宝马与英伟达联手建造的虚拟数字化工厂相关技术总结

  • 行业动态 2021-05-17 分享新闻到:
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  超逼真的虚拟汽车工厂是宝马与英伟达联手建造实时模拟和协作平台,以数字化打造未来的工厂。该平台基于omniverse平台打在,该软件由nvidia开发,基于nvidia的GPU架构开发,于2020年10月推出测试版本,目前超过17,000名客户进行了测试体验,包括宝马、爱立信、沃尔沃、Adobe、Epic Games在内的众多公司都正在与Omniverse合作。
 
  Nvidia Omniverse由5个关键部分组成:Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTX Renderer。这些组件与连接的第三方数字内容创建(DCC)工具以及附加的连接的Omniverse微服务一起构成了完整的Omniverse生态系统。
 
  Omniverse由5个关键部分组成:Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTX Renderer。这些组件与连接的第三方数字内容创建(DCC)工具以及附加的连接的Omniverse微服务一起构成了完整的Omniverse生态系统。Omniverse Nucleus:提供一组基本服务,这些服务允许各种客户端应用程序、渲染器和微服务共享和修改虚拟世界的表示形式。
 
  Omniverse Connect库:被作为插件分发,使客户端应用程序可以连接到Nucleus并发布和订阅无论是单个资产还是整个世界。当需要同步时,DCC插件将使用Omniverse Connect库来应用外部接收的更新,并根据需要发布内部生成的更改。
 
  Omniverse Kit:是用于构建本地Omniverse应用程序和微服务的工具包。它建立在一个基本框架上,该框架通过一组轻量级扩展提供了多种功能。这些独立扩展是使用Python或C ++编写的插件。
 
  Simulation:Omniverse中的仿真由英伟达一系列技术作为Omniverse Kit的插件或微服务提供。作为Omniverse一部分进行分发的首批仿真工具是英伟达的开源物理仿真器PhysX,该仿真器广泛用于计算机游戏中。
 
  RTX Renderer:新的Omniverse RTX视口是Omniverse支持符合皮克斯Hydra架构的渲染器之一,它利用Turing和下一代NVIDIA架构中的硬件RT内核进行实时硬件加速的光线跟踪和路径跟踪。
 
  此外,英伟达针对不同类型用户构建了可在Omniverse软件中使用的不同类型的Omniverse应用,包括为建筑、工程和施工专业人员设计的Omniverse View;为媒体、娱乐和制造/产品设计行业的设计师、创作者和专家设计的Omniverse Create;为3D深度学习研究人员设计的Omniverse Kaolin等。
 
  目前大部分主流软件都参与了测试,参与测试的软件如Revit、3DSMAX,Unity3D等工程文件都可以一键迁移到Omniverse软件中

Omniverse软件
 
  Omniverse框架
 
  Omniverse主要强大的功能是如下:
 
  1)3D 应用和用户间实时协作,使用通用场景描述 (USD) 和材质定义语言 (MDL) 在您喜欢的应用之间实时协作。
 
  2)实时多 GPU 光线追踪视口,支持与 USD 内容相关的优质多 GPU 光线追踪和路径追踪。
 
  3)模拟,利用最新 NVIDIA 技术,高效模拟复杂的 3D 物理世界。
 
  如下是几个仿真效果,详细参考视频附件。
 

高效模拟复杂的 3D 物理世界(1)
 

高效模拟复杂的 3D 物理世界(2)
 

高效模拟复杂的 3D 物理世界(3)
 

高效模拟复杂的 3D 物理世界(4)
 
  同时支持主流的AR、VR运用,框架如下。

支持主流的AR、VR运用
 
  详细介绍:
 
  https://developer.nvidia.com/zh-cn/nvidia-omniverse-platform
 
  宝马工厂中,主要使用Omniverse完成如下事情:
 
  1)从各种设计软件导入设计数据到Omniverse,设计数据包含CATIA、Bently等3D模型、点云,导入数据后在Omniverse进行GPU渲染,高度还原现实,在设计阶段可以体验建立后的真实工厂样子,可以基于模型进行优化设计。
 

汽车工厂模型(1)
 

汽车工厂模型(2)
 
  2)借助Omniverse的3D 应用和用户间实时协作能力,进行工位的人机工程优化仿真,最大化满足人机工程学中的舒适度要求。
 

工位的人机工程优化仿真
 

Omniverse的3D 应用和用户间实时协作
 
  3)基于Omniverse强大的GPU渲染能力,对仿真数据可视化。
 

整条线人机协作的仿真及可视化
 

整条线的物流小车和工厂协同的仿真及可视化
 

机器人及相关设备协同的仿真及可视化
 

机器人的控制仿真及可视化
 

工厂级别的业务流的仿真及可视化
 

工厂空间分析和感知分析
 
 
  4)宝马使用Omniverse的总结:
 
  “宝马以大规模的方式进行个性化制造,他们的运营是世界上最复杂的,”英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋说。“Omniverse就是为了实现这个过程而打造的。我很高兴宝马公司利用NVIDIA Omniverse将他们的团队连接起来,在物理世界中建造任何东西之前,虚拟地设计、规划和运营他们的未来工厂,这就是制造业的未来”。
 

未来工厂

  虚拟工厂的规划已经很常见,但直到现在还需要从各种应用程序中导入数据。这不仅耗费时间,而且还带来了兼容性问题。并且,数据也不总是最新的。
 
  未来,Omniverse平台将能从所有相关数据库中收集和整理实时数据,以消除重新导入数据的步骤。这种透明性将使规划人员和生产专家能够更快速、更准确地规划高度复杂的生产系统,而不会出现接口损失或兼容性问题。Omniverse整合了来自各种不同生产者的专业设计和规划工具的数据,并利用这些数据在单一的协作环境中生成照片般逼真的实时模拟。
 
  出色的照片质量只是Omniverse的众多优势之一,该系统的一个好处是,位于不同时区不同
 
  地点的员工可以随时访问,共同规划和优化工艺或生产系统的细节。
 
  Omniverse还可用于多种场景:未来,规划人员和生产专家将利用Omniverse云基础设施中同步的实时数据进行协作。他们还可以与供应商讨论新生产系统的集成,整合结构和设施数据,以及生产中材料的项目和零件编号。
 

新生产系统集成
 
  Omniverse还可以用于物流规划,提供从规划到生产的数据一致性。宝马集团的生产规划人员将能够通过可扩展的GPU,对全球生产网络中每个工厂的整个规划生命周期进行可视化。
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