核心业务难以上云的痛点：核心业务对运行环境性能要求极为严苛；核心业务在虚拟化环境下运行效能不够稳定；---核心业务数据一般具有敏感性、隐私性；上云业务安全性及安全机制设计不完善；核心业务公有云应对方案：作为一名客户经理我们可以向客户简单赋能并提出相关公有云应对核心业务上云的解决方案：选配ECS高配性能版-若客户的核心业务对于虚拟化环境运行无特殊要求，仅仅是性能要求较高，这是一个可用的选择；若客户担忧公有云隔离性、数据隐秘性问题，可推DEH专属主机服务；若客户核心业务不可兼容虚拟化环境，则可推荐BMS裸金属服务；作为一名客户经理，应从实际和客户角度出发，若客户核心业务不建议异地迁移上云，也可更换思维向其赋能推广公有云灾备类服务；

从客户角度去分析，核心业务难以上云的痛点主要有四个方面：核心业务对运行环境性能要求极为严苛；核心业务在虚拟化环境下运行效能不够稳定；核心业务数据一般具有敏感性、隐私性；上云业务安全性及安全机制设计不完善；我们可以向客户简单赋能提出公有云应对核心业务上云的解决方案：比如：若客户的核心业务对于虚拟化环境运行无特殊要求，仅仅是性能要求较高，选配ECS高配性能版；若客户担忧公有云隔离性、数据隐秘性问题，DEH专属主机服务是一个选择；若客户核心业务不可兼容虚拟化环境，BMS裸金属服务是一个选择；最终的落脚点还是客户实际需求，若客户核心业务确实不具备上云条件。从专业的角度出发，我们可以更换思维引导客户利用公有云做好灾备。

在 Android 操作系统中，有一个非常重要的核心部分： Android Runtime。说到这个，我相信很多人都听到过 Dalvik、ART、JIT 以及 AOT。或许好多人也和我之前一样，并不了解这些名词，以及这些名词背后做了些什么事情。本文从笔者了解到的信息，记录了 Android Runtime 中设计的一些概念，以及应用。1. 虚拟机在了解上面提到的名词之前，我们需要先知道什么是虚拟机， 它和 Android 又有什么样的渊源。在 2017 年的 Google I/O 大会上，Google 正式宣布 Kotlin-fist，Kotlin 正式成为 Android 的主要开发语言。在这之前， Android 开发者们都是使用 Java 来进行 Android 应用程序开发的。 Kotlin 和 Java 都是基于 JVM 的 CLASS格式 实现的语言，开发者通过他们编写出来的源代码都会被编译成 CLASS 文件。在 Android 中，也有相似的流程。“一次编写，到处运行” 是 Java 的宣传口号，而 JVM 正是实现此目标的关键所在。 JVM 即 Java 虚拟机，它将物理机器中的资源（CPU、内存、输入输出等）进行抽象 ，实现相同的代码，可以在不同的硬件资源上进行执行。在 Android 开发中，我们使用 Java/Kotlin 写的代码，会先编译成 class 文件，在通过 dx 工具转换成 classes.dex，运行时，在 Android 系统中，也使用了虚拟机来执行 APK 文件中的代码的。2. Dalvik在 Android 5.0 以前，Android Runtime 叫 Dalvik， 用于 Android 运行 APK 的虚拟机，开发者写的所有代码都是通过它进行执行的。DVM 的基本思想与 JVM 大体相同，但是在早期，Android 的智能手机只有很小的内存，因此 DVM 被设计用于手机端时，进行了很多独有的优化措施，其中最主要的目标就是减少内存使用。DVM是基于寄存器架构（register-based） ，JVM 是基于堆栈的架构（stack-based）。因此， Android APP 在运行的时候，不会将所有的代码都进行编译成机器码，而当代码需要运行的时候，才会去进行小范围的编译，这种方式被叫做 JIT （Just In Time compilation）。这种方式有点像解释器模式，能够节约大量的内存出来，让应用程序能够正常执行。但是，这也对应用程序运行时的性能带来一定的影响。当然，为了提高性能，DVM 也会将经常用到的代码缓存下来，降低重复编译引起的性能消耗。随着 Android 手机的发展，内存也越来越大，内存已经不再是限制。并且，各大应用厂商开发的应用程序体积也越来越大，JIT 编译带来的性能瓶颈愈来愈明显。因此， 在 Android 5.0 过后，就不再使用 Dalvik 作为 Android 的运行环境了。3. ART在 Android 5.0 及以后，Google 使用 ART 替换了 Dalvik，使用新的 Android Runtime。 ART 在设计上与 Dalvik完全不同，它引入了 AOT （Ahead of Time compilation）模式，在应用程序安装的时候，AOT 的过程是使用系统自带的 dex2oat 工具将 APK 中的 dex 文件进行编译，将编译出来的机器码放入磁盘空间中，应用程序运行的时候，直接运行，极大的提高了性能，但也引起了新的问题，应用的安装时间会变得更长，也需要更大的磁盘空间来进行存储。 还依稀记得 2015 的时候，好多人还在为安装新的应用程序而把不常用的应用卸载掉。在国内，有很多插件化框架，通过插件化框架，可以从网络上动态下载代码来实现应用程序运行时更新。 在 RePlugin 中，下载下来的插件也是 APK 文件，在 RePlugin 的代码中，就有对 dex 文件进行编译的处理逻辑，感兴趣的同学可以去看看。这种 AOT 的模式，一直持续到 Android 6 的系统，在 Android 7.0 后，又进行了一次较大的升级。4. Hybrid: AOT + JIT从前面可以看到， AOT 和 JIT 的优缺点是反过来的，因此 Google 将这两种方式进行了结合，搞了一个混合编译的方案。ART 下的 JIT 架构如下：从整个流程可以看到， 未经过编译的代码，如果是非热点代码，会直接进行解释执行，如果是热点代码，会经过 JIT 编译成机器码，再进行执行。JIT编译而来的机器码是存储到内存中的，不是在硬盘上。所以，在应用重新启动时，所有的热点代码也都需要使用 JIT 重新编译成机器码。代码在整个 ART 虚拟机中的执行流程如下图所示：在上图中，可以看到，没有经过编译的函数调用，在首次执行的时候，会直接使用 JIT 解释执行，并且会对相应的代码执行进行采样，统计出热点代码，并将统计出来的信息存放到 /data/misc/profiles/cur/0/packageName/primary.prof 下，这个文件有什么用呢？ 在上图中，可以看到了 JIT 的整个运行流程，但没有 .oat 文件编译生成的流程。既然是 AOT 与 JIT 混合模式，那肯定还是有 AOT 相关的流程， AOT 编译的守护进程会在设备空闲以及充电的时候，使用生成的 primary.prof 文件进行部分代码编译。5. Baseline Profiles在前面的流程中，已经可以知道 Profile 的配置信息，可以帮助 AOT 编译，提高应用程序性能。但是，应用程序需要在本地运行一段时间后，才能统计出热点代码。而 Baseline Profiles 的原理就是让开发者自己将热点代码统计出来生成配置文件，在 APP 运行的时候，将配置写入到指定位置，帮助 AOT 编译出热点代码的机器码。更好地提高使用效率。生成 profile按照官方文档，可以使用 Jetpack 当中的 Macrobenchmark，生成 Baseline Profile 配置文件，按如下代码就可以生成了：@ExperimentalBaselineProfilesApi@RunWith(AndroidJUnit4::class)class BaselineProfileGenerator {    @get:Rule val baselineProfileRule = BaselineProfileRule()    @Test    fun startup() =        baselineProfileRule.collectBaselineProfile(packageName = "com.example.app") {            pressHome()            // This block defines the app's critical user journey. Here we are interested in            // optimizing for app startup. But you can also navigate and scroll            // through your most important UI.            startActivityAndWait()        }}PS: 需要一台 Android 9.0 及以上，开启 userdebug 或者 root 过的设备。接入 ProfileInstallerdependencies {    implementation("androidx.profileinstaller:profileinstaller:1.2.0-beta01")}PS: com.android.tools.build:gradle 需要使用 7.1.0-alpha01 及以上的版本，官方推荐使用 7.3.0-beta01 以上的版本。将第一步生成的 proflie 文件重命名为 baseline-prof.txt 放入到 src/main 目录下，与 AndroidManifest.xml 文件统计。简单几步就能使用 Baseline Profile能力了。让应用程序运行性能更好。以上为 Android 操作系统中虚拟机的进化过程，以及开发者可以在加速 APP 运行可以做的事情。————————————————版权声明：本文为CSDN博主「罗昭成-csdn」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/lovecluo/article/details/125546694

