為了能以更為可持續的方式運營企業，企業對數字基礎設施的要求也愈來愈高，不止是出于成本和效率的考量，從環境的角度也是如此。

Equinix全球IBX運營工程副總裁Arno van Gennip表示：“從設計到施工再到設施管理，數字孿生正成為提高數據中心效率和減少客戶碳排放的關鍵。”

數字孿生有益于將來自不同重點領域的數據集中到共享環境中，這使得IT、工程、財務、采購、施工團隊能夠在流程中，更早地探索和模擬性能、財務和環境等各種因素之間的權衡。設備和空間利用方面的各種效率提升，帶來的直接影響就是降低能耗和減少碳排放。數字孿生還有益于提高建設和運營效率，減少浪費、降低人員配備要求和相關環境影響。

好多企業和數據中心運營商（比如Nvidia）往往會從各種結合了工程、CAD和數據中心信息管理(DCIM)功能的仿真建模工具中打造出數字孿生工作流。愈來愈多的DCIM廠商（比如施耐德電氣）將數字孿生功能直接引入他們的工具中。達索系統和Future Facilities等廠商為數據中心提供了集成度更高的數字孿生。Nvidia等廠商也開始推出Nvidia Air這樣用于優化數據中心物理和邏輯布局的新工具。

投入運營中

Equinix與Future Facilities展開合作，面向企業數據中心構建數字孿生。數字孿生能夠助力工程師確保冷卻系統和連接生態系統提供所需的容量和最佳效率。工程師能夠對比數據中心的預期行為和實際行為，以及能源使用的情況。

“這讓我們能夠深入了解有關維護和優化能源效率的各種可能性，”van Gennip說。

Equinix工程師和合作伙伴一起構建了物理數據中心的3D模型。這種數據中心孿生模型是基于各種因素建模的，比如數據中心內計算設備的容量和密度，以及冷卻系統的路徑。集中式數字孿生平臺能夠助力工程師使用實時數據（比如功率和溫度）預測預計的變更對配電、空間利用和冷卻路徑可能帶來的影響，這些實時數據整合到現有模型中，用于進行準確的分析和預測，從而使數據中心孿生能夠通過預測能源需求提高效率。

達索和好多領先的超大規模數據中心企業展開合作，設計和建造下一代數據中心。

“他們面臨的最大挑戰就是怎樣縮短項目準備時間，以跟上不斷增長的需求，以及怎樣通過減少建設和運營期間的能源、水消耗和浪費，讓數據中心更具可持續性，”達索公司架構、工程和建筑(AEC)行業銷售戰略總監Marty Rozmanith這樣表示。

讓管理更輕松

數據中心房地產投資信托公司Digital Realty的全球建筑管理優化總監Kasper Dessing認為，以前數據中心管理被分成多個孤島，每個孤島都專注于管理設施的某一個方面。

因此，不同領域的管理者可能無法看到更大的格局。無論是現在還是今后，在考慮設施維護的時候，這一點都尤為重要。數據中心會產生大量的數據，而人類無法很好地捕獲、匯集和管理這些數據。隨著數字服務變得愈來愈復雜，這種情況只會變得愈來愈糟糕。

Dessing說：“通過數字孿生，我們能夠以虛擬的方式呈現設施內的各種元素和各種動態，以及在各種操作場景下實時模擬實際行為。”

Digital Realty發現，由于數據量龐大，并且不同組件之間存在相互依賴性，因此通用數據中心的運營情況還不夠好。正因為如此，Digital Realty將他們的設施數字孿生和專有的AI和機器學習平臺進行集成，分析數千個數據流，從而能夠跟蹤設施內的所有組件并進行實時調整，還能夠對將來行為進行預測，從而展開預測性維護，節省時間和控制成本。

這種對設施和不同組件之間關系的可見性，有益于改進新的設施設計，使其更高效。不僅如此，Digital Realty還利用數字孿生和他們的AI平臺來優化能源消耗。

Dessing說：“可持續性是我們的首要任務，優化每個設施的能耗有益于我們在控制成本的同時，減少對環境的影響。”

并非所有人都具備在決策的同時進行模擬的這一技術專長，因此，Digital Realty將一種推薦引擎集成到了他們的數字孿生平臺中。

“這樣就能夠讓更多的人使用該技術，而不必一直依賴專家。”

把碎片組合在一起

設計、建造和運營數據中心的過程中會產生大量的數據，這些數據被保存為不同的格式，存儲在不同的系統中。Rozmanith說，通過適當的訪問控制和變更管理來管理和組織數據，這非常有挑戰性。數字孿生能夠帶來多個學科、不同發展水平(LOD)和多個維度的數據，這讓不同利益相關者能夠實時地圍繞單一事實來源展開協作。那些更為復雜的數字孿生技術則結合了各種技術，使用一種集成數字孿生來模擬熱、結構、電氣、控制和監控、制造和組裝等過程。

