择中的变化和/或数字孪生结果841的修改而具有每个特性的不同值的数字孪生模型结果841。因此，在数字孪生环境810中提供更新的数字孪生选择/配置。数字孪生环境810现在包括数字孪生815、821、825和830。与数字孪生820一样，数字孪生821也表示马达，然而，数字孪生821可以产生独特的输出或具有与图8A中使用的数字孪生820不同的多重物理个性特征。因此，数字孪生821的替换可以改变模型结果并且产生其中特性2、4和7(即C2、C4和C7)主导建模的保真度特征的结果。
在各种实例中，可以在配置/重新配置数字孪生环境810之前或之后修改数字孪生模型结果841。例如，用户可以调整数字孪生模型结果841以产生除用户输入805中的变化之外或代替用户输入805中的变化的不同结果。因此，可以查询数据库以获得能够表示更新的结果的一个或更多个数字孪生或数字孪生的某种组合。可替选地，可以根据数字孪生模型结果841和/或用户输入805来重新配置最初被选择以用于数字孪生环境810的数字孪生。
图8C示出了基于用户输入805的不同选择和/或对数字孪生结果842的修改而改变的数字孪生模型结果842。例如，结果选择806现在将热分析识别为模型目标，并且因此，数字孪生模型结果842可以反映与热分析相对应的保真度值。可以理解的是，在一些情况下，数字孪生模型结果842可以被改变，而不是导致不同的结果选择806。
用户输入805以及其他因素可以影响数字孪生环境810中使用的数字孪生的选择。在其他实施方式中，用户输入805可以影响数字孪生环境810的数字孪生的特性。在用户输入805的选择发生变化后，可以通过请求来查询数据库以获得能够表示期望的结果的其他数字孪生或数字孪生的另一组合。可替选地，可以重新配置数字孪生中的一个或更多个数字孪生以产生期望的结果。在图8C所示的实例中，通过更新用户输入805，数字孪生模型结果842产生忠实于特性C1、C4、C5和C6的实体的模拟。
图9示出了根据本技术的实现方式的用以执行数字孪生编排的计算系统901。计算系统901表示可以与本文中公开的用于数字孪生编排的各种操作架构、过程、场景和序列一起使用的任何系统或系统的集合。计算系统901可以被实现为单个装置、系统或设备，或者可以以分布式方式实现为多个装置、系统或设备。计算系统901包括但不限于处理系统902、存储系统903、软件905、通信接口系统907和用户接口系统909(可选的)。处理系统902与存储系统903、通信接口系统907和用户接口系统909可操作地耦接。计算系统901可以表示云计算设备、分布式计算设备等。
处理系统902加载并执行来自存储系统903的软件905。软件905包括并实现数字孪生编排过程906，该数字孪生编排过程906表示关于前面的附图讨论的数字孪生编排过程中的任何数字孪生编排过程。当由处理系统902执行以提供数字孪生编排功能时，软件905指导处理系统902针对在前述实现方式中讨论的至少各种过程、操作场景和序列如本文所述的那样进行操作。计算系统901可以可选地包括出于简洁的目的而未讨论的另外的设备、特征或功能。
仍然参照图9，处理系统902可以包括检索并执行来自存储系统903的软件905的微处理器和其他电路系统。处理系统902可以在单个处理设备内实现，但也可以跨在执行程序指令时协作的多个处理设备或子系统分布。处理系统902的示例包括通用中央处理单元、图形处理单元、专用处理器和逻辑器件以及任何其他类型的处理设备、其组合或变型。
存储系统903可以包括能够由处理系统902读取并且能够存储软件905的任何计算机可读存储介质。存储系统903可以包括以用于存储信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。存储介质的示例包括随机存取存储器、只读存储器、磁盘、光盘、光学介质、闪存、虚拟存储器和非虚拟存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备或任何其他合适的存储介质。在任何情况下，计算机可读存储介质都不是传播信号。
除了计算机可读存储介质之外，在一些实现方式中，存储系统903还可以包括计算机可读通信介质，通过该计算机可读通信介质，软件905中的至少一些可以内部地通信或外部地通信。存储系统903可以被实现为单个存储设备，但也可以跨共处的或相对于彼此分布开的多个存储设备或子系统实现。存储系统903可以包括能够与处理系统902或可能的其他系统进行通信的另外的元件诸如控制器。
软件905(包括数字孪生编排过程906)可以以程序指令来实现，并且软件905除了其他功能之外还可以在由处理系统902执行时指导处理系统902如关于本文所示的各种操作场景、序列和过程所描述的那样进行操作。例如，软件905可以包括用于实现如本文所述的用于数字孪生系统的编排引擎的程序指令。