6月28日，两年没有出新机的HTC发布了旗下首部元宇宙手机 Desire 22 Pro。该机主打的是Viverse与元宇宙相关的功能，内置了元宇宙入口的Viverse App、建立虚拟分身的Vive Avatar与管理虚拟资产的Vive Wallet 等，并且推荐配合自家的Vive Flow眼镜一同使用。据悉，这款机型提供波光金和星夜黑两款配色，售价约 2709 元人民币。（新浪科技）转载于CSDN微信公众号

VSFTP是一套基于GPL发布的类Unix系统上使用的FTP服务器软件。这篇文章基于源码给大家分析编译安装 vsFTP 3.0.3的相关知识，感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧漏洞详情VSFTP是一套基于GPL发布的类Unix系统上使用的FTP服务器软件。该软件支持虚拟用户、支持两种认证方式（PAP或xinetd/tcp_wrappers）、支持带宽限制等。VSFTP中存在安全漏洞，该漏洞源于程序没有正确处理‘deny_file'选项。远程攻击者可利用该漏洞绕过访问限制。以下产品及版本受到影响：VSFTP3.0.2及之前版本，opensuse13.1版本和13.2版本。受影响的产品Vsftpd Vsftpd 3.0.2• FTP的登录一般有三种方式，分别是：• 匿名用户形式：默认安装的情况下，系统只提供匿名用户访问，只需要输入用户anonymous/ftp，并将自己的Email作为口令即可登录。• 本地用户形式：以/etc/passwd中的用户名为认证方式。• 虚拟用户形式：支持将用户名和密码保存在文件或数据库中，将登录用户映射到指定的系统账号（/sbin/nologin）来访问资源，其中这些虚拟用户是FTP的用户。• 实验环境： CentOS 7.5 192.168.2.3• firewalld、iptables 及 SElinux 均为关闭状态• 下面实验采用基于PAM的虚拟用户，需要先用yum来安装PAM的组件：• 需要使用 epel 源 • yum -y install epel-release && yum -y install pam pam-devel db4-utils• 在默认配置下 vsftpd 需要使用 nobody 用户• 从官网上下载 https://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/svn/server/vsftpd.html • wget https://security.appspot.com/downloads/vsftpd-3.0.3.tar.gz • tar xf vsftpd-3.0.3.tar.gz• cd vsftpd-3.0.3/• vsftpd的源码包里并没有configure文件，直接编译安装• make clean && make -j 4 && make install • 如果编译的时候报错• /usr/bin/ld: cannot find -lcap• 查找该 .so 文件• find / -name "*libcap.so*"• /usr/lib64/libcap.so.2.22• /usr/lib64/libcap.so.2• ln -sv /usr/lib64/libcap.so.2 /usr/lib64/libcap.so• 默认配置： • 默认配置： • 主程序文件：/usr/local/sbin/vsftpd• 主配置文件：/etc/vsfptd.conf• PAM认证文件：/etc/pam.d/vsftpd• 匿名用户主目录：/var/ftp• 匿名用户的下载目录：/var/ftp/pub•  • vsftpd的安全原则主要有两个：• 只允许支持虚拟用户登录，关闭本地用户和匿名用户。• 不允许使用root权限运行。•  • 创建配置文件存放目录• mkdir /etc/vsftpd• 拷贝新的配置文件到 /etc/vsftpd 目录创建用户以及共享目录、目录权限• 创建虚拟用户口令明文文件，使用前面安装的db4-utils组件生成口令认证文件：•  vim /etc/vsftpd/access.txtzhangsan   #用户名123456      #密码lisi123456使用• 前面安装的db4-utils组件生成口令认证文件：• db_load -T -t hash -f /etc/vsftpd/access.txt /etc/vsftpd/access.db• 编辑vsftpd的PAM认证文件：• vim /etc/pam.d/vsftpdauth required /lib64/security/pam_userdb.so db=/etc/vsftpd/accessaccount required /lib64/security/pam_userdb.so db=/etc/vsftpd/access• 编辑配置主文件 /etc/vsftpd/vsftpd.conf• cp /etc/vsftpd/vsftpd.conf{,.bak}• vim /etc/vsftpd/vsftpd.conf• #禁止匿名用户123456789101112131415161718192021anonymous_enable=NOlocal_enable=YESwrite_enable=YES #不启动锁定用户名单，所有的用户都将被锁定不允许访问上级目录，只允许访问其主目录chroot_local_user=YESchroot_list_enable=NO #启动logxferlog_enable=YESxferlog_std_format=YESxferlog_file=/etc/vsftpd/vsftpd.log #开启虚拟用户guest_enable=YES#FTP虚拟用户对应的系统用户guest_username=vsftpd#PAM认证文件/etc/pam.d/vsftpdpam_service_name=vsftpd virtual_use_local_privs=YES编写 vsftpd 启动 脚本：/etc/init.d/vsftpd                                                                                                       12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576#!/bin/bash## vsftpd      This shell script takes care of starting and stopping#             standalone vsftpd.## chkconfig: - 60 50# description: Vsftpd is a ftp daemon, which is the program#              that answers incoming ftp service requests.# processname: vsftpd# config: /etc/vsftpd/vsftpd.conf# Source function library.. /etc/rc.d/init.d/functions# Source networking configuration.. /etc/sysconfig/network# Check that networking is up.[ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0[ -x /usr/local/sbin/vsftpd ] || exit 0RETVAL=0prog="vsftpd"start() {        # Start daemons.        if [ -d /etc/vsftpd ] ; then                for i in `ls /etc/vsftpd/*.conf`; do                        site=`basename $i .conf`                        echo -n $"Starting $prog for $site: "                        /usr/local/sbin/vsftpd $i &                        RETVAL=$?                        [ $RETVAL -eq 0 ] && {                           touch /var/lock/subsys/$prog                           success $"$prog $site"                        }                        echo                done        else                RETVAL=1        fi        return $RETVAL}stop() {        # Stop daemons.        echo -n $"Shutting down $prog: "        killproc $prog        RETVAL=$?        echo        [ $RETVAL -eq 0 ] && rm -f /var/lock/subsys/$prog        return $RETVAL}# See how we were called.case "$1" in  start)        start        ;;  stop)        stop        ;;  restart|reload)        stop        start        RETVAL=$?        ;;  condrestart)        if [ -f /var/lock/subsys/$prog ]; then            stop            start            RETVAL=$?        fi        ;;  status)        status $prog        RETVAL=$?        ;;  *)        echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|condrestart|status}"        exit 1esacexit $RETVAL增加执行权限• 修改文件 /etc/xinetd.d/vsftpd ，不使用 xinetd 守护进程启动 vsftpd• sed -in 's/disable.*=.*/disable = yes/g' /etc/xinetd.d/vsftpd• sed -in 's/disable.*=.*/disable = yes/g' /etc/xinetd.d/vsftpdn• 启动 vsftpd• servicevsftpd start登陆测试• 开机启动，重启测试• chkconfig vsftpd on以上就是编译安装 vsFTP 3.0.3的详细内容转载自https://www.jb51.net/article/213435.htm

【功能模块】mindspore，mindspore vision【操作步骤&问题现象】1、我在vmware虚拟机上安装了mindspore vision，但是重启虚拟机后，安装的东西没有了2、下面截图是重新安装的界面【截图信息】【日志信息】（可选，上传日志内容或者附件）

【操作步骤&问题现象】vm里面通过【可移动设备】选项（此处灰色没有打开虚拟机）连接到atlas200dk开发板后 主机电脑就会崩溃蓝屏卡死，第一次连接的时候正常，后面每次连接都会蓝屏，以至于不能使用不知道咋回事，求大佬帮忙看看啥原因

账号 hw_008613762300215_01在线阅读技术文章破冰实践Demo实验1：发票文字识别Demo实验2：安卓应用检测Demo沙箱实验实验3：使用华为云DevCloud实现20分钟一行代码上云做了两遍实验，一遍虚拟机外的，一遍虚拟机上做的，很棒很有意思，直接代码，部署，外网访问一遍撸

导读：数字孪生（Digital Twin）已经走过了几十年的发展历程，只不过以前没有这样命名，而是发展到了一定阶段，人们意识到应该给这种综合化的技术起一个更确切的名字。本文论述的数字孪生有两层意思，一是指物理实体与其数字虚体之间的精确映射的孪生关系；二是将具有孪生关系的物理实体、数字虚体分别称作物理孪生体、数字孪生体。默认情况下，数字孪生亦指数字孪生体。01 实践先行 概念后成数字孪生是客观世界中的物化事物及其发展规律被软件定义后的一种结果。丰富的工业软件内涵以及强大的软件定义效果，让数字孪生的研究在国内外呈现出百花齐放的态势。作者认为数字孪生与计算机辅助（CAX）软件（尤其是广义仿真软件）以及数据采集/分析的发展关系十分密切。在工业界，人们用软件来模仿和增强人的行为方式，例如，计算机绘图软件最早模仿的是人在纸面上作画的行为。人机交互技术发展成熟后，以下模仿行为开始出现：用CAD软件模仿产品的结构与外观CAE软件模仿产品在各种物理场情况下的力学性能CAM软件模仿零部件和夹具在加工过程中的刀轨情况CAPP软件模仿工艺过程CAT软件模仿产品的测量/测试过程OA软件模仿行政事务的管理过程MES软件模仿车间生产的管理过程SCM软件模仿企业的供应链管理CRM软件模仿企业的销售管理过程MRO软件模仿产品的维修过程管理，等等依靠软件中的某些特定算法，人们已经开发出了某些具有一定智能水平的工业软件，如具有关联设计效果的产品设计系统。在文学与娱乐界，人们用软件来模仿和增强人的体验方式，例如：用电子书来模仿纸质书用电子音乐来模仿现场音乐用电子琴软件来弹琴用评书软件来说书用卡通软件来模仿漫画用动漫软件来模仿动画影片用游戏软件来模仿各种真实游戏用百年历软件来快速查找某个特殊日期或“吉时”等人们不仅可以模仿已知的、有经验的各种事物，还可以创造性地模仿各种未知的、从未体验过的事物，例如影视界可以用软件创造出诸如龙、凤、麒麟、阿凡达、白雪公主、七个小矮人等故事中的形象，当然也可以创造出更多的闻所未闻、见所未见的各种形象。特别是当这种模仿与VR/AR技术结合在一起的时候，所有的场景都栩栩如生，直入心境。于是，在由数字虚体构成的虚拟世界中，所有的不可能都变成有可能，所有的在物理世界无法体验和重复的奇妙、惊险和刺激场景，都可以在数字空间得以实现，最大限度地满足了人的感官体验和精神需求。事实上，十几年前在汽车、飞机等复杂产品工程领域出现的“数字样机”的概念，就是对数字孪生的一种先行实践活动，一种技术上的孕育和前奏。数字样机最初是指在CAD系统中通过三维实体造型和数字化预装配后，得到一个可视化的产品数字模型（几何样机），可以用于协调零件之间的关系，进行可制造性检查，因此可以基本上代替物理样机的协调功能。但随着数字化技术的发展，数字样机的作用也在不断增强，人们在预装配模型上进行运动、人机交互、空间漫游、机械操纵等飞机功能的模拟仿真。之后又进一步与机器的各种性能分析计算技术结合起来，使之能够模拟仿真出机器的各种性能。因此将数字样机按其作用从几何样机，扩展到功能样机和性能样机。以复杂产品研制而著称的飞机行业，在数字样机的应用上走在了全国前列。某些型号飞机研制工作在20世纪末就已经围绕着数字样机展开。数字样机将承载几乎完整的产品信息。因此，人们可以通过数字样机进行飞机方案的选择，利用数字样机进行可制造的各种仿真，在数字样机上检查未来飞机的各种功能和性能，发现需要改进的地方，最终创建出符合要求的“数字飞机”，并将其交给工厂进行生产，制造成真正的物理飞机，完成整个研制过程。无论是几何样机、功能样机和性能样机，都属于数字孪生的范畴。数字孪生的术语虽然是最近几年才出现的，但是数字孪生技术内涵的探索与实践，早已经在十多年前就开始并且取得了相当多的成果。例如中国航空工业集团第一飞机研究院（简称“一飞院”）在21世纪初开发的飞豹全数字样机与已经服役的飞机形成了简明意义上的“数字孪生”（尽管当时没有这个术语）关系，如图5-1所示。▲图5-1 飞豹全数字样机与服役飞机发展到现在，人们发现在数字世界里做了这么多年的数字设计、仿真、工艺、生产等结果，越来越虚实对应，越来越虚实融合，越来越广泛应用，数字虚体越来越赋能于物理实体系统。近些年，当人们提出了希望物理空间中的实体事物与数字空间中的虚拟事物之间具有可以联接数据通道、相互传输数据和指令的交互关系之后，数字孪生概念基本成形，并且作为智能制造中一种基于IT视角的新型应用技术，逐渐走进人们的视野。事实上，现有的工业软件研发与生产数据以及沉积在工业领域内的大量的工业技术和知识，都是实现数字孪生的上好“原料”和基础构件，数字孪生在工业现实场景中已经具有了实现和推广应用的巨大潜力。02 内涵解读 见仁见智根据目前看到的资料，数字孪生术语由迈克尔·格里夫（Michael Grieves）教授在美国密歇根大学任教时首先提出。2002年12月3日他在该校“PLM开发联盟”成立时的讲稿中首次图示了数字孪生的概念内涵，2003年他在讲授PLM课程时使用了“Digital Twin（数字孪生）”，在2014年他撰写的“数字孪生：通过虚拟工厂复制实现卓越制造（Digital Twin:Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication）”文章中进行了较为详细的阐述，奠定了数字孪生的基本内涵。在航太领域和工业界，较早开始使用数字孪生术语。2009年美国空军实验室提出了“机身数字孪生（Airframe Digital Twin）”的概念。2010年NASA也开始在技术路线图中使用“数字孪生（Digital Twin）”术语。