Rozmanith解釋說：“有了一個通用的平臺，所有人就都圍繞著單一事實來源展開工作，這不僅節省了時間，還提高了質量和整體數據中心交付能力。這個平臺對我們來說就是一個變革的推動力。”

企業開始愈來愈多的關注怎樣將不同的數字孿生結合在一起。

埃森哲云首席技術專家Teresa Tung表示：“隨著我們整合更多數據和模擬來連接工程設計、施工調度和運營流程，不同的數字孿生之間的互操作性已經變成了一大挑戰。”

Tung的團隊正在與數據中心廠商展開合作，將數據和領域專業知識應用于分析過程中，以確定驅動假設預測所需的模擬數量和配置，他們使用領域知識圖（和用于互聯網搜索中的技術相同）來捕獲這些需求并映射不同元素之間的關系。

施耐德戰略計劃總監和解決方案架構師Carsten Baumann表示，提供商愈來愈多地向DCIM工具中添加數字孿生功能，以便在實際實施部署之前對基礎設施升級可能帶來的影響進行模擬。他認為，開放標準能夠簡化數據中心設備和管理工具之間的集成，從而能夠更輕松地將數字孿生作為日常數據中心工作流程的一部分。

下面就讓我們來詳細看一看，數字孿生提高設計、施工、運營和規劃可持續性的19種方式：

設計

放置新服務器

“也許在數據中心行業，使用數字孿生技術帶來的最大影響就是氣流管理和IT設備放置問題了，”Baumann說。

部署計算、存儲和網絡資源的需求快速增長，隨之而來的是基礎設施上的巨大挑戰。特定機架或者特定位置還有物理空間，并不意味著有足夠的電源、接入和散熱能力。

看似簡單的安裝部署，可能要對電源進行重大升級或者更好的替代方案時，數字孿生就能夠幫得上忙了。

增加密度

增加數據中心的設備密度，能夠減少新設施對氣候帶來的影響。

Information Services Group(ISG)企業敏捷性總監Loren Absher表示，數字孿生有益于優化數據中心設計，改善電源、布線、冷卻要求、氣流甚至活動地板完整性等所有相關元素，以防止災難性故障的發生，另外還能夠為增加密度所需的物理工作流程變更提供助力。

提高熱性能

冷卻是數據中心的第二大能源消耗因素，僅次于設備本身。現代數據中心的冷卻系統包括冷卻器、管道和HVAC設備。

數字孿生能夠使用熱模擬來了解冷卻系統的行為并提高其性能。

Rozmanith說，有些經常將代表冷水機組數量和管道尺寸變化的設備鏈的1D模擬，與氣流的3D計算流體動力學(CFD)分析結合起來，找到冷空氣和設備冷卻之間的最佳平衡，以優化能源消耗。

評估季節性影響

Techstrong Research董事總經理、聯合創始人Dan Kirsch表示，數字孿生還能夠助力數據中心設計師更好地規劃季節性氣候變化，讓設計師能夠根據外部季節性氣候變化的影響提前規劃，以降低總體運營成本和能耗。

“數字孿生讓我們能夠根據客戶的特定需求和現場條件進行真正的定制和優化設計，而無需進行實地實驗，”Kirsch說。

創建模塊化組件

達索與大型數據中心運營商展開合作，打造了能夠在不同數據中心設計中重復使用的模塊化組件。

Rozmanith表示，數字孿生能夠助力企業定義和配置這些模塊的屬性，從而通過按訂單配置的方法，縮短設計、采購和安裝時間，從而有益于減少新建數據中心的環境影響。

測試和驗證設備

NTT全球數據中心美洲產品高級副總裁Bruno Berti表示，他們正在使用數字孿生來測試和驗證設備，然后再將其部署到數據中心內。

這些新的工作流程讓他們能夠構建和測試電氣和發電機模塊，這樣工程師就能夠在產品投入生產之前發生任何潛在的過程故障，減少了廢棄物對環境的影響并改進了風險評估，加速了新產品的開發，提高了數據中心的可靠性和彈性。另外，數字孿生還有益于安排預測性維護，降低維護成本。

優化電池性能

數據中心設備生產企業Vertiv的首席創新官Greg Ratcliff表示，數字孿生能夠用于建模和設計系統，以改善電池健康狀況和預期壽命，從而減少制造新電池帶來的環境影響。在這種情況下，數字孿生能夠助力團隊使用電池健康測量和設施詳細信息，來模擬不同的設計選擇，預測每個電池的健康狀況和使用壽命。

Ratcliff表示：“如果電池組中的單個電池出現故障，那么整個電池組都會出現故障，所以監控每個電池的運行狀況是至關重要的。”

評估環保型替代品

數據中心運營商能夠利用數字孿生技術來評估新方法的性能、環境效益和潛在缺陷。

比如，Kao Data利用數字孿生工具來虛擬地測試和部署無制冷劑間接蒸發冷卻(IEC)系統，該系統使用水蒸發代替機械系統在炎熱天氣冷卻空氣。這種方法助力Kao Data提高了電力利用效率，減少了對環境的影響。

