Den fysiske verden er kompleks. At gengive det digitalt behøver ikke være så komplekst, som du tror

Den fysiske verden er kompleks. At gengive det digitalt behøver ikke være så komplekst, som du tror

Tidsstempel: 24. februar 2023 kl. 8:09
Den fysiske verden er kompleks. At reproducere det digitalt behøver ikke være så komplekst, som du tror, ​​PlatoBlockchain Data Intelligence. Lodret søgning. Ai.

Sponsoreret funktion Teknologer har forsøgt at skabe digitale verdener siden databehandlingens morgen. Industrien er blevet henrykt og efterladt at føle sig deflateret af digitale miljøer lige fra The Sims™ til Second Life™, til virtual reality-headset og velsagtens de første varianter af Metaverse.

Men hvis der er et spørgsmålstegn ved, om vi virkelig har brug for "nye" digitale verdener, er der ingen tvivl om, at der er tvingende grunde til at bygge digitale kopier af dele af den eksisterende virkelige verden. Eller sagt på en anden måde, at skabe digitale tvillinger.

Uden tvivl er de miljøer, vi bygger i den fysiske verden – fra detailbutikker, kontorbygninger, fabrikker eller logistikcentre til smarte byer – utrolig komplekse. Når der opstår problemer, kan det være økonomisk umuligt eller usmageligt at lukke dem ned, mens løsningerne udarbejdes og testes. Endnu bedre, hvis problemer kan opdages, mens de stadig er på det digitale tegnebræt, kan de rettes uden at forårsage forstyrrelser. Det er lige så sandt for et elektrisk køretøj eller medicinsk udstyr, som det er for en forlystelsespark eller bilfabrik.

Nigel O'Leary, administrerende direktør for den specialiserede systemintegrator Dimension88, siger, at der typisk er tre nøgleelementer til en digital tvilling. Den første er prototyping – digital skabelse af objektet – et køretøj, hospital eller kraftværk – så brugerne kan se det og forfine det, før det fysisk bygges, "i stedet for at en arkitekt bygger det, og så træder du ind i det og går , 'vi må leve med det'."

Den anden del er evnen til at overlejre data, uanset om det er en tidslinje, omkostninger eller materialer. "Så i slutningen af ​​processen har du noget, der ikke bare er en digital tvilling, men du har den relevante information om 'hvornår blev dette installeret, hvem gjorde det' og så videre." Forklarer O'Leary.

Det tredje element, siger han, er at beslutte, hvordan du skal bruge den digitale tvilling fremadrettet - hvilket kan involvere planlægning af forebyggende vedligeholdelse eller at finde ud af, hvordan du skal håndtere potentielle problemer. Han forklarer: "Så efter du har fået tvillingen, hvordan kører du scenarier, og hvordan skrider tingene frem og fungerer."

At bygge den digitale tvilling af et køretøj, en produktionsfabrik eller en by er ikke trivielt. Men udfordringerne handler om meget mere end blot at skaffe den rå computerkraft.

I svundne tider forklarer O'Leary: "Du ville bygge skræddersyet kode eller programmer for at muliggøre samarbejde." Dette skabte fragmenterede, komplicerede pipelines, hvor flere bidragydere brugte forskellige værktøjer, der var svære at forbinde. Desuden manglede de mennesker, miljøerne blev bygget for at hjælpe – arkitekter, ingeniører og virksomhedsejere, ofte dybe tekniske færdigheder.

Kravene er nu endnu højere. Som Dr. Valerio Rizzo, leder af AI hos Lenovo EMEA siger, betyder det at skabe digitale tvillinger af produktionsanlæg eller kompleks infrastruktur ikke kun fysiske egenskaber og mekanik. I en tid med intelligente enheder og IoT skal "kognitive" egenskaber også inkluderes, hvor konstant opdaterede data fra den virkelige verden potentielt streames ind i modellen.

Dette nødvendiggør en platform, der letter skabelsen af ​​alle de komponenter, der er nødvendige for at samle massive digitale scener, inklusive rekvisitter, karakterer, strukturer og algoritmer. Dette kræver til gengæld en jævn integration af datakomponenter på tværs af forskellige specialiserede 3D-applikationer, simuleringssoftware og evnen til at inkorporere tilpassede værktøjer, kodescripts eller programmeringsrammer i arbejdsprocesserne.

En pipeline til en ny verden?

"Den traditionelle måde at gøre det på var faktisk at importere og eksportere aktiver og derefter flytte aktiverne fra et stykke software til et andet for at færdiggøre udviklingen," forklarer Rizzo. Alt ville så blive integreret i en spilmotor eller lignende miljø, siger han, som selv da stadig ville have brug for yderligere justering.

Det, der er brug for, er en tilgang, der problemfrit kan levere den massive computerkraft og løbende data, som er nødvendige for at bygge store, "industrielle" digitale tvillinger. Men dette skal også give det nødvendige værktøj og samtidig forenkle det samtidige samarbejde mellem forskellige brugere, både på byggestadiet og løbende. Alt sammen uden at bryde arbejdsgangen mellem bygherrerne af den digitale verden og de brugere, der vil samarbejde inden for den.

Det er visionen bag NVIDIAs Omniverse Enterprise platform, som bygger på leverandørens skalerbare GPU-udviklingsplatform for at hjælpe virksomheder med at udvikle "fysisk nøjagtige, AI-aktiverede, virtuelle simuleringer, der er perfekt synkroniseret med den virkelige verden."