大约从2014年开始，西门子、达索、PTC、ESI、ANSYS等知名工业软件公司，都在市场宣传中使用“Digital Twin”术语，并陆续在技术构建、概念内涵上做了很多深入研究和拓展。数字孪生尚无业界公认的标准定义，概念还在发展与演变中。下面举例几个国内外企业或组织做的数字孪生定义，供读者参考。美国国防采办大学认为：数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度的仿真过程，在虚拟空间中完成对物理实体的映射，从而反映物理实体的全生命周期过程。ANSYS公司认为：数字孪生是在数字世界建立一个与真实世界系统的运行性能完全一致，且可实现实时仿真的仿真模型。利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模型的边界条件，实现真实世界的系统与数字世界的系统同步运行。中国航空工业发展研究中心刘亚威认为：从本质上来看，数字孪生是一个对物理实体或流程的数字化镜像。创建数字孪生的过程，集成了人工智能、机器学习和传感器数据，以建立一个可以实时更新的、现场感极强的“真实”模型，用来支撑物理产品生命周期各项活动的决策。上海优也信息科技有限公司首席技术官林诗万博士对数字孪生的理解是，数字孪生体可有多种基于数字模型的表现形式，在图形上，有几何、高保真、高分辨率渲染、抽象简图等；在状态和行为上，有设备运行、受力、磨损、报警、宕机、事故等；在质地上，有材质、表面特性、微观材料结构等。如图5-2所示。▲图5-2 数字孪生示意图（来自优也公司）北京航空航天大学张霖教授认为，“数字孪生是物理对象的数字模型，该模型可以通过接收来自物理对象的数据而实时演化，从而与物理对象在全生命周期保持一致。”作者经过多年研究，也给出了自己的理解和定义：数字孪生是在“数字化一切可以数字化的事物”大背景下，通过软件定义和数据驱动，在数字虚体空间中创建的虚拟事物，与物理实体空间中的现实事物形成了在形、态、质地、行为和发展规律上都极为相似的虚实精确映射关系，让物理孪生体与数字孪生体具有了多元化映射关系，具备了不同的保真度（逼真、抽象等）。数字孪生不但持续发生在物理孪生体全生命周期中，而且数字孪生体会超越物理孪生体生命周期，在数字空间持久存续。充分利用数字孪生可在智能制造中孕育出大量新技术和新模式。03 数字孪生 非双非胎“Digital Twin”在翻译和理解上颇有不同，歧义性发生在数字孪生应用场景中人们对“Twin”的理解上。“Twin”作为名称在英汉词典中有几种翻译结果：“孪生子之一，双胞胎之一；两个相像的人或物之一；成对、成双的东西；孪晶；双人床”。如果仅看直译结果，双胞胎是准确翻译，但是如果仔细分析该术语的应用场景，上述翻译结果都不贴切，只有“孪生子之一”还算接近“Digital Twin”所描述的应用场景中的概念。而作者恰恰要强调的是“Digital Twin”术语的应用场景。1. 只有“相像”而无“相等”在相像程度上，从“生物场景/物理场景”的“Twin”，引申到“数字化场景”的“Digital Twin”，其本意是强调在数字空间构建的数字虚体与物理空间的物理实体非常相像。但是，相像归相像，无论彼此多么像，二者也不是“是”“等于”或“相等”的关系，因为本非同源或同生，一个数字虚体无论多么像一个物理实体，它也不是物理实体——这个客观事实必须界定清楚。“Digital Twin”描述的“相像”，通常都仅仅是指数字虚体和物理实体在外观和宏观结构上的“相像”，而从形、态、质地、行为和发展规律等多方面的评价指标来看，其实差异极大，本质本源不同。“数字双胞胎”一词，较容易引导人们把二者完全等同起来，把“貌似一模一样”误认为“就是一模一样”甚至“相等”，从而形成认知错觉。2. 数字孪生关系并不止于“双”即使从“相像”来看，在所指上也并非限于“双”，因为“双”字会把更多的潜在应用场景限制住——彼此相像的虚实映射事物未必只有貌似常见的“一对一”关系，其实还有以下虚实映射对应关系：“一对多”——一个物理实体对应多个数字虚体（一台汽车发动机可有D /N/S等不同的驾驶挡位，启动/高速/低速/磨合/磨损等不同的工作状态，对此，在车载软件中用不同的参数和软件模型来描述和调控）；“多对一”——多个物理实体对应一个数字虚体（例如同型号不同尺寸的螺栓或铆钉对应同一个三维CAD模型）；“多对多”——更为一般化的设备工作场景（例如设计阶段因数字化“构型/配置”不同而产生了系列化物理设备及其数字孪生体，这些设备及其数字孪生体又置身于多种实物工作场景和数字场景）。3. 需要考虑的特殊对应模式在一些特殊场景中，数字孪生还存在“一对少”“少对一”“一对零”“零对一”的特殊对应模式：“一对少”——一个物理实体对应一个高度抽象的数字虚体（例如一辆高铁在调度上对应一个高度简化的数字化线框模型）；“少对一”——以一部分物理实体对应一个完整数字虚体（例如一个齿轮副对应一个减速箱的“三维CAD模型+力学载荷模型”）；“一对零”——因为不知其规律、缺乏机理模型导致某些已知物理实体没有对应的数字虚体（例如暗物质、气候变化规律等）；“零对一”——人类凭想象和创意在数字空间创造的“数字虚体”，现实中没有与其对应的“物理实体”（例如数字创意中的各种形象）。一架战斗机由数万个结构件、几十万个标准件、大量的电子元器件和机载设备构成。在从飞机的方案设计，到初步设计、详细设计、试制、试验，再到批生产、交付、运行、维护、维修，最后再到报废的全生命周期中，一个标准件数字模型会对应成千上万个实物零件，一个实物零件也会对应产品设计模型、多个仿真模型、工艺模型、工艺仿真模型、生产模型、装配模型、维护维修模型等，由此形成了物理实体和数字虚体的多元化对应关系，即“一对一”“一对多”“多对一”“多对多”“一对少”“少对一”“一对零”“零对一”。因此只谈“一对一”就显得在理解上过于简单了。综上所述，“Digital Twin”一词在翻译和理解时，既不应限定在“双”，也不宜理解为“胎”。该词借用“Twin”之意，所表达的是一种数字虚体与物理实体非常相像的多元化虚实映射关系。应用场景和对应模式是多种多样的。04 虚体测试 实体创新数字虚体与物理实体之间的孪生关系，其实早就有之，只不过此前没有使用严格定义的术语来表达。平时大家所说的“比特（bit）与原子（atom）”“赛博与物理”“虚拟与现实”“数字样机与物理样机”“数字孪生体与物理孪生体”“数字端（C）与物理端（P）”“数字世界与物理世界”“数字空间与物理空间”等不同的虚实对应词汇，实际上都是在以不同的专业术语，或近似或准确地描述两种“体”之间的虚实映射关系。从映射关系上看，一虚、一实，两种“体”相互对应，数量不限。数字虚体是物理实体的“数字孪生体”，反之，物理实体也是数字虚体的“物理孪生体”，这是二者的基本关系和事实。从诞生顺序上看，先有物理实体，后有数字虚体。以工业视角来看，实体是第一次工业革命和第二次工业革命的产物，虚体是第三次工业革命的产物。而虚体对实体的描述、定义、放大与控制，以及二者的逐渐融合，正在促成新工业革命。从重要性上看，没有物理实体，就无法执行工业必需的物理过程，无法保障国计民生；没有数字虚体，就无法实现对物理实体的赋值、赋能和赋智，就失去了工业转型升级的技术途径。虚实必须融合，二者均不可缺。但是最终体现的，是转型升级之后的“新工业实体”，是有了数字虚体作为大脑、神经特别是灵魂的全新机器和设备。从创新性上看，虚实融合，相互放大价值。而且，在产品研制上，先做物理实体还是先做数字虚体，人们有了更多的选择，无论是谁先谁后，或是同时生成，都可产生诸多创新，智能制造中的很多新技术、新模式、新业态也就此产生。波音公司为F-15C型飞机创建了数字孪生体，不同工况条件、不同场景的模型都可以在数字孪生体上加载，每个阶段、每个环节都可以衍生出一个或多个不同的数字孪生体，从而对飞机进行全生命周期各项活动的仿真分析、评估和决策，让物理产品获得更好的可制造性、装配性、检测性和保障性。如图5-3所示。▲图5-3 波音F-15C飞机的多个数字孪生模型据报道，美国陆军环境医学研究所2010年开始启动一个项目，旨在创建完整的“阿凡达”单兵。该所研究人员希望给每名军人都创建出自己的数字虚拟形象，无论高矮胖瘦和脾气秉性。目前已经成功地开发了250名“阿凡达”单兵。在一个复杂的虚拟训练系统中，研究人员让这些虚拟单兵穿上不同的作战服，变换不同的姿势和位置，不断加载战场环境的数字孪生体来进行各种逼真的高风险模拟，从而替代实战测试。通过各种数字化测试来找出他们的弱点，甚至模拟各种恶劣气候环境来测试这些单兵的生理环境适应能力。所有测试过程无人身危险，可以随意反复试验。上述技术路径可以用在新开发或正在改进的机器、设备或生产线上，即尽量在数字空间中，针对有待改进的机器、设备或生产线，做好它们的数字孪生体，施加并测试各种数字化的工况条件，随意变换工作场景，以近乎零成本对这些数字孪生体进行虚拟测试和反复迭代，待一切测试结果都满足了设计与改进目的之后，再在实际的机器、设备或生产线上进行实测，这样可以大幅度减少对物理实体测试环境的依赖和损耗，减少或避免可能出现的环境污染或人体伤害。最终通过一两次迭代就能实现对实体机器设备的改进。关于作者：赵敏，走向智能研究院执行院长，中国发明协会常务理事，发明方法研究分会会长，正高工。工信部CPS发展论坛副秘书长，中国制造企业双创发展联盟专家委员会委员，中国工业技术软件化产业联盟（中国工业APP联盟）专家委员会委员，国家工业信息安全专家咨询委员会委员，U-TRIZ创始人。宁振波，教授，中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问，中国船舶独立董事。参加多型飞机研制。国家科技进步二等奖获得者。参与编制数字化、智能化制造系列丛书。发表相关制造业学术论文数百篇。也是多个行业、企事业单位的外聘专家。本文摘编自《铸魂：软件定义制造》作者：赵敏 宁振波

