数字孪生在数据中心的应用场景-德赢Vwin官网网

数字孪生技术如何应用到数据中心的运营发展，又在数据中心的设计与发展阶段起到怎样的作用呢？本文将在数据中心的设计阶段与运维阶段应用数字孪生技术进行解析。

1.数字孪生在数据中心设计阶段的应用

在数据中心设计阶段主要采用三维建模技术手段，通过CAD软件、BIM软件、CFD软件等工具构建数据中心的数字化模型，再通过仿真和模拟技术在数字模型上进行可调节、可变参数、可重复、可加速的仿真实验，输出不同场景下的合理设计方案，最终提高现实中数据中心的设计效率，优化相关设计方案。

在数据中心设计阶段使用数字孪生技术可让投资方付出较低的成本，得到较高的回报，利益得以最大化。目前，数字孪生技术在数字中心设计阶段的应用越来越广泛、越来越成熟。以图1为例，采用CAD技术构建虚拟数据中心模型，然后通过能耗、温度、气流等数据的算法模型优化该模型，最终从众多的实验中获取最优策略应用到实际建设中，既满足设计需求，又节约内在成本。

图1 CAD模型布局

在设计阶段，数据中心除了会分析布局以外，也会尝试整合一些动力、环境失效的方案以保障整个系统无设计缺陷，并为未来可能发生的状况或时间进行前期预演。设计阶段的数字孪生模型如果能被数据中心运维人员延续使用，就将极大地提高模型使用效率，为后续的模型优化提供更多的数据支撑，使数字孪生体更加完整。

2.数字孪生在数据中心运维阶段的应用

1. 数据机房可视化

数据机房可视化由机房3D模型、资产配置孪生、线路连接孪生、机房容量孪生、监控门禁系统孪生、汇报展示等孪生模型组成。

利用数字孪生技术虚拟构建数据中心机房的物理环境，vwin 从数据中心的园区、机房、机柜、IT设备等组成的3D模型，再将机房中IT设备或者基础设施的基本配置信息嵌入数字孪生系统中。相关的配置信息可以由任何可见物理设备找到，相关设备也可以通过任何配置信息完成资产配置的显示。配置信息嵌入后，系统内即可将相应的位置信息与资产信息进行管理，此时就可以搭建出机房容量模型。

机房容量模型根据机房柜的剩余空间、配电盘的电气情况自动生成服务器设备的设置位置信息，预测并分析服务器的电力消耗量和设置的U号、机房的设置规则，以及机房的空间、电力消耗量、冷气量和安装后的温度场。数据机房可视化不仅是由机房3D模型、资产配置孪生、线路连接孪生、机房容量孪生、监控门禁系统孪生、汇报展示孪生等模型组成的，线路连接、监控信息以及其他汇报展示信息等也是机房数字孪生的重要组成部分，下面介绍几个重要的部分。

线路连接孪生：采用配套系统管理建立线路连接或者对接其他平台管理信息，将机房内的相关线路做可视化展示，同时可在可视化时查看相关设备端口信息。

监控门禁系统孪生：可以集成数据中心内外的监视系统和接入控制系统，虚拟控制包括综合网络管理监视、电源监视、动态电路监视、大楼自动化、安全监视、消防等监控系统和门禁系统。24小时保护数据中心的安全运行。

汇报展示：整合上述孪生手段，提供一个可以对单一场景或者多个组合场景进行可视化展示、满足多维可视化需求、实现数据中心的3D模拟展示汇报，如数字中心展厅、机房实景数据、故障演练等。机房的数字孪生可为设备布局、温湿度控制、容量规划、运维操作等提供指导。

2. 数字孪生应用在数据中心制冷系统

降低能耗能效指标是指降低数据中心能效指标的PUE数值，这一直是各个数据中心想要解决的难题。在数据中心的能耗消耗构成中，除了IT设备消耗以外，制冷系统能耗占比最高，即降低制冷系统的能耗也可降低PUE的数值。各种节能设备和技术应运而生，比如间接蒸发冷却AHU、液冷都是目前节能效率较高的技术，也有较多应用案例。

