最前线 | 亚马逊云也在做数字孪生，推出Amazon IoT TwinMaker

2021年12月1日，亚马逊云 科技 在2021 re:Invent全球大会上宣布推出Amazon IoT TwinMaker，可以让开发人员更加轻松、快捷地创建现实世界的数字孪生，如楼宇、工厂、工业设备和生产线。

数字孪生是物理系统的虚拟映射，可根据其所代表的现实世界对象的结构、状态和行为定期更新。Amazon IoT TwinMaker让开发人员可以轻松汇集来自多个来源（如设备传感器、摄像机和业务应用程序）的数据，并将这些数据结合起来创建一个知识图谱，对现实世界环境进行建模。客户可以通过Amazon IoT TwinMaker，使用数字孪生来构建反映现实世界的应用程序，提高运营效率并减少停机时间。使用Amazon IoT TwinMaker无需预付费用，客户只需为使用的服务付费。

开发人员可以将Amazon IoT TwinMaker连接到设备传感器、视频源和业务应用程序等数据源，快速开始构建设备、装置和流程的数字孪生。为方便从各种数据源收集数据，Amazon IoT TwinMaker包含适用于Amazon IoT SiteWise、Amazon Kinesis Video Streams和Amazon S3的内置连接器（客户也可以为Amazon Timestream或Snowflake等数据源添加自己的连接器）。

Amazon IoT TwinMaker会自动创建一个知识图谱，整合并理解所连接数据源的关系，因此它可以使用被映射系统的实时信息更新数字孪生。客户可以将现有的3D模型（例如CAD和BIM文件、点云扫描等）直接导入Amazon IoT TwinMaker，轻松创建物理系统（例如楼宇、工厂、设备、生产线等）的3D视图，并将知识图谱中的数据叠加到3D视图上，创建数字孪生。

数字孪生创建完毕后，开发人员就可以使用适用于Amazon Managed Grafana的Amazon IoT TwinMaker插件创建基于Web的应用程序，在工厂 *** 作员和维护工程师用于监控和检查设施和工业系统的设备上，即可显示该应用程序的数字孪生。例如，开发人员可以通过将来自工厂设备传感器的数据与运行中的各种机器的实时视频以及这些机器的维护 历史 相关联，创建金属加工厂的虚拟映射。然后，开发人员可以设置规则，在检测到工厂熔炉中的异常情况（例如温度已超过阈值）时向工厂 *** 作员发出警报，并在工厂 3D 模型的熔炉实时视频中显示这些异常，这可以帮助 *** 作员在熔炉发生故障之前快速做出预测性维护决策。

亚马逊云 科技 IoT总经理Michael MacKenzie表示：“客户对有机会使用数字孪生来改善其运营和流程感到兴奋，但为不同使用场景创建数字孪生和自定义应用程序所涉及的工作复杂且昂贵，令大多数企业望而却步。Amazon IoT TwinMaker包括大多数客户构建数字孪生模型所需的内置功能，例如连接不同来源的数据，建模物理环境，以及可视化具有空间维度的数据。Amazon IoT TwinMaker的推出让更多客户可以全面了解他们的工业设备、设施和流程，实时监控和优化其运营的各个环节。”

Amazon IoT TwinMaker现已在美国东部（弗吉尼亚北部）、美国西部（俄勒冈）、亚太地区（新加坡）和欧洲（爱尔兰）区域提供预览，其他区域也将很快推出。

目前，已有一些企业使用了Amazon IoT TwinMaker进行数字化升级。

开利（Carrier Global）是一家建筑与冷链解决方案提供商。“通过我们的Abound平台，我们可以从各种系统和传感器中汇总楼宇性能数据，让客户实时了解其互联空间。为物业主和运营商提供数字孪生以增强该平台一直是我们的首要任务。”开利数字化和云高级总监Dan Levine表示：“然而，内部开发这一能力并非易事，面临着成本高昂、进展缓慢等一系列问题。通过Amazon IoT TwinMaker，我们发现了可以显著加快Abound平台技术战略的关键推动力。Amazon IoT TwinMaker将帮助我们的开发团队专注于快速创建差异化的客户成果，既不用将大量精力投入到繁重的数字孪生数据抽象工作中，也无需向我们的解决方案添加3D可视化。”

另一个典型案例是埃森哲。制造业的数字化转型对埃森哲的客户而言是一个巨大的机会，但他们经常会面临零散、孤立和非结构化工业数据的挑战，导致许多概念验证无法扩展。埃森哲Industry X行业数字制造与运营全球技术主管Maikel van Verseveld认为：“我客户希望在开始并扩展他们的数字化制造之旅时，拥有能够快速应对这些挑战的工具。通过Amazon IoT TwinMaker，他们现在可以轻松地创建数字孪生，从不同的 IT 和 OT 系统中获得更加情境化、数据驱动和实时的制造运营视图，从而让最终用户可以做出更好的决策并优化运营。通过埃森哲与亚马逊云 科技 紧密协作的团队，我们已经能够开始借助Amazon IoT TwinMaker为客户带来价值。”