基于顾问引导搜索的虚拟网络映射算法刘文覃, 庄雷,, 和孟佯, 田帅魁, 宋玉, 王国卿郑州大学信息工程学院，河南 郑州 450001摘要针对虚拟网络映射问题，提出了一种基于顾问引导搜索的虚拟网络映射算法。综合考虑节点CPU、节点度、邻接带宽资源，结合元启发式顾问引导搜索算法进行虚拟网络映射。实验结果表明，与EAJTA-VNE算法和ANT-VNE 算法相比，所提 CGS-VNE 算法在虚拟网络请求资源需求较低、资源需求中等、资源需求较高等环境下均有较高的请求接受率和收益成本比，缩短了映射时间。关键词： 虚拟网络 ; 映射算法 ; 顾问引导搜索 ; 元启发式 ; 网络拓扑1 引言随着网络业务的不断增多以及网络规模的逐渐扩大，现有的网络已经僵化[1,2,3,4]。为了解决此问题，部分学者提出了网络虚拟化的概念[5,6,7,8,9]。网络虚拟化是网络领域的一项重要技术[10,11]，在网络虚拟化环境中，多个服务提供商（SP,service provider）以虚拟网络请求的方式，租用基础设施提供商（InP,infrastructure provider）构建的物理网络，向用户提供网络服务。InP 负责部署和管理底层网络，通过优化虚拟网络映射方案使得自身利益最大化，即在占用最小底层网络资源的同时，接受更多的虚拟网络请求，以减少运营成本，而虚拟网络映射就是其面临的核心问题[12,13]。目前，已有部分学者对虚拟网络映射问题进行了相关研究。虚拟网络映射可分为一阶段[14]和两阶段映射[15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]。文献[14]提出了一种基于拓扑的映射算法，利用广度优先搜索及回溯法对虚拟节点与链路进行交替映射。文献[15]先对节点CPU与邻接带宽之和进行求积作为重要度，再将重要度较大的虚拟节点映射到重要度较大的物理节点，最后采用最短路径算法映射链路。文献[16]考虑节点容量、节点位置、链路带宽和链路传播时延，结合电磁场库仑定律和引力场牛顿定律对节点排序，采用贪婪式算法进行节点映射。文献[17]基于节点度和聚类系数信息，采用了节点重要性度量技术为底层节点进行排序，并利用广度优先搜索算法映射虚拟节点，从而提高虚拟网络映射成功率。文献[18]提出了一种候选辅助集合映射算法，其核心思想是在映射前构造候选底层节点子集和候选底层路径子集，采用整数线性规划的方法约简子集得到最优映射方案。文献[19]提出了一种约束管理映射算法，根据虚拟网络映射候选解的约束对候选解的适应度进行分级，并利用信息驱动元启发式算法搜索到更好区域，进行虚拟网络映射。文献[20]基于原对偶法的思想，结合完全多项式提出了近似路径映射算法，使用动态规划方法避免枚举全部路径集，生成满足跳数约束的路径，解决了具有跳数约束的虚拟链路映射问题。文献[21]将资源需求较大的虚拟节点映射到已映射的物理节点的邻接位置，链路映射采用最短路径算法。文献[22]在节点映射阶段，利用节点资源度与中心度的乘积定义节点重要性，将节点重要性最大的虚拟节点作为根节点，利用广度优先搜索算法将其他节点距离根节点的跳数划分为不同的候选节点集，利用贪心算法依次进行节点映射。在链路映射阶段，考虑不同链路之间的竞争，先映射带宽需求大的虚拟链路，再映射带宽需求小的虚拟链路。文献[23]提出了一种环境拓扑联合感知的虚拟网络映射算法，对经典TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution）算法进行改进，并应用到重要度节点排序上。将重要度最大节点作为根节点，利用广度优先搜索算法将剩余节点划分为不同集合，最后应用贪婪式算法映射所有节点。文献[24]提出了一种基于适应度的动态虚拟网络映射算法，该算法允许虚拟网络在映射期间改变结构和资源需求。通过计算整个虚拟网络的局部最优和全局最优适应度以映射虚拟节点，考虑每个物理路径的传播时延和资源可用性以映射虚拟链路。上述方法从不同角度考虑网络资源、拓扑信息对虚拟网络进行映射，但存在以下缺点：1) 回溯法在资源不足的环境下，会增加回溯次数，映射实现复杂；2) 为了节省成本，对链路跳数进行限制，该类算法不能充分利用底层网络资源；3) 综合考虑节点CPU、带宽资源、拓扑因素对节点进行排序，实质是矩阵的运算，时间复杂度较高，映射时间过长。针对以上问题，本文提出了一种基于顾问引导搜索（CGS,consultant guided search）[25]的虚拟网络映射算法（CGS-VNE,a virtual network embedding algorithm based on consultant guided search）。CGS算法是由Serban提出的一种新颖的群体智能算法，CGS算法基于群体中的个体信息直接交换，其灵感来自真实世界中人类在做决策时会向顾问咨询，通过顾问的建议调整自身的决策[25]。本文将 CGS 算法引入虚拟网络映射，将网络节点CPU、节点度、邻接带宽资源作为映射策略，结合元启发式 CGS 算法进行映射。以群体智能结合网络信息实现智能映射，最后根据资源约束的不同，分场景来验证该算法的映射效果。2 结束语本文提出了一种基于 CGS 的虚拟网络映射算法CGS-VNE。将元启发式CGS算法引入虚拟网络映射中，结合底层网络节点CPU、带宽资源、拓扑信息进行虚拟网络映射。仿真实验结果表明，相较于 EAJTA-VNE 算法和 ANT-VNE 算法， CGS-VNE算法在请求接受率、收益成本比和节点利用率方面有明显提高，而对于负载均衡、链路利用率等非主要评价指标未充分考虑。场景 1验证了算法在常规环境下具有良好的映射效果，场景 2验证了算法在虚拟网络资源需求较低环境中的有效性，场景 3验证了算法在资源受限环境下的优越性。本文将顾问引导搜索应用到节点映射上，而链路采用最短路径映射，下一步将在现有基础上，将CGS机制引入链路映射，指导链路寻优，进一步优化映射效果。The authors have declared that no competing interests exist.作者已声明无竞争性利益关系。3 原文链接http://www.infocomm-journal.com/wlw/article/2020/2096-3750/2096-3750-4-2-00113.shtml

基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪王宁1, 赵科1, 周安福1, 马华东1, 刘建华2, 杨宁21 北京邮电大学计算机学院，北京 1008762 OPPO广东移动通信有限公司，北京 100000摘要由于毫米波的敏感性极强，物体的微小移动也可以被毫米波所感知，体现为频谱变化，借助此优势提出了一种基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪方法，可以实现对目标物体的高精度定位与追踪。与传统的有源物体定位追踪相比，在无源物体定位追踪中，由于目标物体无法主动发射信号且目标物体较小，因此，需要有效的机制区分、分离目标物体的反射信号和背景环境的反射信号，采用多种方法去除背景噪声和突发噪声，实现了良好的定位追踪效果。实验结果表明，所提方法可以追踪一支笔的运动轨迹，其平均误差为0.32 cm。关键词： 毫米波感知 ; 无源定位 ; 小型物体定位追踪 ; 背景噪声1 引言当前，信息技术得到了广泛的发展和应用，并且已成为人们生活的重要组成部分[1]。近年来，人均移动设备占有率大幅度提升，代表智能手机等设备成为了人们与互联网世界交互的新接口。智能手机与传统的实体鼠标不同，它具有强烈的便携性需求，而传统的实体鼠标并不能满足这一需求。因此，需要新的交互方式来解决该问题。虚拟触控板等应用可以作为一种良好的实体鼠标替代品，并且虚拟触控板比实体鼠标更直接、易用。与触摸屏相比，虚拟触控板不会对屏幕造成视线遮挡，与实际应用结合后，可以提供更好的用户体验。然而，为了成功实现在不同日常环境下的定位追踪，必须克服重大的技术困难和可用性挑战，定位追踪系统必须具有快速响应能力和高精确度的定位和追踪能力。在无源物体感知领域中，微波作为一种无处不在又不影响人们正常生活的信息媒介，一直备受青睐。在基于微波的无源感知中，使用发射（TX）天线主动发射微波信号，再由接收（RX）天线接收相关物体反射回来的信号，进行一系列的信号处理和分析后，可以实现对目标物体运动状态等的感知。通过选用适当波长的微波，对目标物体的反射信号进行分析，提取其距离信息和角度信息以实现对目标物体的定位追踪。传统基于图像的方法（如Xbox Kinect）会受到环境光的干扰[2]，且存在一定的隐私问题，这些会阻碍其进一步的推广和应用，而基于微波的无源感知能够很好地规避这两个问题。在 2019 年 8 月，国务院发布了指导意见，加快 5G 等新一代信息基础设施建设，而 5G 技术是毫米波的重要应用场景。5G 空口标准将毫米波段定为无线接入网络的重要载波频段[3]。