特别地，程序指令可以包括协作或以其他方式交互以执行本文描述的各种过程和操作场景的各种部件或模块。各种部件或模块可以以编译或解释指令或者以指令的一些其他变型或组合来实施。各种部件或模块可以以同步或异步方式、串行地或并行地、在单线程环境或多线程中、或根据任何其他合适的执行范例、变型或其组合来执行。软件905可以包括另外的过程、程序或部件，诸如操作系统软件、虚拟化软件或其他应用软件。软件905还可以包括固件或能够由处理系统902执行的一些其他形式的机器可读处理指令。
通常，软件905可以在被加载至处理系统902中并且被执行时将(计算系统901所表示的)合适的装置、系统或设备整体从通用计算系统变换为被定制成提供如本文所述的数字孪生编排的专用计算系统。实际上，存储系统903上的编码软件905可以变换存储系统903的物理结构。物理结构的具体变换可能取决于本说明书的不同实现方式中的各种因素。这样的因素的示例可以包括但不限于用于实现存储系统903的存储介质的技术以及计算机存储介质是被表征为主要存储装置还是次要存储装置以及其他因素。
例如，如果计算机可读存储介质被实现为基于半导体的存储器，则软件905可以在程序指令被编码在其中时诸如通过变换构成半导体存储器的晶体管、电容器或其他分立电路元件的状态来变换半导体存储器的物理状态。关于磁性介质或光学介质，可能会发生类似的变换。在不脱离本说明书的范围的情况下，物理介质的其他变换是可能的，提供前述示例仅为了便于本讨论。
通信接口系统907可以包括允许通过通信网络(未示出)与其他计算系统(未示出)进行通信的通信连接和设备。一起允许进行系统间通信的连接和设备的示例可以包括网络接口卡、天线、功率放大器、射频电路系统、收发器和其他通信电路系统。连接和设备可以通过通信介质诸如金属、玻璃、空气或任何其他合适的通信介质进行通信，以与其他计算系统或系统的网络交换通信。上述介质、连接和设备是公知的并且不需要在此详细讨论。
计算系统901与其他计算系统(未示出)之间的通信可以通过一个或多个通信网络并且根据各种通信协议、协议的组合或其变型来发生。示例包括内联网、互联网、因特网、局域网、广域网、无线网络、有线网络、虚拟网络、软件定义的网络、数据中心总线和背板，或任何其他类型的网络、网络的组合或其变型。上述通信网络和协议是公知的，并且不需要在此详细讨论。
虽然本文提供的一些示例在编排引擎的上下文中被描述，但应当理解，本文描述的数字孪生编排系统和方法不限于这样的实施方式，并且可以应用于各种其他数字孪生环境及其相关联的系统。如本领域技术人员将理解的，本发明的各方面可以体现为系统、方法、计算机程序产品和其他可配置系统。因此，本发明的各方面可以采用以下形式：完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合软件方面和硬件方面的实施方式，这些形式在本文中可以被统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采用包含在一个或更多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有包含在其上的计算机可读程序代码。
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应以包含性意义来解释，而不是排他性或穷举性的意义；也就是说，以“包括但不限于”的意义来解释。如本文中所使用的，术语“连接”、“耦接”或其任何变型意指两个或更多个元件之间的直接或间接的任何连接或耦接；元件之间的耦接或连接可以是物理的、逻辑的或其组合。此外，词语“本文中”、“以上”、“以下”以及类似含义的词语当在本申请中被使用时是指作为整体的本申请而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，上述具体实施方式中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。关于两个或更多个项的列表，词语“或”涵盖了该词语的所有以下解释：列表中的任何项、列表中的所有项以及列表中的项的任何组合。
短语“在一些实施方式中”、“根据一些实施方式”、“在所示的实施方式中”、“在其他实施方式中”等通常意指：跟随短语的特定特征、结构或特性被包括在本技术的至少一个实现方式中，并且可以被包括在多于一个实现方式中。此外，这样的短语不一定指相同的实施方式或不同的实施方式。
