AI时代来临，数字孪生技术如何赋能千行百业？
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【天极网企业频道】现如今，由软件重新定义行业的趋势正日益加深，无论是数字孪生、自动驾驶，还是基于数字孪生的智能工厂、机器人、智能仓储等场景。特别是受到劳动力短缺、供应链受限以及世界格局加速演变等诸多因素影响，重工行业开始竞相实施由软件定义的全自动化工业变革。
在前不久召开的Post-GTC设计与仿真媒体交流会上，NVIDIA全球副总裁、亚太区专业可视化计算总经理沈威、NVIDIA中国区高级技术市场经理施澄秋、NVIDIA中国Omniverse业务负责人何展就RTX与Omniverse的最新进展以及Omniverse的成功应用案例进行了分享。
以API形式提供Omniverse Cloud
近年来，各行各业积极将自己重塑为以软件驱动的科技公司，加之生成式AI快速兴起、3D数据互操作性日益增强、高级图形技术不断发展，以及从边缘计算至云计算范畴内的仿真计算能力得到显著提升，为企业的物理流程数字化带来了全新的机遇。
数字化浪潮使得构建1:1符合真实物理规律的数字资产成为可能。借助精准的3D仿真和构建物理产品的环境，有助于整个行业链中的所有参与者实现实现降本增效。因此，当3D虚拟世界与真实物理世界相连时，企业就可以通过人工智能支持的监控系统持续运行，并不断优化其数字孪生与物理孪生。
基于此，NVIDIA Omniverse平台以其灵活性和可扩展性，提供了一个共享的虚拟协作空间，可连接各种设计工具、资产和项目。不仅如此，在2022年的GTC大会上，英伟达升级Omniverse战略，推出Omniverse Cloud，旨在让艺术家、创作者、设计师、开发者即时访问Omniverse平台，允许数十亿台设备的用户进行3D设计协作和模拟。
但用户在享受这些技术带来的便利时，也面临着一定的挑战。不少企业在内部已开发了一套成熟的应用程序体系，要将这些既有应用程序无缝迁移至云端，并与Omniverse Cloud紧密结合，需要具备深厚的技术专长和大量资源投入来进行系统的重构、适配和版本迭代。
为此，在GTC 2024上，NVIDIA宣布以API形式提供Omniverse Cloud，将工业数字孪生应用和工作流创建平台的覆盖范围扩展至整个软件制造商生态系统。
借助五个全新Omniverse Cloud应用编程接口(API)，开发者能够轻松地将Omniverse的核心技术直接集成到现有的数字孪生设计与自动化软件应用中，或是集成到用于测试和验证机器人或自动驾驶汽车等自主机器的仿真工作流中。具体来看：
1、USD Render：生成OpenUSD数据的全光线追踪NVIDIA RTX渲染。
2、USD Write：让用户能够修改OpenUSD数据并与之交互。
3、USD Query：支持场景查询和交互式场景。
4、USD Notify：追踪USD变化并提供更新信息。
5、Omniverse Channel：连接用户、工具和世界，实现跨场景协作。
“如果用API接入Omniverse Cloud，再得益于人工智能或大模型蓬勃发展的普及，对于Omniverse的开发者而言，将大大节约时间成本、提升效率，从而能够更好、更快地完成工作。”施澄秋说道。
目前已有许多大型工业软件公司使用NVIDIA Omniverse Cloud API。其中，西门子的Siemens Xcelerator平台应用采用Omniverse Cloud API，以帮助客户通过基于物理学的渲染来增强其数字孪生，从而提升工业规模的设计和制造项目的效率。达索系统旗下的3DEXCITE品牌正采用Omniverse Cloud API，在其基于web的应用中直接实现与Shutterstock的 Edify3D或Edify 360等生成式 AI服务的互操作性。Apple通过Omniverse Cloud API，使开发者能够将交互式工业数字孪生流式传输到Apple Vision Pro中。
从三方面为用户提供支持和帮助
随着人工智能与物理世界的不断融合，数字孪生技术正日益显现其在推动行业进步中的核心作用。NVIDIA中国Omniverse业务负责人何展指出，NVIDIA Omniverse的数字孪生正广泛渗透到各个领域。
例如，在碳储存方面，在全球追求碳达峰和碳中和的大背景下，某公司为了将二氧化碳以液态形式注入地下800米深处，需要构建地下的数字孪生模型，确保液态二氧化碳注入的安全性，并确定选址、注入压力、压强和速率等关键参数。借助Omniverse技术，实现了碳存储技术的数字化管理，一年处理的二氧化碳量相当于1000辆汽车的尾气排放量。
在气象方面，NVIDIA与客户携手打造的全球气候模型Earth-2，是一款3D交互式的数字孪生模型。通过这一模型，可以模拟和预测气象走向，准确预测飓风的路径，精度可达1公里范围内。
值得一提的是，为了更好地帮助企业用户解决问题并优化使用过程，NVIDIA提供了全方位的技术支持。首先，NVIDIA调动了内部资源，包括售前技术支持团队、售后技术服务团队，以及技术算法团队，共同投入到各个重点项目中。其次，NVIDIA与开发者紧密合作，这些开发者既有个人，也有初创企业，共同探讨如何根据客户需求，解决其痛点，并实现与Omniverse方案的全面整合。为此，NVIDIA在国内已经发展了众多企业来服务大客户。最后，NVIDIA与西门子、Cadence、Ansys等多家ISV软件商展开了合作，并致力于维护与包括本土ISV在内的各类合作伙伴的关系，为此专门成立了专业技术团队。
写在最后：
在全球范围内，价值超过50万亿美元的重工业市场正迎来一场深刻的数字化变革，有越来越多的企业创建数字孪生，来设计、模拟、构建、运营、优化整个资产以及工作流程。NVIDIA Omniverse Cloud API的推出，为自主系统开发提供强大支持，降低高保真传感器仿真的传统门槛，让开发者不需要大规模改造基础设施，就能解决复杂的AI问题。可以说，这不仅帮助企业实现了降本增效，更加速推动了行业的数字化进程。
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