随着 5G 技术的发展和应用，在可预期的未来，毫米波无线电模块将会被广泛安装在手机、可穿戴设备、智能硬件或更广泛的物联网设备上[4]，成为一种主流的通信技术。因此，基于毫米波感知的定位追踪可以方便地作为虚拟触控板等新兴的人机交互方式的实现方法，不需要专门新增硬件模块，只需要通过软件层面上的设计即可实现。现有的基于微波的感知技术通过监测多普勒频移能够准确地识别和分类一组手势[5]，通过机器学习同样可以实现手势识别[6]。然而，为了满足更广泛的应用场景需求，需要解决基于毫米波的高精度定位和准确追踪两个问题。由虚拟触控板的应用特点可知，轨迹定位对距离分辨率有很高要求，至少要在亚厘米级以上才能够实现良好的定位。其次。根据应用场景，实际应用的目标物体应当是笔或者手指等小型物体，而小型物体的反射率较小，势必会受到环境物体的严重干扰，对突发噪声干扰进行处理，使得人们能够正确追踪目标物体也是一个严峻的挑战，即要解决准确追踪问题。2 相关工作2.1 有源定位追踪有源定位追踪即对装备有微波发射器的目标进行定位和追踪，目前，该类追踪技术已经得到广泛研究和应用。单独的信号强度RSS（really simple syndication）[7]或与相位结合[8]可以用作位置签名。但是物体—位置对应关系的建立通常需要进行场景调查，并且其准确性取决于时间和环境[9]。路径损耗模型目标定位可以应用在短距离静态环境中[10]，然而，对于无源定位追踪来说，由于存在多径效应， RSS模型会出现较大误差。因此，本文方法依靠相位的变化来实现目标物体的无源定位追踪。2.2 无源定位追踪在无源定位追踪领域中，传统雷达主要用于追踪大型运动物体[11]，使用采样频率为吉赫兹级别的无线电波来保证其粒度。相比之下，由于硬件设备的限制，移动设备上配备的毫米波模块的采样频率难以达到吉赫兹级别。就应用场景而言，需要面对近距离的小型物体高精度定位追踪，传统的雷达方法无法解决此问题。RF-IDraw[12]使用干涉测量技术来测量多个射频识别（RFID,radio frequency identification）读取器之间的相对相位，实现了厘米级 RFID 定位。Tagoram[13]提出了差分增强全息技术，利用 RFID读取器提供的反向散射信号的相位值来估计目标的位置。这两种追踪方案需要预先在目标物体上放置RFID标签，因此，不便于在日常生活中进行推广。本文方案不需要对目标物体进行任何改造即可实现高精度的定位追踪，具有更好的易用性。mTrack[14]实现了无需对目标物体进行改造就可以进行定位和追踪的实例，但其 TX 天线和 RX天线无法集成到一起，因此，难以在移动设备上进行移植。在本文方法中，硬件组件可以全部集成到一个小型芯片上，与将来移动设备上配备的毫米波模块更类似，因此，可以直接应用于移动设备中。2.3 非反射追踪和毫米波的其他应用无线电断层摄影和成像技术[15,16]在传感区域周围部署一个传感器网格，通过监测RSS变化的阴影区域来定位物体。本文方法基于物体反射而非遮挡效应，部署单独的传感器节点实现物体的细粒度追踪。Wi-Fi 成像[17]通过天线阵列可以创建监测区域的图像，但分辨率较低。除了定位物体，毫米波还被用来推断物体的表面曲率和材料[18]，借此识别感兴趣的目标。3 结束语本文介绍了一种以60 GHz毫米波为传感介质的小型物体无源定位追踪方法，利用60 GHz毫米波短波长的特性以及细微的相位变化进行小型物体的定位追踪。并且能以亚厘米级的精度定位追踪一支笔，达到了良好的精度。随着60 GHz毫米波应用的日益普及，相信本文方法能探索更广泛的移动应用场景。本文方法实现了单目标定位追踪，可以自然地引申到多目标追踪，为实现诸如多点触控等应用场景提供了可能的解决方案。现有的多目标追踪手段大多停留在理论分析及仿真模拟阶段，对场景的假设一般过于理想，如假设毫米波感知节点检测范围内有多个点状理想反射体，若要使其在实际系统中实现多目标追踪，还需解决如在实际物体复杂的反射面中提取代表点、对临近反射点反射信号的分离、物体运动路径交叉时的身份识别等诸多问题。对于上述问题，将在未来工作中做进一步探索。The authors have declared that no competing interests exist.作者已声明无竞争性利益关系。4 原文链接http://www.infocomm-journal.com/wlw/article/2020/2096-3750/2096-3750-4-2-00105.shtml

第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛 产业命题赛道重磅开启！华为河图首次参与，邀请高校师生一起共创数字世界。产业命题赛道作为“互联网+”大赛中一个重要的赛道，主要面向新工科、新农科、新文科、新医科对应的行业产业领域，旨在加强产学研深度融合，引领高校将创新创业教育实践与产业发展有机结合，推动大学生更高质量创业就业。 更多详情内容，来下图中探探吧↓↓↓赛题链接：https://cy.ncss.cn/mtcontest/detail?id=8a80808d81197da0018119acfb4204ef

目前人们进入元宇宙的途径仍以穿戴设备和人机交互为主，未来进入元宇宙和互动的方式将更加灵活便捷。1、连接入口问题目前人们进入元宇宙的途径仍以穿戴设备和人机交互为主，未来进入元宇宙和互动的方式将更加灵活便捷2、行业应用问题当前元宇审主要应用于娱乐、社交、游戏、NFT艺术品等领域，其在生产制造上的深度应用潜力受限于目前地技术能力还远没有被挖掘3、信息安全问题元宇宙中数据量将呈现指数级增长，数据的调取和适用也更加频繁，需要在发展元宇宙的同时平衡好和信息安全的关系4、规则设计问题虚拟世界的社会规则、经济规则、商业规则、文化体系、治理体系等究竟应该如何设计需要长期去研究、摸索、试错5、能源供给问题元宇宙复杂的运行机制需要消耗大量等网络资源，储存资源和算力资源，其稳定运行离不开新基建的建设，并且能源供给需要绿色低碳化连接入口问题目前人们进入元宇宙的途径仍以穿戴设备和人机交互为主，未来进入元宇审和互动的方式将更加灵 活便捷，像《复仇者联盟》里英雄联盟开会一样，无需穿戴笨重设备，直接连线后对方的虚拟形象就会出现在你的面前，同时，你的虚拟形象也会出现在对方的空间，并且可以实现仿真互动。目前VR/AR已朝向轻量化、便捷化发展，预计10年内AR眼镜会发展成熟，总体来说还存在较大技术制约，思想上也需要有更加创新的思维。行业应用问题当前元宇宙主要应用于娱乐、社交、游戏、NFT艺术品等领域，与生产制造领域的融合尚不够密切。元宇审的实时永续，数字孪生、融合现实等特性在生产制造上具有深度应用前景，目前受限于技术的能力，其潜力还远没有被挖掘。信息安全问题网络安全和数据隐私问题近年来愈发严峻，元宇宙的永续性、实时性、可连接性、可创造性等特性说明其中的数据量将呈现指数级增长，数据的调取和使用也更加频繁。因此如何在发展元宇宙的同时平衡好和信息安全的关系是需要前瞻考虑的课题。规则设计问题虚拟世界具有与现实世界一一对应的各项要素，那么虚拟世界的社会规则、经济规则、商业规则、文化体系、治理体系等究竟应该如何设计是需要长期去研究、摸索、试错的，如果过分保守，则元宇宙的建设不达预期，如果过分激进，则会激化矛盾，甚至对现实世界产生威胁。能源供给问题元宇宙复杂的运行机制需要消耗大量的网络资源、存储资源和算力资源，其稳定运行离不开新基建的建设，目前的5G基站建设、大数据中心、超级/智能算力中心等建设还远远达不到元宇宙所需要的条件。另外，在全球碳中和的趋势下，如何绿色化地建设和运行进行基础设施也是需要纳入考量的。

数字孪生 ( 英文：Digital Twins，别名：信息镜像模型Cyber-Physical System ) 是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。 数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在国内应用最深入的是工程建设领域，关注度最高、研究最热的是智能制造领域。 本文数字孪生目录 1、数字孪生概念及含义 2、数字孪生的原理 3、数字孪生基本组成 4、数字孪生的意义及作用 5、数字孪生的发展进程 6、数字孪生的研究现状 7、数字孪生应用场景 8、数字孪生与Digital Thread 9、数字孪生标准体系 一、数字孪生概念及含义 美国国防部最早提出利用Digital Twin技术，用于航空航天飞行器的健康维护与保障。首先在数字空间建立真实飞机的模型，并通过传感器实现与飞机真实状态完全同步，这样每次飞行后，根据结构现有情况和过往载荷，及时分析评估是否需要维修，能否承受下次的任务载荷等。 数字孪生，有时候也用来指代将一个工厂的厂房及产线，在没有建造之前，就完成数字化模型。从而在虚拟的赛博空间中对工厂进行仿真和模拟，并将真实参数传给实际的工厂建设。而工房和产线建成之后，在日常的运维中二者继续进行信息交互。值得注意的是：Digital Twin不是构型管理的工具，不是制成品的3D尺寸模型，不是制成品的MBD定义。 对于Digital Twin的极端需求，同时也将驱动着新材料开发，而所有可能影响到装备工作状态的异常，将被明确地进行考察、评估和监控。Digital Twin正是从内嵌的综合健康管理系统（IVHM）集成了传感器数据、历史维护数据，以及通过挖掘而产生的相关派生数据。