本技术的示例的上述具体实施方式并非旨在穷举或将本技术限制于以上公开的精确形式。尽管上文出于说明性目的描述了本技术的具体示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本技术的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然过程或块以给定顺序呈现，但替选实现方式可以以不同的顺序执行具有步骤的例程，或以不同的顺序采用具有块的系统，并且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改一些过程或块以提供替选方式或子组合。这些过程或块中的每一个可以以各种不同的方式被实现。此外，虽然过程或块有时被示出为串行执行，但这些过程或块可以替代地并行执行或实现或者可以在不同时间执行。此外，本文指出的任何具体数字仅是示例：替选实现方式可以采用不同的值或范围。
本文中提供的技术的教示可以应用于其他系统，不一定是上述系统。可以组合上述各种示例的元件和动作以提供本技术的另外的实现方式。本技术的一些替选实现方式不仅可以包括上述那些实现方式的附加元件，还可以包括更少的元件。
可以根据以上具体实施方式对本技术进行这些和其他改变。尽管以上说明描述了本技术的某些示例并且描述了设想的最佳模式，但无论以上在文本中如何详细描述，本技术都可以以多种方式被实践。系统的细节可以在其具体实现方式方面显著变化，但仍被本文公开的技术所涵盖。如上所述，在描述技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应当被认为暗示该术语在本文中被重新定义以限于与该术语相关联的技术的任何特定特性、特征或方面。通常，在所附权利要求中使用的术语不应当被解释成将该技术限制于说明书中公开的具体示例，除非以上具体实施方式部分明确限定了这样的术语。因此，本技术的实际范围不仅涵盖了所公开的示例，还涵盖了按照权利要求实践或实现技术的所有等同方式。
为了减少权利要求的数目，本技术的某些方面以某些权利要求的形式在下面呈现，但是申请人在任意数目的权利要求形式中都考虑了该技术的各个方面。例如，虽然仅将本技术的一个方面记载成计算机可读介质权利要求，但其他方面可以同样地或以其他形式体现为计算机可读介质权利要求，诸如以装置加功能权利要求来体现。旨在根据35U.S.C.§112(f)处理的任何权利要求将以词语“用于……的装置”开始，但在任何其他上下文中使用术语“用于”并不旨在援引根据35U.S.C.§112(f)的处理。因此，申请人保留在提交本申请之后在本申请或在继续申请中寻求附加权利要求的权利，以寻求这样的附加权利要求形式。

Claims (20)

1.一种在工业自动化环境中操作编排引擎的方法，所述方法包括：
识别用于对所述工业自动化环境进行建模的目标结果；
至少基于所述目标结果来配置与所述工业自动化环境相对应的数字孪生环境，其中，所述数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生表示所述工业自动化环境的一个或更多个真实实体；以及
使用所述数字孪生环境来执行与所述工业自动化环境相关联的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括向用户接口提供与所述工业自动化环境相关联的过程的数字孪生表示。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述数字孪生环境进行配置包括：将所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生同步至所述工业自动化环境的定时单元。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标结果包括以下项中的一项或更多项：
所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生相对于所述一个或更多个真实实体中的每个真实实体的实际性能的性能保真度，以及
所述数字孪生环境相对于所述工业自动化环境的实际性能的性能保真度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述数字孪生环境进行配置包括：搜索数字孪生的数据库以得到具有与所述目标结果相对应的保真度特性的一个或更多个数字孪生，其中，所述数据库包括由至少数字孪生各自的保真度特性标识的数字孪生的目录。
6.根据权利要求2所述的方法，还包括：至少基于与所述工业自动化环境相关联的过程的数字孪生表示来调整所述数字孪生环境。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，调整所述数字孪生环境包括：配置所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生以根据所述目标结果来执行。
