Nvidia Dévoile les APIs Omniverse Cloud, Avançant la Technologie des Jumeaux Numériques
Nvidia a lancé ses interfaces de programmation d'application (APIs) Omniverse Cloud, marquant un progrès significatif dans les outils logiciels des jumeaux numériques. Avec la participation de leaders du secteur tels qu'Ansys, Cadence et Siemens, ces APIs sont prêtes à propulser une nouvelle ère d'applications de jumeaux numériques, améliorant les processus de conception, de simulation et d'exploitation. Cette annonce a été faite lors de l'événement Nvidia GTC 2024 à San Jose, Californie.
L'introduction des APIs Omniverse Cloud constitue un tournant majeur pour la technologie des jumeaux numériques. En intégrant les fonctionnalités fondamentales d'Omniverse directement dans les applications logicielles existantes, les développeurs peuvent désormais affiner les flux de travail et accélérer la création de jumeaux numériques dans divers secteurs industriels. Je vais modérer un panel sur la numérisation industrielle et les jumeaux numériques mardi à 16 heures pendant GTC.
« Nous envisageons un avenir où tout ce qui est manufacturé aura des jumeaux numériques », a déclaré Jensen Huang, PDG de Nvidia, lors de son discours d'ouverture à Nvidia GTC 2024. « Omniverse sert de système d'exploitation pour créer et gérer des jumeaux numériques physiquement réalistes. En tirant parti de l'IA générative et d'Omniverse, nous révolutionnons les industries lourdes, débloquant d'illimités opportunités pour les créateurs. »
Bien que les progrès dans le métavers grand public aient été lents, le métavers industriel prend de l'ampleur rapidement. Nvidia a consacré cinq ans au développement d'Omniverse, en utilisant le format d'échange de données Universal Scene Description (USD) conçu par Pixar pour les simulations 3D. Pour les entreprises, Nvidia licence Omniverse pour 4 500 $ par an, et l'introduction des APIs Omniverse Cloud est l'un des points forts de cet événement GTC.
« Omniverse est une plateforme pour construire et déployer des applications de numérisation industrielle basées sur la physique. Elle constitue un boucle de rétroaction pour que l'IA passe dans le domaine physique. Omniverse n'est pas juste un outil ; c'est un écosystème qui améliore les outils existants, se connectant aux plus grandes plateformes de conception, de CAO et de simulation telles que Siemens, Autodesk et Adobe », a déclaré Rev Lebaredian, vice-président de la simulation chez Nvidia, lors d'un briefing avec GamesBeat. « Nos partenaires logiciels comme Siemens et Ansys tirent parti d'Omniverse pour créer des outils et services innovants. Des clients tels que BMW, Amazon Robotics et Samsung utilisent Omniverse pour développer leurs propres outils, liant leurs opérations industrielles. »
L'IA générative et les jumeaux numériques transforment la façon dont les entreprises de divers secteurs conçoivent, fabriquent et gèrent leurs produits. Traditionnellement, les entreprises dépendaient de prototypes physiques et de modifications coûteuses pour des projets industriels étendus, un processus coûteux et sujet aux erreurs. Cela limitait l'innovation et prolongeait le temps de mise sur le marché, selon Lebaredian.
La théorie des jumeaux numériques suggère de construire une usine numériquement pour simuler toutes les opérations de manière réaliste, permettant un raffinement itératif de la conception avant le début de la construction. Une fois opérationnel, le jumeau numérique facilite des reconfigurations rapides basées sur des données en temps réel recueillies par des capteurs, optimisant les processus de production et réduisant significativement les coûts.
Lebaredian a souligné que les industries lourdes sont confrontées à des pénuries de main-d'œuvre, des contraintes chaîne d'approvisionnement, et un paysage géopolitique complexe, ce qui accentue l'urgence d'adopter l'autonomie et des solutions logicielles. « Ils créent des jumeaux numériques pour concevoir, simuler, construire, exploiter et optimiser les actifs et les processus », a-t-il expliqué. « Cette approche améliore l'efficacité opérationnelle, économisant des milliards en coûts. Une fois établis, ces jumeaux numériques deviennent la base des systèmes robotiques et des environnements de formation virtuelle pour l'IA, garantissant que les algorithmes développés dans des environnements virtuels fonctionnent efficacement dans le monde réel. »
APIs Omniverse Cloud
Les APIs Omniverse Cloud de Nvidia vont renforcer les capacités du métavers industriel. Les cinq APIs Omniverse Cloud récemment lancées offrent une boîte à outils robuste pour les développeurs, incluant :