关于亚马逊云 科技

超过15年以来，亚马逊云 科技 （Amazon Web Services）一直以技术创新、服务丰富、应用广泛而享誉业界。亚马逊云 科技 一直不断扩展其服务组合以支持几乎云上任意工作负载，目前提供超过200项全功能的服务，涵盖计算、存储、数据库、网络、数据分析、机器学习与人工智能、物联网、移动、安全、混合云、虚拟现实与增强现实、媒体，以及应用开发、部署与管理等方面；基础设施遍及25个地理区域的81个可用区（AZ），并已公布计划在澳大利亚、加拿大、印度、印度尼西亚、以色列、新西兰、西班牙、瑞士和阿联酋新建9个区域、27个可用区。

在物联网应用系统中使用NoSQL数据库是一个不错的选择，因为NoSQL数据库可以处理海量、多变的数据，并且拥有优秀的横向扩展性。以下是适合物联网应用系统的几种NoSQL数据库类型：

1 文档型数据库：文档型数据库支持存储和查询结构化和非结构化数据，并且能够轻松地存储和检索复杂的数据类型，例如JSON和XML格式。在物联网应用程序中，文档型数据库可以快速存储传感器数据、日志、警报和配置数据等信息。

2 列族型数据库：列族型数据库适用于需要处理大量数据的应用程序，例如数据聚合和时间序列数据分析。在物联网应用程序中，使用列族型数据库可以存储和查询大量时间序列数据，例如传感器读数、状态数据和其他一些深度数据等信息。

3 Key-Value型数据库：Key-Value型数据库是一种简单易用的NoSQL数据库，每个键都关联着一个值。在物联网应用程序中，使用Key-Value型数据库可以存储和查询对象的属性，以及配置数据和元数据等信息。

以上是应用于物联网应用系统中的几种NoSQL数据库类型，也可以根据应用需求和数据类型选择其他适合的NoSQL数据库类型。

物联网终端由外围感知接口，中央处理模块和外部通讯接口三个部分组成，通过外围感知接口与传感设备连接，如RFID读卡器，红外感应器，环境传感器等，将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口

要手写物联网平台，需要具备相应的编程技能和物联网系统设计的知识。以下是一些步骤和注意事项：

确定系统架构：首先需要明确物联网平台的系统架构，包括设备层、网关层、云平台层等，以及各层之间的通信协议和数据格式。

设计数据存储方案：物联网平台需要存储大量的传感器数据和设备信息，需要设计合适的数据存储方案，包括数据库结构、数据存储方式等。

设计数据通信方案：物联网平台需要与各种设备进行数据通信，需要设计合适的通信协议和数据格式，同时需要考虑数据安全性和加密传输等问题。

编写设备驱动程序：根据设备的类型和通信协议，编写相应的设备驱动程序，实现数据采集和控制等功能。

编写云平台程序：编写云平台程序，实现数据接收、处理、存储、分析和展示等功能。

实现数据分析功能：利用机器学习、人工智能等技术，对物联网平台的数据进行分析和挖掘，提供更加智能化的服务和应用。

需要注意的是，物联网平台开发涉及到多个领域，包括软件开发、网络通信、硬件设计等，需要掌握多种技能和知识。同时，物联网平台开发还需要考虑数据安全和隐私保护等问题，需要严格遵守相关的法律法规和标准规范。

原因：

1、EF 、EFCore 中默认存在链接池，每次数据库 *** 作完成之后，会将连接丢到连接池。连接的释放过程单独管控（这里不做详细解释）；

2、当Oracle数据库中设置有连接（会话）有效期时，到期后，Oracle服务端会中断连接，并将会话标识为：SNIPED状态；

注：查询数据中已超时，未释放的会话：select from v$session where status = 'SNIPED';

3、当Oracle数据库中连接超时后，EF连接池中的连接依然存在，若再次进行数据库 *** 作，则会提示 idle 超时异常；

解决方案：

方案1：调整数据库设置，将数据库中的“IDLE_TIME”设置未“UNLIMITED”,具体方式请自行百度;

可通过以下语句查看当前设置：

select username, b from dba_users a, dba_profiles b where aprofile = bprofile and username='IOT_SUB_ALL';

