前言

数字孪生体对产品的制造过程以及对在其整个生命周期内操作的改善吸引了越来越多IT人员及专业操作人员的关注。本书将通过构建风力涡轮机原型作为可再生能源领域的工业资产的例子来普及数字孪生体的概念。

在本书中，你将了解到如何为数字孪生体完成技术选择，然后学习如何评估数字孪生体的可能业务成果，从而分析其投资回报。本书还将提供使用Azure Digital Twins服务构建数字孪生体的实战教程，并讨论如何将工业数字孪生体融入整个可再生能源发电生态系统。

本书的受众包括IT领导者、业务线（Line of Business, LOB）领导者和主题专家（Subject Matter Expert, SME），以及所有和他们一样正在寻求使用数字孪生体来推动数字化转型，从而为工业运营提供可量化的价值的人。

本书面向处于职业生涯中期的主题专家或业务技术专家（例如工程师和运营经理），通过构建风力涡轮机数字孪生体的第一个原型，帮助他们了解如何在现实世界的数字孪生体设计、开发和部署阶段评估数字孪生体的资源需求和能力。

本书分为三篇，共8章。内容介绍如下。

第一篇：定义数字孪生体，包括第1章和第2章。

第1章　“数字孪生体简介”介绍了数字孪生体的简要发展史，并提供了数字孪生体的定义（以形成对该概念的共同理解），以及一些行业示例以加深读者对数字孪生体应用的理解。

第2章　“数字孪生体规划”，制定了使用数字孪生体应对特定行业挑战或机遇的关键标准，并讨论了实现数字孪生体的先决条件和要考虑的组织因素。

第二篇：构建数字孪生体，包括第3章～第7章。

第3章　“确定第一个数字孪生体”，讨论了如何为原型选择数字孪生体候选者，每个候选者都可以从评估数字孪生体示例的组织类型的角度来选择。本章还介绍了敏捷宣言的价值观和Scrum开发方法，后者是最常用的敏捷开发过程。

第4章　“从第一个数字孪生体开始”，解释了项目规划框架、如何验证问题陈述和预期结果并探索了开发数字孪生体的建议业务流程。本章还介绍了可用于创建风力涡轮机的第一个数字孪生体原型的不同类型技术平台。

第5章　“设置数字孪生体原型”，为在云平台上选择和设置基础设施提供了实用的分步指导，为下一章构建数字孪生体原型做准备。

第6章　“构建数字孪生体原型”，描述了在微软Azure Digital Twins平台上构建真实数字孪生体原型的端到端过程。本章涵盖了完整的开发过程，包括测试、技术评估和业务验证等步骤。

第7章　“部署和价值跟踪”，指导你完成数字孪生体原型的功能测试，并评估不同的部署模型，以将原型扩展到可操作的生产解决方案上。本章进一步提出了价值跟踪方法，这些方法可以向工业企业中的不同利益相关者展示数字孪生体解决方案的价值。

第三篇：增强数字孪生体，即第8章。

第8章　“强化数字孪生体”，描述了超越第一个数字孪生体原型的可能性。本章着眼于数字孪生体“可能的艺术”以及数字孪生体的一些新兴机会，以提供更安全、更环保、更负责任的工业运营，并为所有利益相关者带来积极的价值回报。本章还深入探讨了数字孪生体在可再生能源发电中的应用。

如果你对JSON和Azure Functions等编程概念有基本的技术熟练程度，那么你将从本书中获得最大收益。当然，这些技能不是阅读本书的先决条件。

本书的示例可能成为数字孪生体在你的组织中的一项潜在应用，但你完全可以在阅读本书之后发现其他潜在应用。

本书涵盖的软硬件和操作系统需求见表1。

表1　本书涵盖的软硬件和操作系统需求

本书随附的代码可以在GitHub仓库中找到，如果代码有改动，那么我们也将及时在该GitHub仓库中更新代码。

本书中使用了许多文本约定。

（1）在文本中表示代码中的单词、数据库表名、文件夹名、文件名、文件扩展名、路径名、虚拟URL、用户输入和Twitter账号名等。以下段落就是一个示例：

数字孪生体的货币化（Monetization）即以货币价值的形式衡量数字孪生体，既可以基于单个数字孪生体，也可以基于孪生体生态系统，例如Twin2Twin（T2T）生态系统。

（2）有关代码块的设置如下：

（3）要突出代码块时，相关内容将加粗显示：

（4）任何命令行输入或输出都采用如下所示的粗体代码形式：

（5）术语或重要单词采用中英文对照形式，在括号内保留其英文原文。示例如下：

智能制造（Smart Manufacturing）或智能工厂（Smart Factory）是一个广义术语，指的是通过应用数字孪生体、物联网（Internet of Things, IoT）和增材制造（Additive Manufacturing，也称为3D打印）等数字技术来改进制造业。

（6）对于界面词汇、英文文献或专有名词将保留英文原文，在括号内添加其中文翻译。示例如下：

可以将Assign access to（分配访问权限）选项保留为默认的User, group, or service principal（用户、组或服务主体）设置。在Select（选择）下拉字段中选择或键入Azure免费账户用户名。

（7）本书还使用了以下两个图标：