打造工业元宇宙:西门子Xcelerator + 英伟达 Omniverse

2022/8/9 10:12:15

  西门子Xcelerator与英伟达Omniverse将虚拟和现实世界相结合,通过精准的虚拟世界仿真、数据分析和人工智能,为产品设计与制造提供新的洞察与效益。

  双方的合作将英伟达 Omniverse 的实时、全设计照片级高保真可视化渲染技术与西门子Xcelerator 的现实世界工程和基于物理世界的仿真技术相结合,从而打造工业元宇宙。二者的结合使得各种不同规模的工业公司都能够构建具有实时性能数据的闭环数字孪生,并适合运行各种仿真,并可以通过人工智能加速流程,如基于智能传感器和相连设备的智能无人工厂等。现在,制造商可以更好地响应客户需求,减少停机时间,在适应供应链各种不确定性的同时实现可持续发展和质量保证的双目标。

  工业元宇宙的基石

  西门子 Xcelerator 能够提供业界全面的数字孪生产品,表达了机械、电气/电子与软件不同领域的相互作用。这些互动能够帮助客户快速打造尖端智能产品和生产工艺。产品的数字孪生是物理产品的精确虚拟映射,与其现实形态、功能和行为相匹配。

  生产数字孪生具有相似功能,但会涉及生产制造过程中的每个阶段——从机器和逻辑控制器到整个生产线。西门子 Industrial Edge 数字化平台能利用来自车间的实时数据,进而不断优化数字孪生。

  英伟达 Omniverse 的大规模可扩展计算性能和实时功能能够最大化呈现这些全面的数字孪生。通过西门子物理精确的集成仿真,这种云原生的多域可视化和3D协作平台可将客户的产品和生产数字孪生同步带入生活。Omniverse 能够对全设计高保真产品、流程和环境提供逼真实时光线追踪处理和路径追踪渲染处理。所有的渲染效果由Omniverse 平台的开放式架构提供支持,基于通用场景描述(USD),并由专门为大规模数字孪生仿真而构建的 OVX 服务器进行驱动。

  应对苛刻的制造挑战

  英伟达 Omniverse 与西门子 Xcelerator 都能够从实际运营中获取实时数据,从而不断优化。因此,虚拟世界和现实世界的保真度不断提高,虚拟呈现具有近似于真实的形态、材料、光泽和行为。这种沉浸式的体验和基于物理世界的数字孪生的结合能够使团队做出更快、更明智的决策。

  当在制造过程中发现问题时,工程团队可以在虚拟空间中对产品和生产工艺进行可视化处理。在虚拟空间中,团队可以使用数字孪生探索、测试和验证潜在的解决方案和优化方案,从而避免对实物原型的需求,减少必要的停机时间,提高生产制造的灵活性。

  在人机协作场景中,利用人工智能(AI)的自动化过程能够进行智能调整,以确保协作式机器人能够在高效、安全的环境中工作。客户可以根据实时、全面的数字孪生生成的物理精确综合数据来训练机器人的感知网络。如此,能够大幅度加速机器人的初始训练,以及生产或环境变化时所需的任何再训练。

  将工业自动化推向新高度

  除优化单个流程驱动的决策外,西门子 Xcelerator与英伟达 Omniverse 能为运营数据带来更高程度的智能化和分析。西门子在IT/OT交叉领域集成和仿真产品、服务和解决方案的可靠能力能够带来新见解、高效益,甚至新的商业模式。

  制造商可以实时集成工程、制造和服务数据,从而提高效率和库存利用率。西门子 Xcelerator 解决方案和服务将来自IT和OT核心系统的数据交汇在一起,创建应用程序,使运营更加高效、可持续。英伟达 Omniverse 能够聚合和连接不同的3D设计和西门子CAD应用程序,以构建和迭代单一数据源的虚拟模型,并将模型连接、扩展到物联网、数据系统和工业自动化工具。

  例如,汽车制造商可以使用西门子Xcelerator与英伟达Omniverse,利用数字孪生,规划和持续监控工厂的运营状况。当发现生产瓶颈时,跨学科团队可在实时、逼真的虚拟环境中会面,展开协作。借助西门子 Xcelerator 与英伟达 Omniverse 的结合,团队能够立即对问题进行分析,确定根本原因,仿真并优化解决方案。因此,可快速部署经验证的解决方案。

  在另一个应用案例中,西门子 Xcelerator 与英伟达 Omniverse 可以缩短在能源和厂务工程师探索新服务、安全、优化和可持续性要求所需的时间。团队可通过设施的西门子Xcelerator数字孪生进行虚拟查看,分析现有空调系统产生热量的分布情况。Omniverse 的高清晰度、逼真可视化功能使他们能够快速了解通风口和冷却塔的不同配置,以达成人员舒适度和系统效率的平衡。为确定最佳方法,工程师可以对设备运行进行可视化处理,使用实时的传感器数据,对比现有结构的性能,以最终验证所提出的解决方案。

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