人工智能、机器学习等技术也在被广泛研究和应用。谷歌就有成功的案例，2017年它将机器学习技术应用到数据中心节能中，经过对大量运行数据的机器学习和使用，2018年节能达30%，效果显著。国内很多厂商也相继投入类似的研究中，并推出相关产品**，总结起来就是引入3D 模型、制冷系统模型算法，形成一套可视化的制冷系统的PUE能效模型，如图2所示。**

制冷系统的PUE能效模型不仅包含深度学习神经网络模型，也包括气候、数据中心IT负载等外界因素的输入。数字孪生是一个双向的过程，在制冷系统的PUE能效模型中也不例外。另外，制冷系统通过多个传感器将收集的数据发送到虚拟数字空间，实时更新节能模型PUE。PUE功能模型可以基于期望的实际PUE值来检索可达到PUE值的各种输入参数。根据相关约束条件生成每个系统的最佳调整值，最终达到PUE值。调整值主要包括冷却塔的开启台数和风扇的转速、各种冷却泵、冷却泵的开启频率、冷却机的运转状态等。

数字孪生的基础源于数据，故数据中心模型的准确性取决于样本的数据量：样本的数据量越大，构建的数据机房模型越准确。为了获得大量的数据样本，我们需要对不同的数据中心设置相同的输入和输出变量。通常这些输入变量包括表征系统实时负载的变量、表征冷却系统运行的控制变量以及表征环境的变量，例如IT设备发热能功耗、空调送回风温湿度等；输出变量一般可设置为PUE最低值，并且约束IT设备进风温度不超过设定的温度（一般可以为27℃）。这样，通过大量的运行样本可以构建输入变量与输出变量间相应的数字模型，再根据对应的目标值以及约束条件获得最佳的各系统设定值，从而达到节能减排的愿景。

图2 数字孪生运用在数据中心的制冷系统

3. 智慧数字中心3D化建设

数字孪生技术已经广泛应用于实际的生产生活中，特别是在智慧城市的管理应用。借鉴相关经验，可在数据中心进行3D可视化建设。在建设数字化数据中心时可依次进行数字化园区模型、暖通模型、安防系统模型、弱点模型、线路管道模拟模型、智能服务和决策模型。其中，弱点模型可借鉴已经成熟的智慧城市中的智慧楼宇或者智慧园区等相关系统中涉及的成熟模型。

以上的各个模型构成了智慧数据中心的基础。在此基础上，可再升级增加制冷系统、配电系统、智能化运维系统的数字化模型进入数据中心的数字化系统中，不断完善整个数字化体系，为定期自动生成优化运行的建议提供决策参考。数字孪生技术是一个崭新的领域，上述应用场景的分析十分粗浅。客观地讲，数据中心基础设施及机房专业领域的人员在这方面的知识和技能的储备还十分欠缺，现阶段需要从业者及时学习储备数字孪生相关的知识。

审核编辑：汤梓红

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

数据中心

数据中心

+关注

关注
16

文章
4761

浏览量
72028
CAD

CAD

+关注

关注
17

文章
1090

浏览量
72443
制冷系统

制冷系统

+关注

关注
8

文章
130

浏览量
19106
数字孪生

数字孪生

+关注

关注
4

文章
1319

浏览量
12239

原文标题：数字孪生在数据中心的应用场景

文章出处：【微信号：数字化企业，微信公众号：数字化企业】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

数据中心 3D 机房数字孪生 #数据中心

3D数据中心

阿梨是苹果

发布于 :2023年12月28日 10:02:33

易天重点解析监控系统在数据中心机房的重要性

系统其实是包含多方面的，而不是简单的视频监控，当数据中心机房出现一些隐患时，通过监控系统及时发现，就可以将危险消灭在摇篮之中，理论上，在数据中心机房里任何地方，任何运行的系统都有出问题的可能，监控系统