1. USD Render : Génère des rendus entièrement ray-tracés à partir de données OpenUSD.
2. USD Write : Permet aux utilisateurs de modifier et interagir avec les données OpenUSD.
3. USD Query : Facilite les requêtes de scène et les scénarios interactifs.
4. USD Notify : Suit les changements dans USD et fournit des mises à jour.
5. Omniverse Channel : Améliore la collaboration en connectant utilisateurs et outils à travers les scènes.
« Les APIs Omniverse Cloud permettent aux développeurs d’intégrer les technologies Omniverse pour OpenUSD et RTX directement dans leurs applications et flux de travail existants », a déclaré Lebaredian. « Cela offre aux éditeurs de logiciels indépendants (ISV) une interopérabilité Omniverse complète à travers des outils de rendu en temps réel et un potentiel de collaboration entre appareils. Ces APIs seront accessibles sur Microsoft Azure plus tard cette année, permettant aux développeurs de proposer des services gérés pour les entreprises ou les consommateurs. Les principaux éditeurs de logiciels industriels adoptent ces APIs, atteignant des centaines de milliers d'utilisateurs, à commencer par Siemens. »
Des entreprises comme Siemens et Ansys intègrent déjà les APIs Omniverse Cloud dans leurs plateformes. Siemens, par exemple, améliore sa plateforme Xcelerator en intégrant ces APIs dans son logiciel de gestion du cycle de vie des produits basé sur le cloud, Teamcenter X. « Grâce à l'API Nvidia Omniverse, Siemens offre à ses clients l'IA générative pour créer des jumeaux numériques basés sur la physique encore plus immersifs », a déclaré Roland Busch, président-directeur général de Siemens AG. « Cette intégration permet aux équipes de concevoir, construire et tester des produits et des processus de fabrication de prochaine génération virtuellement avant le début de la production physique. »
Ansys et Cadence utilisent également les APIs Omniverse Cloud pour garantir l'interopérabilité des données et la visualisation en temps réel au sein de leurs solutions logicielles pour véhicules autonomes et plateformes de jumeaux numériques. Alors que la demande pour des machines autonomes augmente, le besoin de flux de travail efficaces devient crucial. Les APIs Omniverse Cloud comblent l'écart entre les outils de simulation, les solutions de capteurs, et les systèmes de surveillance basés sur l'IA, facilitant le développement rapide de robots et de véhicules autonomes.
« La prochaine phase de la numérisation industrielle a commencé », a souligné Andy Pratt, vice-président d'entreprise des technologies émergentes chez Microsoft. « Avec les APIs Omniverse de Nvidia hébergées sur Microsoft Azure, les organisations du monde entier peuvent se connecter, collaborer et améliorer leurs outils existants pour inaugurer la prochaine génération de jumeaux numériques activés par l'IA. »
Le lancement des APIs Omniverse Cloud représente un moment de transformation dans la transformation numérique des industries à l'échelle mondiale. En exploitant la technologie basée sur l'IA de Nvidia, les entreprises peuvent réaliser une innovation et une efficacité sans précédent, révolutionnant leurs processus de conception, simulation, construction et opérationnels à l'ère numérique.
Les entreprises de logiciels industriels utilisant les APIs Omniverse Cloud incluent Ansys, Cadence, Dassault Systèmes, Hexagon, Microsoft, Rockwell Automation, Siemens et Trimble.
Partenariat entre Nvidia et Siemens
Siemens s'engage pleinement à adopter Omniverse et la technologie des jumeaux numériques. La plateforme Xcelerator de Siemens fournit des outils de visualisation immersifs qui améliorent la gestion du cycle de vie des produits. Siemens a commencé à adopter les nouvelles APIs Nvidia dans les applications de sa plateforme Xcelerator, à commencer par Teamcenter X.
Teamcenter X est le logiciel cloud de gestion du cycle de vie des produits (PLM) de Siemens, utilisé par des entreprises de toutes tailles pour développer leurs produits à grande échelle. En intégrant Nvidia Omniverse avec Teamcenter X, Siemens équipe ses équipes d'ingénierie pour créer des jumeaux numériques basés sur la physique hautement immersifs et photoréalistes, minimisant les inefficiences de flux de travail et réduisant les erreurs.
En collaboration avec Sony, Siemens a démontré comment un design XR amélioré peut engager les utilisateurs de manière plus efficace. En utilisant les APIs Omniverse, des flux de travail tels que l'application de matériaux, l'éclairage des environnements et le soutien dassets de décor dans des rendus basés sur la physique seront significativement accélérés grâce à l'IA générative. Les intégrations d'IA contextualiseront les données d'ingénierie pour refléter les conditions du monde réel, fournissant aux parties prenantes—y compris les équipes de ventes et de marketing, les décideurs et les clients—des aperçus améliorés sur l'apparence des produits.
