Was ist Azure Digital Twins?

Azure Digital Twins ist ein PaaS-Angebot (Platform-as-a-Service), mit dem Sie basierend auf digitalen Modellen ganzer Umgebungen Zwillingsgraphen erstellen können. 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.

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 Objekten wie IoT-Geräten und vorhandenen Geschäftssystemen
  • Einsatz eines zuverlässigen Ereignissystems für eine dynamische Geschäftslogik und Datenverarbeitung
  • Integration in Azure-Daten, -Analysefunktionen und -KI-Diensten, um Abläufe der Vergangenheit nachzuverfolgen und anhand der gewonnenen Informationen die Zukunft vorherzusagen

Funktionen von Azure Digital Twins

Nachfolgend sind die von Azure Digital Twins bereitgestellten Funktionen zusammengefasst.

Offene Modellierungssprache

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 z. B. Modelle wie „Gebäude“, „Etage“ und „Fahrstuhl“ definieren. Anschließend erstellen Sie basierend auf diesen Modellen digitale Zwillinge zur Darstellung Ihrer Umgebung.

Hinweis

Digitale Zwillinge in Azure Digital Twins unterscheiden sich von Gerätezwillingen in IoT Hub. Bei IoT Hub-Gerätezwillingen steht häufig die Beschreibung der Aspekte und Funktionen eines Geräts im Vordergrund. Bei Zwillingen in Azure Digital Twins handelt es sich dagegen um eher konzeptionelle Darstellungen zur Speicherung benutzerdefinierter Informationen zu einem Gerät oder zu zahlreichen verwandten Geräten.

IoT Hub-Gerätezwillinge können im Rahmen einer End-to-End-Lösung, die Geräte dienstübergreifend darstellt, mit Azure Digital Twins verbunden werden.

Modelle werden mit der JSON-ähnlichen Sprache Digital Twins Definition Language (DTDL) definiert. Sie enthalten Angaben wie Statuseigenschaften, Telemetrieereignisse, Befehle, Komponenten und Beziehungen zum Beschreiben der Zwillinge.

  • Darüber hinaus werden mit Modellen semantische Beziehungen zwischen ihren Entitäten definiert. Mit diesen Beziehungen lassen sich Zwillinge in einem Graphen verbinden, der Aufschluss über die Interaktionen der Zwillinge gibt. In einer Beschreibung Ihrer Umgebung können Modelle als Nomen und die Beziehungen als Verben betrachtet werden.
  • Außerdem lassen sich Zwillinge mithilfe der Modellvererbung spezialisieren. Ein Modell kann Informationen von einem anderen Modell erben.

DTDL wird auch in anderen Azure IoT-Diensten für Datenmodelle verwendet. Dazu zählen u. a. IoT Plug & Play und Time Series Insights (TSI). Diese Art der Gemeinsamkeit stellt sicher, dass Ihre Azure Digital Twins-Lösung mit anderen Bereichen des Azure-Ökosystems verbunden werden kann und kompatibel ist.

Liveausführungsumgebung

Bei den digitalen Modellen in Azure Digital Twins handelt es sich um aktuelle Livedarstellungen der realen Welt. Mithilfe der Beziehungen in Ihren benutzerdefinierten DTDL-Modellen verbinden Sie die Zwillinge in einem Livediagramm, mit dem Ihre Umgebung dargestellt wird.

Sie können Ihren Azure Digital Twins-Graphen in Azure Digital Twins-Explorervisualisieren, der die folgende Schnittstelle für die Interaktion mit Ihrem Graphen bereitstellt:

Screenshot: Azure Digital Twins-Explorer mit einem Graphen von Knoten, die digitale Zwillinge darstellen

Azure Digital Twins bietet ein umfangreiches Ereignissystem, um sicherzustellen, dass dieses Diagramm mit Datenverarbeitung und Geschäftslogik stets auf dem aktuellen Stand ist. Für eine flexible, individuell angepasste Datenverarbeitung können Sie zudem externe Computeressourcen wie Azure Functions verbinden.

Darüber hinaus können Sie die leistungsfähige Abfrage-API von Azure Digital Twins verwenden, um Erkenntnisse aus der Liveausführungsumgebung zu extrahieren. Diese API ermöglicht Ihnen die Ausführung von Abfragen mit umfangreichen Suchbedingungen, wie z. B. 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.

Eingaben aus IoT- und Geschäftssystemen

Um sicherzustellen, dass die Liveausführungsumgebung von Azure Digital Twins stets auf dem aktuellen Stand ist und der realen Umgebung entspricht, können Sie Ihre Lösung mithilfe von IoT Hub mit IoT- und IoT Edge-Geräten verbinden. Diese vom Hub verwalteten Geräte werden als Teil Ihres Zwillingsdiagramms dargestellt und stellen die Daten für Ihr Modell bereit.

Sie können zu diesem Zweck einen neuen IoT-Hub 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 Diensten wie Logic Apps auch mit anderen Datenquellen verbinden.

Ausgabe an ADX, TSI, Speicher- oder Analysedienste

Die Daten in Ihrem Azure Digital Twins-Modell können für weitere Analysen oder zum Speichern an nachgelagerte Azure-Dienste weitergeleitet werden. Diese Funktionalität wird durch Ereignisrouten bereitgestellt, die für den Datenfluss Event Hub, Event Grid oder Service Bus nutzen.

Mit Ereignisrouten lassen sich u. a. folgende Aufgaben ausführen:

Diese Option stellt eine andere Möglichkeit dar, mit der sich Azure Digital Twins mit einer umfangreicheren Lösung verbinden kann, um Ihre individuellen Anforderungen bei der kontinuierlichen Arbeit mit diesen Erkenntnissen zu erfüllen.

Azure Digital Twins im Lösungskontext

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

Eine umfassende Lösung mit Azure Digital Twins könnte folgende Elemente beinhalten:

  • 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.
  • Nachgelagerte Dienste für Aufgaben wie Workflowintegration (z. B. Logic Apps, Cold Storage, Azure Data Explorer, Zeitreihenintegration oder Analysen).

Die folgende Abbildung zeigt, wie sich Azure Digital Twins im Kontext einer größeren Azure IoT-Lösung einfügt.

Abbildung mit Eingabequellen, Ausgabediensten und bidirektionaler Kommunikation mit Client-Apps und externen Computeressourcen.

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