通过对以上数据的整合，Digital Twin可以持续地预测装备或系统的健康状况、剩余使用寿命以及任务执行成功的概率，也可以预见关键安全事件的系统响应，通过与实体的系统响应进行对比，揭示装备研制中存在的未知问题。Digital Twin可能通过激活自愈的机制或者建议更改任务参数来减轻损害或进行系统的降级，从而提高寿命和任务执行成功的概率。 二、数字孪生的原理 最早，数字孪生思想由密歇根大学的 Michael Grieves 命名为“信息镜像模型”（Information Mirroring Model），而后演变为“数字孪生”的术语。数字孪生也被称为数字双胞胎和数字化映射。数字孪生是在 MBD 基础上深入发展起来的，企业在实施基于模型的系统工程（MBSE）的过程中产生了大量的物理的、数学的模型，这些模型为数字孪生的发展奠定了基础。2012 年 NASA 给出了数字孪生的概念描述：数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多尺度的仿真过程，它作为虚拟空间中对实体产品的镜像，反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。为了便于数字孪生的理解，庄存波等提出了数字孪生体的概念，认为数字孪生是采用信息技术对物理实体的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模的过程。数字孪生体是指在计算机虚拟空间存在的与物理实体完全等价的信息模型，可以基于数字孪生体对物理实体进行仿真分析和优化。数字孪生是技术、过程、方法，数字孪体是对象、模型和数据。 进入21世纪，美国和德国均提出了 Cyber-Physical System（CPS），也就是“信息-物理系统”，作为先进制造业的核心支撑技术。CPS 的目标就是实现物理世界和信息世界的交互融合。通过大数据分析、人工智能等新一代信息技术在虚拟世界的仿真分析和预测，以最优的结果驱动物理世界的运行。数字孪生的本质就是在信息世界对物理世界的等价映射，因此数字孪生更好的诠释了 CPS,成为实现 CPS 的最佳技术。 三、数字孪生基本组成 2011 年，Michael Grieves 教授在《几乎完美：通过PLM驱动创新和精益产品》给出了数字孪生的三个组成部分：物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品、物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互接口。 在 2016 西门子工业论坛上，西门子认为数字孪生的组成包括：产品数字化双胞胎、生产工艺流程数字化双胞胎、设备数字化双胞胎，数字孪生完整真实地再现了整个企业。北京理工大学的庄存波等也从产品的视角给出了数字孪生的主要组成，包括：产品的设计数据、产品工艺数据、产品制造数据、产品服务数据、以及产品退役和报废数据等。无论是西门子还是北京理工大学的庄存波都是从产品的角度给出了数字孪生的组成，并且西门子是以它的产品全生命周期管理系统（product lifecycle management，PLM）为基础，在制造企业推广它的数字孪生相关产品。 同济大学的唐堂等人提出数字孪生的组成应该包括：产品设计、过程规划、生产布局、过程仿真、产量优化等。该数字孪生的组成不仅包括了产品的设计数据，也包括了生产品的生产过程和仿真分析，更加全面，更加符合智能工厂的要求。 北京航空航天的陶飞等人从车间组成的角度先给出了车间数字孪生的定义，然后提出了车间数字孪生的组成，主要包括：物理车间、虚拟车间、车间服务系统、车间孪生数据几部分组成。物理车间是真实存在的车间，主要从车间服务系统接收生产任务，并按照虚拟车间仿真优化后的执行策略，执行完成任务；虚拟车间是物理车间的计算机内的等价映射，主要负责对生产活动进行仿真分析和优化，并对物理车间的生产活动进行实时的监测、预测和调控；车间服务系统是车间各类软件系统的总称，主要负责车间数字孪生驱动物理车间的运行，和接受物理车间的生产反馈。 四、数字孪生的意义及作用 Digital twin最为重要的启发意义在于，它实现了现实物理系统向赛博空间数字化模型的反馈。这是一次工业领域中，逆向思维的壮举。人们试图将物理世界发生的一切，塞回到数字空间中。只有带有回路反馈的全生命跟踪，才是真正的全生命周期概念。这样，就可以真正在全生命周期范围内，保证数字与物理世界的协调一致。各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘，甚至人工智能的应用，都能确保它与现实物理系统的适用性。这就是Digital twin对智能制造的意义所在。 智能系统的智能首先要感知、建模，然后才是分析推理。如果没有Digital twin对现实生产体系的准确模型化描述，所谓的智能制造系统就是无源之水，无法落实。  五、数字孪生的发展进程 实现Digital Twin的许多关键技术都已经开发出来，比如多物理尺度和多物理量建模、结构化的健康管理、高性能计算等，但实现Digital Twin需要集成和融合这些跨领域、跨专业的多项技术，从而对装备的健康状况进行有效评估，这与单个技术发展的愿景有着显著的区别。因此，可以设想Digital Twin这样一个极具颠覆的概念，在未来可以预见的时间内很难取得足够的成熟度，建立中间过程的里程碑目标就显得尤为必要。 美国空军研究实验室（AFRL）2013年发布的Spiral 1计划就是其中重要的一步，已与通用电气（GE）和诺思罗谱·格鲁曼签订了2000万美元的商业合同以开展此项工作。计划以现有美国空军装备F15为测试台，集成现有最先进的技术，与当前具有的实际能力为测试基准，从而标识出虚拟实体还存在的差距。当然，对于Digital Twin这么一个好听好记的概念，许多公司已经迫不及待地将其从高尖端的领域，拉到民众的眼前。 GE将其作为工业互联网的一个重要概念，力图通过大数据的分析，可以完整地透视物理世界机器实际运行的情况；而激进的PLM厂商PTC公司，则将其作为主推的“智能互联产品”的关键性环节：智能产品的每一个动作，都会重新返回设计师的桌面，从而实现实时的反馈与革命性的优化策略。Digital Twin突然赋予了设计师们以全新的梦想。它正在引导人们穿越那虚实界墙，在物理与数字模型之间自由交互与行走。 六、数字孪生的研究现状 在智能制造领域最先使用数字孪生概念的是美国的航空航天局（NASA）在阿波罗项目中，美国国家航空航天局使用空间飞行器的数字孪生对飞行中的空间飞行器进行仿真分析，监测和预测空间飞行器的飞行状态，辅助地面控制人员作出正确的决策。从美国国家航空航天局对数字孪生的应用来看，数字孪生主要是要创建和物理实体等价的虚拟体或数字模型，虚拟体能够对物理实体进行仿真分析，能够根据物理实体运行的实时反馈信息对物理实体的运行状态进行监控，能够依据采集的物理实体的运行数据完善虚拟体的仿真分析算法，从而对物理实体的后续运行和改进提供更加精确的决策。 密歇根大学的迈克尔·格里夫斯教授在2003年提出了“物理产品的数字表达”的概念，并指出物理产品的数字表达应能够抽象的表达物理产品，能够基于数字表达对物理产品进行真实条件或模拟条件下的测试。这个概念虽然没有被称作数字孪生，但是它具备数字孪生所具有的组成和功能，即创建物理实体的等价虚拟体，虚拟体能够对物理实体进行仿真分析和测试。迈克尔·格里夫斯教授提出的理论，可以被看做是数字孪生在产品设计过程中的应用。 美国国家标准与技术研究院于 2012 提出了 MBD（基于模型的定义）和 MBE（基于模型的企业）的概念，其核心思想是要创建企业和产品的数字模型，数字模型的仿真分析要贯穿产品设计、产品设计仿真、加工工艺仿真、生产过程仿真、产品的维修维护等整个产品的寿命周期。MBE 和 MBD 的概念将数字孪生的内涵扩展到了整个产品的制造过程。 2015年之后，世界各国分别提出国家层面的制造业转型战略。这些战略核心目标之一就是构建物理信息系统（Cyber-Physical System，CPS），实现物理工厂与信息化的虚拟工厂的交互和融合，从而实现智能制造，数字孪生作为实现物理工厂与虚拟工厂的交互融合的最佳途径，被国内外相关学术界和企业高度关注。从 CPS 和数字孪生的内涵来看，他们都是为了描述信息空间与物理世界融合的状态，CPS 更偏向科学原理的验证，数字孪生更适合工程应用的优化，更能够降低复杂工程系统建设的费用。北京航空航天大学的陶飞，张萌等人基于数字孪生提出了数字孪生车间的概念，并从车间管理要素分析，数字孪生车间的发展需要依次经过生产要素、生产活动、生产控制仅限于物理车间，物理车间与数字孪生车间相对独立，物理车间与数字孪生车间交互融合这个三个阶段，才能够逐渐的成熟。同济大学的唐堂，滕琳等认为数字孪生是整合企业的制造流程，实现产品从设计到维护全过程的数字化，通过信息集成实现生产过程可视化，形成从分析到控制再到分析的闭合回路，优化整个生产系统。GE Digital工业互联网创新与生态发展负责人 Robert Plana 认为，数字孪生最重要的价值是预测，在产品制造过程中出现问题时，可以基于数字孪生对生产策略进行分析，然后基于优化后的生产策略进行组织生产。 七、数字孪生应用场景 从产品全生命周期管理、工程全生命周期管理、车间管控系统几个方面梳理数字孪生的应用场景如下： 1、最早，美国国家航空航天局使用数字孪生对空间飞行器进行仿真分析、检测和预测，辅助地面管控人员进行决策。 