Nvidia 推出 Omniverse Cloud API，推進數位雙胞胎技術
Nvidia 宣布推出其 Omniverse Cloud 應用程式介面 (APIs)，這是數位雙胞胎軟體工具的一大進展。隨著 Ansys、Cadence 和 Siemens 等行業主要參與者的加入，這些 API 將驅動數位雙胞胎應用的新時代，提升設計、模擬及運營流程。此次發布會於加州聖荷西舉行的 Nvidia GTC 2024 事件中公布。
Omniverse Cloud API 的推出對數位雙胞胎技術來說是一個突破。透過將核心的 Omniverse 功能直接整合到現有的軟體應用中，開發者能夠優化工作流程，並加速各行業數位雙胞胎的創建。我將於星期二下午四點主持一場有關工業數位化與數位雙胞胎的討論會。
Nvidia 執行長黃仁勳在 Nvidia GTC 2024 的主題演講中表示：「我們展望未來，所有製造的產品都將擁有數位雙胞胎。Omniverse 是創建和管理物理現實數位雙胞胎的作業系統。透過生成式 AI 和 Omniverse，我們正在改變重工業，為創作者解鎖無限機會。」
雖然消費者元宇宙的進展相對緩慢，但工業元宇宙正迅速發展。Nvidia 已花費五年時間開發 Omniverse，利用皮克斯設計的 Universal Scene Description (USD) 數據交換格式進行 3D 模擬。對於企業，Nvidia 每年以 4,500 美元的價格授權使用 Omniverse，Omniverse Cloud API 的推出是本次 GTC 事件的亮點。
Nvidia 模擬副總裁 Rev Lebaredian 在一個媒體簡報中表示：「Omniverse 是建立和部署基於物理的工業數位化應用的平臺。它代表了 AI 向物理領域轉型的反饋迴路。Omniverse 不僅僅是一個工具；它是一個生態系統，增強現有工具，並連接全球最大的設計、CAD 和模擬平台，如 Siemens、Autodesk 和 Adobe。」 Lebaredian 補充道，「我們的軟體合作夥伴如 Siemens 和 Ansys 利用 Omniverse 創建創新的工具和服務。BMW、Amazon Robotics 和三星等客戶則使用 Omniverse 開發他們自己的工具，連結其工業運營。」
生成式 AI 和數位雙胞胎正在改變各行各業公司設計、製造及運營產品的方式。傳統上，企業依賴實體原型和昂貴的修改來進行大規模工業項目，這種過程不僅費用高且容易出錯，限制了創新並延長了上市時間，Lebaredian 如是指出。
數位雙胞胎理論提議虛擬建造工廠以現實地模擬所有操作，使得在動工之前能迭代優化設計。一旦開始運營，數位雙胞胎將根據傳感器收集的實時數據進行快速重構，優化生產過程並顯著降低成本。
Lebaredian 提到，重工業面臨人力短缺、供應鏈限制及複雜的地緣政治形勢，迫使企業迫切需要採用自動化和軟體解決方案。「他們正在創建數位雙胞胎來設計、模擬、建造、運營和優化資產及過程，」他解釋道。「這種方法提高了運營效率，節省了數十億的成本。一旦建立，這些數位雙胞胎便成為機器人系統和 AI 虛擬訓練環境的基礎，確保在虛擬環境中開發的演算法在現實世界中能有效運行。」
Omniverse Cloud API 將提升工業元宇宙的能力。
五個新推出的 Omniverse Cloud API 為開發者提供強大的工具包，包括：
1. USD Render：從 OpenUSD 數據生成完全光線追蹤的渲染圖。
2. USD Write：允許用戶修改和互動 OpenUSD 數據。
3. USD Query：便於場景查詢和互動情境。
4. USD Notify：追踪 USD 中的變更並提供更新。
5. Omniverse Channel：通過跨場景連接用戶和工具來增強協作。
Lebaredian 表示：「Omniverse Cloud API 使開發者能夠將 Omniverse 技術為 OpenUSD 和 RTX 直接整合到他們現有的應用和工作流程中，這為獨立軟體供應商 (ISVs) 提供全面的 Omniverse 互操作性，並有助於不同設備間的協作。這些 API 將於今年晚些時候在 Microsoft Azure 上提供，讓開發者能為企業或消費者提供管理服務。全球領先的工業軟體公司正在採用這些 API，惠及成千上萬的用戶，並率先與 Siemens 開展合作。」