方案2：

在项目代码数据库连接字符串中添加：min pool size=0;设置，将EF连接池最小连接保持数设置为0（默认为1）；

连接字符串样式：

"User Id=用户id;Password=密码;Data Source=IP:端口/服务器名;min pool size=0;"

连接字符串参数详细说明见：

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在去年的百度智能物联网峰会上，百度除了继续在讲“ABC+IoT”外，强调了边缘计算，发布了智能边缘BIE（Baidu IntelliEdge）。

其实，早在2017年，在尹世明入职百度，任职百度副总裁、百度智能云总经理数月后，就为百度智能云此前的ABC加了一个IoT，也就有了现在百度智能云的ABC+IoT。

2018年是IoT被喊得最响亮的一年，包括阿里、华为等互联网时代的佼佼者纷纷将IoT定为公司层面的发展战略。与阿里、华为相同的是，百度的IoT业务同样基于云基础业务，在智能云事业部（2018年12月升级为智能云事业群组）下开展；不同的是，百度的天工物联网平台仍是相对低调。不过，百度在IoT的发力仍然明显，在2018年，尹世明亲自接受多家专业媒体采访，为百度智能云物联网，为其ABC+IoT战略铺路。

5月30日，在2019 ABC Inspire智能物联网峰会上， 百度智能云升级天工物联网平台，就边云融合、时空洞察、数据智能发布9款产品，尹世明也再次登台解读ABC+IoT战略新发展。

物联网在2018年正式从幕后转向台前，在此之前，各玩家已经先后布局并零星可见在各产业试水应用。百度智能云正式对外公布进入物联网领域是在2016年，2016年7月，百度天工物联网平台正式发布，入局物联网，随后发布了物接入、物解析、规则引擎、物可视、时序数据库TSDB等物联网产品。

这之后的三年中，百度在物联网领域的重点布局也清晰可见。2017年，重点布局百度大脑；2018年，重点布局智能边缘BIE；2019年，百度的重心则是边云智能升级。

百度智能云副总经理管瑞峰认为，新一代智能物联网平台将向三个方向突破：第一，向边界突破，形成边云融合；第二，在时间和空间的维度上寻求突破；第三，利用数据智能对场景突破。 边 云融合、时空洞察和数据智能，将成为下一代智能物联网平台的核心要素。

“ 2019年是边云融合计算商业化元年。 ”管瑞峰在峰会上这样称。这主要体现在三个方面：

消防烟感需要时间戳、设备位置、烟雾浓度、报警状态、故障状态、覆盖范围6个维度信息；无人机需要时间戳、经纬度、高度、电量、农作物长势等50个维度信息；新能源 汽车 需要时间戳、经纬度、充电状态、探针温度等100个维度信息。其中，时间和空间成为两个基础维度信息。

百度智能云天工物联网平台在发布之初，首批产品中即有时序数据库TSDB。管瑞峰表示，这正是百度智能云在时空洞察方面的布局。其中，时间维度上包括存储、分析、洞察，空间维度上包括位置标识、轨迹规划、全局优化。

以百度地图为例，百度地图是百度面向C端的产品，在为用户提供服务同时，同时拥有15亿POI、850万公里的路网空间数据，基于此，百度则可以提供诸如定位、地图、搜索、鹰眼轨迹、导航、路线规划、路况能力。与此同时，空间能力也被百度结合百度智能云为B端用户提供服务，官方数据显示，包括165万开发者、65万应用。

数据智能要击穿B端，首先解决行业理解（行业知识）问题。例如， 汽车 生产线上有一百多个生产指标，如何从众多数据指标中抽取出与积漆有关联的关键指标进行生产线积漆模型构建就成为关键。“利用天工的时序数据库、行业洞察及其他平台能力与模型训练结合起来，通过一个工程师可以实现模型训练和工程研发。”

而此次峰会上，作为主角的是百度智能云针对物联网领域发布的9款产品，包括针对边云融合推出的百度智能边缘20和三款智能边缘硬件（天工IoT Module、BIE AI BOX、BIE Developer Kit），针对时空洞察推出的地图空间服务、货运路径规划、智能调度ROS，以及针对数据智能推出的百度智能时序洞察（公测阶段）、小度企业音箱行业解决方案。

百度智能云物联网产品总监周保玉上台首先介绍了百度智能云天工物联网平台的无接入、规则引擎、时序数据库、物可视基础能力的升级。具体包括：

接下来则是此次峰会的主角，百度智能云发布的9款新品。

第一款，发布百度智能边缘（BIE）20。 自去年发布百度智能边缘后，如今已经支持Ubuntu、Debian等40+种 *** 作系统版本，支持x86、x86_64、arm等主流硬件平台，此次的20版本主要有以下三个方面的升级：