8.一种计算装置，包括：
一个或更多个计算机可读存储介质；
与所述一个或更多个计算机可读存储介质可操作地耦接的处理系统；以及
存储在所述一个或更多个计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令基于被所述处理系统读取和执行而指导所述计算装置至少执行以下操作：
识别用于对工业自动化环境进行建模的目标结果；
至少基于所述目标结果来配置与所述工业自动化环境相对应的数字孪生环境，其中，所述数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生表示所述工业自动化环境的一个或更多个真实实体；以及
使用所述数字孪生环境来执行与所述工业自动化环境相关联的过程。
9.根据权利要求8所述的计算装置，其中，所述程序指令还指导所述计算装置向用户接口提供与所述工业自动化环境相关联的过程的数字孪生表示。
10.根据权利要求9所述的计算装置，其中，为了配置所述数字孪生环境，所述程序指令指导所述计算装置将所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生同步至所述工业自动化环境的定时单元。
11.根据权利要求8所述的计算装置，其中，所述目标结果包括以下项中的一项或更多项：
所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生相对于所述一个或更多个真实实体中的每个真实实体的实际性能的性能保真度，以及
所述数字孪生环境相对于所述工业自动化环境的实际性能的性能保真度。
12.根据权利要求8所述的计算装置，其中，为了配置所述数字孪生环境，所述程序指令指导所述计算装置搜索数字孪生的数据库以得到具有与所述目标结果相对应的保真度特性的一个或更多个数字孪生，其中，所述数据库包括由至少数字孪生各自的保真度特性标识的数字孪生的目录。
13.根据权利要求9所述的计算装置，其中，所述程序指令还指导所述计算装置至少基于与所述工业自动化环境相关联的过程的数字孪生表示来调整所述数字孪生环境。
14.根据权利要求13所述的计算装置，其中，为了调整所述数字孪生环境，所述程序指令还指导所述计算装置配置所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生以根据所述目标结果来执行。
15.一个或更多个计算机可读存储介质，所述一个或更多个计算机可读存储介质具有存储在其上的程序指令，所述程序指令用以在工业自动化环境中操作编排引擎，其中，所述程序指令在被处理系统读取和执行时指导所述处理系统至少执行以下操作：
识别用于对所述工业自动化环境进行建模的目标结果；
至少基于所述目标结果来配置与所述工业自动化环境相对应的数字孪生环境；以及
使用所述数字孪生环境来执行与所述工业自动化环境相关联的过程。
16.根据权利要求15所述的一个或更多个计算机可读存储介质，其中，所述数字孪生环境包括一个或更多个数字孪生，所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生被同步以表示所述工业自动化环境中的一个或更多个真实设备。
17.根据权利要求16所述的一个或更多个计算机可读存储介质，其中，所述目标结果包括以下项中的一项或更多项：
所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生相对于所述一个或更多个真实设备中的每个真实设备的实际性能的性能保真度，以及
所述数字孪生环境相对于所述工业自动化环境的实际性能的性能保真度。
18.根据权利要求16所述的一个或更多个计算机可读存储介质，其中，为了配置所述数字孪生环境，所述程序指令还指导所述处理系统搜索数字孪生的数据库以得到具有与所述目标结果相对应的保真度特性的一个或更多个数字孪生，其中，所述数据库包括由至少数字孪生各自的保真度特性标识的数字孪生的目录。
19.根据权利要求16所述的一个或更多个计算机可读存储介质，其中，所述程序指令还指导所述处理系统至少基于与所述工业自动化环境相关联的过程的数字孪生表示来调整所述数字孪生环境。
20.根据权利要求19所述的一个或更多个计算机可读存储介质，其中，为了调整所述数字孪生环境，所述程序指令还指导所述处理系统配置所述一个或更多个数字孪生中的每个数字孪生以根据所述目标结果来执行。
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