建筑

精簡施工

數字孿生能夠模擬復雜的任務、裝配、設備使用和人身安全，還能夠改善供應商、集成商和承包商在設計和施工生態系統中的協作，以消除流程中的摩擦。

Rozmanith說，更好地模擬和協作，能夠縮短施工時間、減少問題發生、避免返工、以及減少信息請求和安全事故的數量，這助力達索的客戶將面市時間平均縮短了10-15%，減少了與施工時間較長可能帶來的環境影響。

減少建筑垃圾

數據中心設計師正在使用數字孿生來更好地規劃施工，以便工作人員能夠更高效地工作，減少浪費，縮短不同施工階段之間的時間。

Kirsch說：“通過創建數據中心的虛擬模型以及完整的材料清單，設計人員能夠優化施工人員組裝數據中心的每一個細節。”

這種規劃方法能夠減少一個團隊在其他團隊完成任務等候的時間。而通常來說，減少數據中心建設過程中的浪費并非易事，Kirsch說，這個過程中好多組件是無法重復使用或者回收的，最終只能進入垃圾填埋場。

運營

提供維護建議

數字孿生有益于確定問題的根本原因，并為快速修復提供維護建議，以減少能耗。

比如，Equinix位于阿姆斯特丹的工廠采用了一種數字孿生模型，根據模型顯示，他們需要清潔冷卻塔和調整風扇，以前這兩項維護的能耗都要高于模型預期的水平。van Gennip表示，數字孿生讓已經比較高效的數據中心IBX能源效率進一步提高了10%。

延長資產壽命

達索的虛擬數字孿生能夠將AI和機器學習算法的操作數據情境化，用于改進預測性維護。Rozmanith說，這延長了設備的使用壽命，從而減少了電子垃圾。而且，虛擬孿生還能夠通過提高冷卻和電力系統的效率來優化能源和水的使用。

提高維護和維修效率

數字孿生能夠對維護、維修和翻新所需的所有信息訪問進行簡化，包括訪問文檔、用戶手冊、維護手冊、材料供應商信息和備件清單等信息。Vertiv定制空氣處理和模塊化解決方案副總裁Lorenz Hofmann表示，這能夠節省時間和減少工作量，從而減少二氧化碳的排放量。

數據中心流程自動化

流程挖掘功能的改進，能夠助力數據中心領導者了解他們的團隊怎樣與應用進行交互，并對數據中心環境的變化做出反應。

ABBYY流程智能高級總監Ryan Raiker表示，使用數字孿生理解和記錄程序，有益于數據中心團隊發現候選的自動化方法，還能夠實施不同的協議，以便在故障實際發生時采取行動，確保數據中心正常運行并減少故障和浪費的發生。

改善托管服務提供商和企業之間的協作

托管數據中心能夠讓多個企業共享同一個數據中心，但是當企業客戶決定安裝新設備的事后，往往會對周邊其他企業的設備產生電力、熱量和重量上的影響。

法國Thésée DataCenter與Future Forward展開合作，在云中部署每個設施的數字孿生，這種數字孿生讓客戶能夠通過Web服務端模擬他們自己或者附近設備預期變更可能帶來的影響，從而有益于Thésée的工程師與客戶展開協作，提高他們的數據中心空間使用率，減少建設新數據中心的需求。

規劃

確保滿足合規性要求

NTT正在研究通過數據孿生助力企業收集與業務相關的數據，并對這些數據實施標準化。數據孿生將企業數據源及其相互關系復制為標準格式，為分析和報告提供一個集中的位置。

NTT Data Services SMART解決方案副總裁Bennett Indart表示，這將有益于提供數據中心在實現可持續發展目標方面取得的進展，以及發現新的機會進行改善。

改善財務決策

NTT公司的Berti表示，NTT已經開始把財務數據整合到他們的數字孿生中，這有益于NTT在計劃過程中使用實時數據和高級分析功能來審查材料和人工成本。

另外，這還有益于確定調整制造價值鏈從財務方面看是否合理，以及預期結果是否會降低數據中心的運營成本。

評估數據中心遷移帶來的影響

埃森哲與卡內基梅隆大學合作開發了一個名為myNav Green Cloud Advisor的數字孿生模型，該模型讓企業能夠衡量數據中心和云提供商之間遷移的可持續性影響。

埃森哲的Tung表示，該項目最開始是一個數字孿生，以當前數據中心的能源消耗、計算要求和可持續發展目標為基準，讓企業能夠規劃和對比各種云解決方案，包括碳排放目標、位置、能源和向清潔能源過渡的準備情況。

了解實質性的影響

Kirsch說，在建設完成之前，通常很難知道數據中心內的實際材料清單。在數據中心建設期間，團隊會遇到各種可能要偏離最初設計的情況。設計團隊能夠使用數字孿生規劃所有現場條件，并指定所需的材料。

Kirsch說：“通過制定準確的材料清單，數據中心創建者和最終用戶能夠在施工開始之前就充分地了解要使用的材料，以及對整體可持續性目標的影響。”