Platformen er bygget på Universal Scene Description-rammeværket, oprindeligt udviklet af Pixar til animerede film. Andre nøglekomponenter understøtter simulering og gengivelse, såvel som samarbejde og dataintegration, forbindelse mellem tredjeparts- og Omniverse-applikationer og muligheden for brugere til at udvikle deres egne udvidelser, apps og plug-ins.

Så hvad skal der til for at levere Omniverse Enterprise? Noget, der spænder over hardware, infrastruktur og tjenester, som Lenovo leverer med sin EveryScale OVX-løsning, designet til at levere alt det nødvendige i en enkelt pakke.

Ikke overraskende kræver løsningen kraftige underliggende computerressourcer for at understøtte gengivelsen og simuleringerne, samarbejdet og de massive datasæt, der er involveret. Og ifølge Rizzo skal dette gøres på tværs af "så mange noder, som du har brug for, og på tværs af flere GPU'er, hvilket er noget, der var umuligt at gøre med traditionelle spilmotorer."

Dette er alt sammen gjort i en enkelt instans, skaleret på tværs af flere servere, hvilket betyder, at brugere ikke er "siloed ind i separate servere, men de vil være sammen i den samme scene." siger Rizzo. Så de vil effektivt dele den samme "tid og rum i det digitale rum".

Den grundlæggende byggesten i OVX-platformen er en enkelt nodeboks med otte GPU'er, to Intel Xeon Platinum-processorer og NVMe-lager med lav latens, som understøtter omkring 12 brugere. For grupper på 20 til 40 brugere kan fire noder bygges sammen til en "Pod", der pakker 32 GPU'er og otte Intel Xeon CPU'er og bruger Spectrum 2 eller Spectrum 3 højhastighedsnetværksstrukturen. Det næste niveau op er SuperPods, der pakker 128 eller flere servere og bruger Spectrum 3 netværksstof, storage og orkestreringssoftware til at understøtte 100 eller flere brugere.

Fortællingen om båndet

EveryScale OVX suppleres af Lenovos ThinkStation og ThinkPad P Series, en komplet portefølje af NVIDIA RTX-drevne arbejdsstationer optimeret til komplekse NVIDIA Omniverse Enterprise-arbejdsstrømme. Ud over disse kraftfulde arbejdsstationer har Lenovo en omfattende portefølje af ThinkEdge AI/Edge og ThinkReality AR/VR-enheder designet til både at fange og forbruge IoT-informationen på kanten. Disse oplysninger kan derefter streames til den digitale tvilling såvel som det underliggende virksomhedsforbindelsessæt.

Lenovos skalerbare infrastruktur (LeSI) rammer binder det hele sammen. Kunder kan selv købe enkeltkomponenter og stativ og stable. Men Pods kan også fortestes og bundtes sammen, før de leveres, hvilket Rizzo siger, reducerer tid til værdi og minimerer spild, især papir- og plastemballageaffald, og dermed reducerer dets påvirkning af det fysiske miljø.

Du tror måske, at skyen ville være den ideelle platform til digital twinning. Men som O'Leary påpeger, er mange af slutbrugerne involveret i deres skabelse ikke teknologer og har et mere kritisk fokus på forenkling og samarbejde. Desuden betyder karakteren af ​​digitale tvillinger, at mange organisationer vil være ekstremt følsomme over for deres IP, produktplaner og systemer såvel som deres fysiske infrastruktur – der bor hvor som helst uden for deres kontrol.

Ved at henvise til en situation i den virkelige verden (du kan læse mere om Dimension88's Meta og Omniverse Solution Integrator her), forklarede O'Leary, hvordan computervisionsdrevne robotter i et logistikcenter havde problemer med nøjagtigt at identificere kasser efter udskiftning af emballagetapen. At eksperimentere med forskellige typer emballagetape lyder som en mindre ting, men at stoppe en virkelig verdens produktionslinje, hvad enten det er inden for logistik eller fremstilling, betyder, at der påløber betydelige omkostninger i den virkelige verden.

For at løse problemet skabte holdet en digital tvilling af pakkerne, så de kunne simulere forskellige scenarier og teste forskellige løsninger, før de implementerede dem i den virkelige verden.

Du kunne sige: "'Okay, så hvad nu hvis båndet skifter igen næste gang?'" forklarer Rizzo. I det tilfælde fortsætter han "hvis de havde et problem, som de skulle løse, vil den hurtigste vej til at løse det være at tage den digitale version, redigere disse bokse, generere flere versioner og skabe nye syntetiske data for at forbedre nøjagtigheden af ​​deres computer vision AI-model."

De "virtuelle" kasser har endeløse versioner med forskellige typer tape, samt farvning og andre ufuldkommenheder. "Så fordelen ved at lave en digital tvilling i det tilfælde var at kunne skabe mange flere kasser og planlægge for fremtiden."

O'Leary forklarer, den digitale tvillingtilgang betyder: "Du leder efter problemer i din fysiske verden, som du kan overlejre i det virtuelle og se på mulighederne."

For en 24×7 forsendelsesvirksomhed vil udforskning af flere muligheder i den digitale tvilling være langt mere velsmagende fra et økonomisk synspunkt, da denne tilgang er mere omkostningseffektiv end at stoppe produktionen i den fysiske verden for at løse problemet. Den digitale tvillingetilgang hjælper organisationer med at identificere problemer i den fysiske verden og udforske potentielle løsninger i et virtuelt miljø.

Sponsoreret af Lenovo.

Tidsstempel:

Mere fra Registret