數(shù)字孿生（Digital Twin）：為物理對(duì)象建立對(duì)應(yīng)的數(shù)字模型誊薄，該模型可以通過接收來自物理對(duì)象的數(shù)據(jù)而實(shí)時(shí)演化冠蒋，從而與物理對(duì)象在全生命周期保持一致殉疼〔牌幔基于數(shù)字孿生牛曹，我們可以進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)醇滥、診斷黎比、訓(xùn)練等（即仿真），并將仿真結(jié)果反饋給物理對(duì)象腺办，從而對(duì)物理對(duì)象進(jìn)行優(yōu)化和決策焰手。

相比對(duì)數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)，那么更重要的是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生怀喉。Unity3D作為被廣泛使用的實(shí)時(shí)3D創(chuàng)作平臺(tái),擁有很大的開發(fā)者群體书妻，并且在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用，比如工業(yè)中數(shù)字孿生躬拢。

使用 Unity 能夠?qū)δＰ蛿?shù)據(jù)躲履、傳感器數(shù)據(jù)或點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸和渲染，在添加物理特性和行為邏輯后聊闯，不僅可以將簡(jiǎn)單工猜、抽象的模型和數(shù)據(jù)處理為照片級(jí)的實(shí)時(shí)渲染效果，還可以在多個(gè)平臺(tái)以 AR/VR/MR 的形式進(jìn)行交互菱蔬，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生篷帅。

目前，使用Unity實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生拴泌，傳統(tǒng)的方式是數(shù)據(jù)服務(wù)跟Unity之間通信實(shí)現(xiàn)魏身。

首先，加工設(shè)備安裝IOT設(shè)備蚪腐，IOT將獲取PLC數(shù)據(jù)并以JSON的格式實(shí)時(shí)上傳箭昵。

其次，需要有一個(gè)接收服務(wù)回季，可以是寫的一個(gè)簡(jiǎn)單的接收數(shù)據(jù)后端服務(wù)家制，接收IOT上傳的數(shù)據(jù)正林。

再次，Unity通過HTTP或者Socket方式從服務(wù)端實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)颤殴。

最后觅廓，通過實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，在Unity中實(shí)時(shí)對(duì)映射的虛擬設(shè)備（虛擬設(shè)備以現(xiàn)在都是手動(dòng)建模）驅(qū)動(dòng)诅病。

如果要反向控制哪亿，則反向，由Unity發(fā)出命令贤笆，服務(wù)接收命令蝇棉，iot獲取命令給PLC 從而控制物理設(shè)備。

這就是一個(gè)數(shù)字孿生工廠實(shí)現(xiàn)的過程芥永，看著很簡(jiǎn)單篡殷，但其實(shí)像IOT到服務(wù)到Unity，數(shù)據(jù)之間通信是比較麻煩的事情埋涧，既要保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性板辽，還得保證數(shù)據(jù)的正確性。如下圖棘催，最能說明這個(gè)過程劲弦。

工業(yè)機(jī)械硬件控制最常用的就是PLC來實(shí)現(xiàn)，PLC與機(jī)械醇坝，PLC與PLC之間也會(huì)有固定的通信協(xié)議來通信邑跪。其實(shí)數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就是來自PLC。這里大家就會(huì)想到呼猪，那我們直接用Unity和PLC通信就可以画畅，為什么還要有個(gè)服務(wù)？其實(shí)這樣是可以的宋距，不用IOT和后端服務(wù)轴踱，但是現(xiàn)在市場(chǎng)上有很多的通信協(xié)議，比如MQTT 谚赎、OPC-UA等等淫僻，每家PLC的通信協(xié)議不同。

福音來了壶唤。嘁傀。。视粮。

近來，Unity加大了在工業(yè)領(lǐng)域的投入橙凳，解決了以下問題

（1）數(shù)據(jù)通信

（2）模型從CAD到Unity的轉(zhuǎn)換蕾殴。

整個(gè)數(shù)字孿生平臺(tái)可以表現(xiàn)如下圖

1笑撞、模型處理，CAD數(shù)據(jù)模型處理工具Pixyz钓觉。

常規(guī)處理：

Pixyz數(shù)據(jù)模型處理：

2茴肥、數(shù)據(jù)通信，工具PREspective荡灾，這個(gè)工具作用：

提供多種工業(yè)通信協(xié)議的接口瓤狐；

提供復(fù)雜物理碰撞仿真；

提供網(wǎng)格合并批幌，物體單選等工具础锐；

提供機(jī)械仿真工具；

接入物理仿真模型文件荧缘，如Matlab皆警、Anasys等。

Unity換提供了InterAct（功能性快速開發(fā)工具）截粗、Reflect（一鍵轉(zhuǎn)換BIM數(shù)據(jù)至實(shí)時(shí)3D環(huán)境）和MARS（快速AR信姓、VR開發(fā)工具）。

主要介紹一下InterAct绸罗，這個(gè)工具比較強(qiáng)大意推。

INTERACT是直接從CAD模型創(chuàng)建高級(jí)AR/VR和XR應(yīng)用程序的強(qiáng)大平臺(tái)。

它的高精準(zhǔn)物理引擎可在任何AR/VR配置上提供復(fù)雜的模擬珊蟀，這包括碰撞檢測(cè)菊值、人體工程學(xué)分析、超大點(diǎn)云數(shù)據(jù)可視化系洛。

快速迭代：INTERACT的目標(biāo)是使用虛擬仿真讓決策過程更快速俊性、更輕松和更加以人為中心。

功能下圖展示：

解決了數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信描扯，那整個(gè)數(shù)字孿生技術(shù)方案就顯而易見：

CAD模型數(shù)據(jù)通過Pixyz轉(zhuǎn)換到Unity定页，物理設(shè)備PLC通過PREspective工具通信和定義行為，使PLC數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)経nity驅(qū)動(dòng)虛擬設(shè)備绽诚，（開發(fā)過程可借InterAct等工具）典徊，Unity發(fā)布成所需平臺(tái)。

形成方案：