En reliant les APIs Omniverse Cloud à la plateforme Xcelerator, Siemens permet à ses clients d'améliorer leurs jumeaux numériques avec un rendu basé sur la physique, propulsant ainsi les projets de conception et de fabrication à l'échelle industrielle. Grâce aux capacités d'IA générative, les utilisateurs peuvent générer sans effort des objets 3D ou des arrière-plans HDR pour visualiser les atouts dans leur contexte. Cette intégration permet à des entreprises comme HD Hyundai, un leader dans la fabrication de navires durables, de visualiser des défis techniques complexes directement au sein de Teamcenter X. Lors de Nvidia GTC, Siemens et Nvidia ont montré comment HD Hyundai peut utiliser le logiciel pour visualiser des jumeaux numériques de transporteurs de gaz naturel liquéfié, qui peuvent comprendre plus de 7 millions de pièces, facilitant la validation des produits avant leur mise en production.
Révolution de la Conception des Centres de Données
Nvidia exploite Omniverse pour concevoir des jumeaux numériques pour des centres de données avancés. L'entreprise a également introduit un plan numérique pour construire des centres de données de nouvelle génération utilisant des jumeaux numériques Omniverse, soutenu par Ansys, Cadence, Patch Manager, Schneider Electric, Vertiv et d'autres.
Nvidia a souligné que développer, simuler et lancer des centres de données modernes est une tâche complexe nécessitant une attention particulière à la performance, à l'efficacité énergétique, et à l'évolutivité. Cela implique une collaboration entre des équipes d'ingénieurs hautement qualifiés dans divers domaines, y compris la conception de calcul/réseau, le modélisation CAO, et l'ingénierie mécanique, électrique et thermique. Cela fait référence inévitablement aux centres de données "IA souveraine" dont Jensen Huang parle fréquemment.
Sur le sol d'exposition, Nvidia a présenté un jumeau numérique pleinement opérationnel d'un centre de données conçu dans Omniverse. Le design innovant inclut des superordinateurs IA dans un système de refroidissement à liquide, comportant deux racks, 18 processeurs Grace, et 36 GPU Nvidia Blackwell, tous interconnectés via des commutateurs Nvidia NVLink de quatrième génération.
Pour accélérer le lancement de nouveaux centres de données, Nvidia a initialement créé son jumeau numérique en utilisant des outils logiciels connectés via Omniverse. Les ingénieurs ont unifié et visualisé plusieurs ensembles de données CAO avec une précision physique et photoréaliste complète dans Universal Scene Description (OpenUSD), utilisant la plateforme de jumeaux numériques Cadence Reality alimentée par les APIs Omniverse.
Le nouveau cluster GB200 doit remplacer un cluster existant dans l'un des centres de données hérités de Nvidia. Pour initier la construction numérique, Kinetic Vision a utilisé le scanner lidar portable NavVis VLX pour générer des données de nuage de points précises et des images panoramiques de l'installation.
En utilisant le logiciel Prevu3D, les ingénieurs ont retiré les clusters actuels et converti le nuage de points en maillage 3D, créant un modèle 3D précis de l'établissement pour simuler le nouveau centre de données numérique. En exploitant la plateforme Cadence Reality intégrée avec Omniverse, les ingénieurs ont visualisé plusieurs ensembles de données CAO avec une précision et un réalisme améliorés. L'intégration a offert un environnement informatique robuste, permettant aux équipes de développer sans effort des applications 3D basées sur OpenUSD.
Les APIs Omniverse Cloud ont également amélioré l'interopérabilité avec divers outils, y compris Patch Manager et Nvidia Air. Grâce à Patch Manager, l'équipe d'ingénierie a conçu la disposition physique de son cluster et de l'infrastructure réseau, en garantissant des longueurs de câbles précises et un routage approprié.
La démonstration a illustré comment les jumeaux numériques peuvent permettre aux utilisateurs de tester, optimiser, et valider minutieusement les conceptions des centres de données avant leur production physique. En visualisant les performances des centres de données à travers des jumeaux numériques, les équipes peuvent peaufiner les conceptions et se préparer à des scénarios potentiels.
De plus, les utilisateurs peuvent affiner les conceptions des centres de données et des clusters en équilibrant diverses conditions limites—telles que les longueurs de câbles, l'alimentation, le refroidissement et l'espace—intégrées dans l'ensemble du processus de conception. Cela permet aux ingénieurs et aux équipes de conception d'amener leurs clusters en ligne de manière plus efficace que jamais.
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