2、Michael Grieves 教授和西门子公司主要使用数字孪生进行产品数据的全生命周期管理。利用数字孪生对产品设计、产品功能、产品性能、加工工艺、维修维护等进行仿真分析。 3、以欧特克公司为代表的工程建设类软件供应商，将数字孪生技术应用于建筑、工厂、基础设施等建设领域，把建筑和基础设施看做产品进行全生命周期的管理。  4、北京航空航天大陶飞等人将数字孪生应用于车间的建设和管控，主要涉及基于数字孪生的产品设计、基于数字孪生的虚拟样机、基于数字孪生的车间快速设计、基于数字孪生的工艺规划、基于数字孪生的车间生产调度优化、基于数字孪生的生产物流精准配送、基于数字孪生的车间装备智能控制、基于数字孪生的车间人机交互、基于数字孪生的装配、基于数字孪生的测试/检测、基于数字孪生的制造能耗管理、基于数字孪生的产品质量分析与追溯、基于数字孪生的故障预测与健康管理、基于数字孪生的产品服务系统等。 八、数字孪生与Digital Thread Digital Twin是与Digital Thread，既相互关联，又有所区别的一个概念。 Digital Twin是一个物理产品的数字化表达，以便于我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况，与此相关的技术包括增强现实和虚拟现实。Digital Thread在设计与生产的过程中，仿真分析模型的参数，可以传递到产品定义的全三维几何模型，再传递到数字化生产线加工成真实的物理产品，再通过在线的数字化检测/测量系统反映到产品定义模型中，进而又反馈到仿真分析模型中。 依靠Digital Thread，所有数据模型都能够双向沟通，因此真实物理产品的状态和参数将通过与智能生产系统集成的赛博物理系统CPS向数字化模型反馈，致使生命周期各个环节的数字化模型保持一致，从而能够实现动态、实时评估系统的当前及未来的功能和性能。而装备在运行的过程中，又通过将不断增加的传感器、机器的联接而收集的数据进行解释利用，可以将后期产品生产制造和运营维护的需求融入到早期的产品设计过程中，形成设计改进的智能闭环。然而，并不是建立了全机有限元模型，就有了数字孪生，那只是问题的一个角度；必须在生产中把所有真实制造尺寸反馈回模型，再用PHM（健康预测管理）实时搜集飞机实际受力情况，反馈回模型，才有可能成为Digital Twin。 Digital Twin描述的是通过Digital Thread连接的各具体环节的模型。可以说Digital Thread是把各环节集成，再配合智能的制造系统、数字化测量检验系统的以及赛博物理融合系统的结果。通过Digital Thread集成了生命周期全过程的模型，这些模型与实际的智能制造系统和数字化测量检测系统进一步与嵌入式的赛博物理融合系统(CPS)进行无缝的集成和同步，从而使我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况。 简单说，Digital Thread贯穿了整个产品生命周期，尤其是从产品设计、生产、运维的无缝集成；而Digital Twin更像是智能产品的概念，它强调的是从产品运维到产品设计的回馈。Digital Twin它是物理产品的数字化影子，通过与外界传感器的集成，反映对象从微观到宏观的所有特性，展示产品的生命周期的演进过程。当然，不止产品，生产产品的系统（生产设备、生产线）和使用维护中的系统也要按需建立Digital Twin。 九、数字孪生标准体系 数字孪生标准体系可包含以下部分： 1、基础共性标准：包括术语标准、参考架构标准、适用准则三部分，关注数字孪生的概念定义、参考框架、适用条件与要求，为整个标准体系提供支撑作用。 2、数字孪生关键技术标准：包括物理实体标准、虚拟实体标准、孪生数据标准、连接与集成标准、服务标准五部分，用于规范数字孪生关键技术的研究与实施，保证数字孪生实施中的关键技术的有效性，破除协作开发和模块互换性的技术壁垒。 3、数字孪生工具/平台标准：包括工具标准和平台标准两部分，用于规范软硬件工具/平台的功能、性能、开发、集成等技术要求。 4、数字孪生测评标准：包括测评导则、测评过程标准、测评指标标准、测评用例标准四部分，用于规范数字孪生体系的测试要求与评价方法。 5、数字孪生安全标准：包括物理系统安全要求、功能安全要求、信息安全要求三部分，用于规范数字孪生体系中的人员安全操作、各类信息的安全存储、管理与使用等技术要求。 6、数字孪生行业应用标准：考虑数字孪生在不同行业/领域、不同场景应用的技术差异性，在基础共性标准、关键技术标准、工具/平台标准、测评标准、安全标准的基础上，对数字孪生在机床、车间、工程机械装备等具体行业应用的落地进行规范。 --------------------- 作者：新物联网 来源：传感器专家网 原文:https://www.sensorexpert.com.cn/article/57341.html 版权声明：本文由传感器专家网整理发布，转载请注明出处和链接！

Metaverses，也称为 3D 虚拟世界网络，专注于社交联系，并承诺为所有用户提供多维沉浸式数字体验。这些虚拟世界融合了几乎增强的物理和数字现实，具有持久性、分散性、高度协作性和互操作性。虽然Metaverse还处于起步阶段，但已经有多种技术为其提供支持，如增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、区块链、人工智能、空间计算和物联网，其目标是使这些虚拟世界对每个用户实时而言尽可能真实和上下文相关。在本文中，我将探讨物联网在metaverse扩展中的作用，重点关注物联网和metaverse之间的协同作用，以及依赖于物联网的未来metaverse用例，最后为读者提出三个发人深省的开放性问题。物联网与Metaverses之间的协同效应。物联网数据。 Metaverses 开发的基础是从物理环境中捕获数据、大量摄取 IoT 数据并在 Metaverses 的途径中以有意义的方式实时表示这些数据的能力。物联网数据还需要响应迅速并得到妥善保护。数字孪生（作为物理对象或过程的实时数字对应物的虚拟表示）。数字孪生技术支持物理组件与其数字对应物之间的连接，由获取、集成和通信实时数据馈送的物联网传感器创建的连接。当前对虚拟现实的日益增长的吸引力和投资正在推动数字孪生技术的突破，这将为不断更复杂的虚拟现实用例铺平道路。物联网架构。为了让元宇宙向所有用户提供多维沉浸式、高度情境化和交互式数字体验，它们需要来自物理现实的越来越高分辨率的输入。这增加了对增强型物联网架构的需求。多个物联网架构层需要更多的技术突破来支持虚拟现实的扩展速度，例如连接和交互（例如，传感器、机器人、可穿戴设备、扩展现实 XR 设备）、计算（例如，智能边缘、AIoT、5G）和数据和信息层。依赖于物联网的未来Metaverse用例元节和最终的元节据说会提高人类决策的质量，同时最大限度地减少做出有根据的决策所需的精神能量。实现这一目标的基础是虚拟现实、增强现实和物联网数据的无缝互操作性，这使得新的复杂用例能够改善人们在数字和物理现实中的生活，甚至解决现实世界的问题。增强型协作工作空间以及改进的大规模交互式体验设计将使个人和企业能够在元宇宙中学习、社交和参加活动。可再生能源供应将依赖于物联网平台提供的实时数据，这些平台连接到太阳能电池板、风力涡轮机、天气传感器、子生产系统、配电和能源电网系统等，在这些系统中，虚拟世界可以实现大规模的数据管理和处理。沉浸式学习和培训。在现实世界的情况下，例如，严重故障、极端天气、（网络）攻击通过虚拟模拟中的空间感知使用虚拟世界中的数字双胞胎。将允许针对现实世界的情况开发和测试多种方法，供人类和机器检测、响应和限制现实生活中的影响。在制造业中，工人将接受远程培训，以熟悉机器操作。对于大型基础设施项目，工程师和建筑师将利用数字双胞胎来模拟对在建物理资产的实时反馈。通过将物联网数据流式传输到元节中，关键系统维护的态势感知能力增强，制造人员的工作安全将得到改善。工人将被及时告知危险情况，以便他们限制现实生活中的影响。“对于要向所有用户提供多维沉浸式高度上下文和交互式数字体验的元节，它们需要来自物理现实的越来越高分辨率的输入。这增加了对增强型物联网架构的需求”在虚拟现实、增强现实和物联网数据流的驱动下，制造、物流、运输等领域的预测性维护将受益于根据适用的维护程序和协议加强对资产和子组件状态的识别。用于长期规划的大规模模拟。元宇宙最终将成为物理现实的反映，由现实世界对象和角色的数字双胞胎赋予生命。虚拟世界可能会成为政府、企业和个人运行长期分析和规划场景以确定最佳方法和响应的最复杂的虚拟仿真环境。元宇宙将使相关各方能够将这些方法和响应与现实世界的变化联系起来（例如，人道主义危机、人口收入差距、气候变化、新的和重新出现的疾病、恐怖主义）。通过这种方式，人类将在持续的学习循环中提前预测对事件的最佳响应。开放式问题随着用户参与度的增加，元节的采用也随之增加，1. 人类和机器的身份管理能否跟上并有效降低快速扩张的元宇宙带来的风险？2. 这将如何影响人类个人和社会障碍的数量和严重程度？3. 神经挖掘（应用行为智能和机器学习技术来大规模分析和影响人类行为）将如何影响人类决策？总而言之，我毫不怀疑由物联网和尖端技术驱动的元宇宙最终将创造未来的多维体验，最终感觉就像我们周围的物理世界一样正常。