发表于 10-09 15:00

在数据中心应用MPO/MTP光缆的七大优势

家庭、物联网等诸多领域。而在5G的铺设中，光纤光缆的需求量也将随之快速增长，其中，拥有优势的MPO/MTP光缆也开始获得了更多人的关注。本文就来细数MPO/MTP光缆在5G数据中心上的优势所在。在数据中心应用MPO/MTP光缆的七大优势：

发表于 01-05 06:10

数字孪生的起源和定义

——数字孪生在制造业、电力以及智慧城市三大领域是怎样发挥作用的？一、数字孪生的起源和定义有关于数字孪生

发表于 07-12 08:08

数据中心是什么

数据中心是什么：数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在因特网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。数据中心大部分电子元件都是由低直流电源驱动运行的。

发表于 07-12 07:10

什么是数据中心

数据中心是企业用来容纳其关键业务应用程序和信息的物理设施。随着它们的发展，重要的是要长期考虑如何保持它们的可靠性和安全性。什么是数据中心？数据中心通常被称为单个事物，但实际上它们由许多技...

发表于 09-15 06:46

智能照明控制系统在数据中心的应用

智能照明系统逐渐在数据中心设计和建设中落地,且应用场景不断丰富,同时也逐步在数据中心改造中进行体现。结合数据中心照明系统的实际案例,分析不同的照明模式的优缺点,为

发表于 05-19 09:13 •998次阅读

智能照明控制系统在数据中心的应用

【摘要】：智能照明系统逐渐在数据中心设计和建设中落地,且应用场景不断丰富,同时也逐步在数据中心改造中进行体现。结合数据中心照明系统的实际案例,分析不同的照明模式的优缺点,为

发表于 06-27 09:25 •604次阅读

数据中心各个阶段元宇宙是什么样

数据中心元宇宙的发展可将数据中心数字孪生技术作为起点，2021年11月中国电子节能技术协会发布了T/DZJN47-2021《数据中心数字孪生

发表于 10-11 15:41 •992次阅读

GRANDMICRO有容微在数据中心方案应用

GRANDMICRO有容微在数据中心方案应用

发表于 05-30 14:11 •644次阅读

产品资讯 I Cadence 收购数据中心数字孪生先驱 Future Facilities

7月22日，Cadence宣布完成对FutureFacilities的收购。FutureFacilities是一家利用基于物理学的3D数字孪生为数据中心的设计和运营提供电子冷却分析和能源性能优化

发表于 09-06 09:43 •770次阅读

集中电源控制器在数据中心的应用

集中电源控制器在数据中心的应用非常广泛。数据中心通常需要大量的电源来支持服务器、网络设备和存储设备等关键基础设施的运行。集中电源控制器可以提供稳定、可靠的电源供应，确保数据中心的正常运行。在

发表于 01-30 15:24 •496次阅读

数字孪生场景构建的未来发展

工业制造、城市规划、医疗保健、农业等。随着数字孪生技术的不断发展和应用，未来数字孪生场景将呈现出以下发展趋势： 1.智能化与自动化：未来的

发表于 06-11 14:57 •337次阅读

数字孪生：概述、应用场景与意义

数字孪生应用场景 工业制造智能工厂：利用数字孪生技术对生产线进行模拟和优化，提高生产效率。设备维护：实时监测设备状态，预测故障并进行预

发表于 08-08 11:04 •481次阅读

数字孪生在智能建筑中的使用

，是一种集成了物联网（IoT）、大数据、云计算和人工智能等技术的综合性解决方案。它通过收集物理实体的数据，创建一个精确的虚拟模型，这个模型可以实时反映实体的状态和行为。数字孪生在智能

发表于 10-25 14:43 •326次阅读