第二款，天工IoT Module。 百度联合Quectel推出包括NB-IoT、2G、4G的IoT模组（均通过了FCC、CE认证），这些模组预装百度智能云的IoT SDK，可提供诸如免GNSS智能定位等服务。

第三款，BIE AI BOX。 百度智能云今年年初联合英特尔推出BIE AI BOX，BIE AI BOX除了配置了Arm处理器外，还配置了movidius视觉协处理，从而实现云上训练、边缘预测。

第四款，BIE Developer Kit。 百度智能云联合英伟达、伙伴米文动力合作开发BIE Developer Kit，该产品预装OpenEdge，支持PaddlePaddle、TensorFlow、Caffe等主流深度学习框架。

第五款，地图空间服务。 百度智能云天空联合百度地图推出地「图空间服务」。具体包括三方面：

第六款，货运路径规划。 针对物流行业，推出货运路径规划，提供包括限高、限款、险重、限轴、限行信息，货运限行数据达200路线规划能力支持里程、时间、收费、路况等十几种路线偏好。

第七款，智能调度（ROS）。 百度智能云的智能调度（ROS）可以快速地生成千万级的路网数据，能够同时支持6000+网店配送任务，同时进行规划和计算，并且针对复杂的城配场景支持附加时间窗口、满载率等20多种约束条件。

第八款，时序洞察。 周保玉称，“做时序洞察这款产品的核心目的是两个：一是降低IoT行业运用门槛，提高落地效率；二是希望这款产品能够作为载体，承载行业知识的沉淀。”该产品主要有三方面能力：

第九款，小度企业音箱行业解决方案。 小度智能音箱最初为面向C端产品，百度现已经将其拓展到B端应用中。小度企业音箱行业解决方案可以提供首屏定制、行业功能定制、硬件定制、行业系统对接等定制能力。目前已应用到诸如地产、酒店、银行等行业中。

据雷锋网了解，百度智能云以上9款产品均以应用到行业中，包括在智能边缘计算方面与雅砻江合作，启动智能电站规划工作；智能调度（ROS）应用到车满满SaaS云平台，提供货运路径规划一体化解决方案；小度企业音箱行业解决方案方面与深圳市碧城智慧 科技 合作，在智慧地产方面打造惠州潼湖 科技 小镇等。

尹世明：百度智能云ABC+X，IoT、5G、边缘计算

在2018年9月，百度智能云ABC战略升级到30，尹世明现场再次重申ABC 30的能力。

众所周知，百度智能云以B端业务为主，尹世明表示，智联网时代，To C技术开始进入To B领域，企业技术架构也必将受到很大冲击。

谈到企业数字化转型和AI转型，尹世明表示，在传统Client Server架构上做AI加持并不容易，如果对底层MES系统、DCS系统、ERP、物流软件整个过程中每一台设备都配备一个AI引擎更加困难。百度为此提出了ABC+X，“将计算、数据、AI，以及现今更先进5G、边缘计算技术统一到智能云端。”

以5G为例，传统设备升级应用5G技术需要在每一台应用设备中装一个5G连接或计算模块，这在实际应用环境中很难实现。4月11日，百度联合华为、中国移动展示了基于5G SA架构的5G Vertical LAN（行业局域网）技术及基于此的8K互联网视频直播，该技术可提供定制化5G行业局域网，使得企业终端与企业云处于同一个“局域网”中。

就当下百度智能云ABC+X架构在物联网上的应用，我们思考更多的是设备（物），所以我们有物的边缘，我们有移动的边缘。左边是物边缘，移动边缘，云边缘，右边是局域网、无线网、骨干网。“这样的分布式架构使得在1毫秒、10毫秒、100毫秒之内能够将相关的能力汇聚到一起。”

过去传统的技术架构无法实现实时响应。以ERP系统为例，传统的ERP系统是层级化的，所有数据经过排期之后必然有延时，这个延时可能是分钟级的，也可能是小时级的，因而难以实现实时响应。“物联网到来之后，当我们边缘计算、云计算融为一体，实时响应将有可能实现。”

雷锋网小结

纵观百度此次针对物联网行业应用推出的9款产品，除去沿袭其一直在布局的边缘计算以外，在模组方面发的三款产品仍是以行业合作为主，包括与英特尔、英伟达、米动 科技 等合作，百度主要提供的仍是其云端能力；而诸如货运路径、智能调度、时序洞察等产品，仍是基于百度自身在大数据和数据分析能力上的积累。

雷锋网认为，物联网就本质而言，一定程度上可以理解为万物的是数据化、数字化，再辅以数据分析和人工智能的能力，将会对产业带来深远的影响。也正如尹世明为百度智能云制定的ABC+X的战略，或将是未来企业数字化、智能化转型的一个思路。

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