Siemens 和 Ansys 等公司已經將 Omniverse Cloud API 整合到他們的平台中。例如，Siemens 正通過將這些 API 整合到其基於雲的產品生命周期管理軟體 Teamcenter X 來提升其 Xcelerator 平台。
Siemens AG 總裁兼 CEO Roland Busch 表示：「通過 Nvidia Omniverse API，Siemens 為客戶提供生成式 AI，以創建更具沉浸感的基於物理的數位雙胞胎。這一整合讓團隊在實際生產開始之前能夠虛擬設計、建造和測試下一代產品及製造過程。」
我在 2024 年一月的 CES 上採訪了 Busch 有關數位雙胞胎的話題。
Ansys 和 Cadence 也在利用 Omniverse Cloud API 確保其自動駕駛汽車和數位雙胞胎平台中的數據互通性和實時可視化。
隨著對自動化機器需求的增長，提升工作流程效率變得至關重要。Omniverse Cloud API 填補了模擬工具、傳感器解決方案和基於 AI 的監控系統之間的鴻溝，加速機器人和自動駕駛汽車的快速開發。
Microsoft 新興技術的企業副總裁 Andy Pratt 強調：「工業數位化的下一階段已經開始。透過架設在 Microsoft Azure 上的 Nvidia Omniverse API，全球組織可以連接、協作，並提升現有工具，攜手開創 AI 驅動的數位雙胞胎的新一代。」
Omniverse Cloud API 的推出標誌著全球行業數字轉型的一個變革時刻。憑藉 Nvidia 的 AI 驅動技術，企業能夠實現前所未有的創新與效率，徹底改變其設計、模擬、建造及運營流程。
利用 Omniverse Cloud API 的工業軟體公司包括 Ansys、Cadence、Dassault Systèmes、Hexagon、Microsoft、Rockwell Automation、Siemens 和 Trimble。
Nvidia 與 Siemens 的合作夥伴關係
Siemens 全力支持 Omniverse 和數位雙胞胎技術。Siemens 的 Xcelerator 平台提供沉浸式可視化工具，提升產品生命周期管理。Siemens 已開始在其 Xcelerator 平台應用中採用新的 Nvidia API，以 Teamcenter X 為起點。
Teamcenter X 是 Siemens 基於雲的產品生命周期管理 (PLM) 軟體，企業都可利用其擴大產品開發。
透過整合 Nvidia Omniverse 與 Teamcenter X，Siemens 為其工程團隊提供創建高沉浸感和逼真的基於物理的數位雙胞胎的工具，最大程度減少工作流程中的低效率和錯誤。
Siemens 與索尼合作展示了增強 XR 設計如何更有效地吸引用戶。
通過 Omniverse API，材料應用、環境燈光和支持場景資產等工作流程將因生成式 AI 而顯著加速。
AI 整合將工程數據情境化，以反映現實條件，為利益相關者—包括銷售和行銷團隊、決策者和客戶—提供對產品外觀的深刻見解。
通過將 Omniverse Cloud API 與 Xcelerator 平台相連，Siemens 使客戶能夠改善其數位雙胞胎的基於物理的渲染，推動工業規模的設計和製造項目向前發展。憑藉生成式 AI 功能，使用者可以無縫生成 3D 物件或高動態範圍圖像背景，從而更好地查看資產。
這一整合使像 HD Hyundai 這樣的公司得以直接在 Teamcenter X 中可視化複雜的工程挑戰，該公司在可持續船舶製造領域處於領導地位。在 Nvidia GTC 上，Siemens 和 Nvidia 展示了 HD Hyundai 如何利用該軟體可視化液化天然氣運輸船的數位雙胞胎，這些船可能由超過 700 萬個零件組成，幫助產品在投入生產前進行驗證。
數據中心設計的革命
Nvidia 利用 Omniverse 設計先進數據中心的數位雙胞胎。該公司還介紹了一個利用 Omniverse 數位雙胞胎構建新一代數據中心的數位藍圖，得到了 Ansys、Cadence、Patch Manager、施耐德電氣、Vertiv 等公司的支持。
Nvidia 指出，開發、模擬和啟動現代數據中心是一項複雜的任務，需仔細考慮性能、能源效率和可擴展性。這涉及到來自不同領域的高技能工程師團隊的協作，包括計算/網絡設計、CAD 建模以及機械、電氣和熱工程。這些都使人聯想到黃仁勳經常提到的「主權 AI」數據中心。
在展會現場，Nvidia 展示了一個在 Omniverse 中設計的完全運行的數據中心數位雙胞胎。該創新設計包括在液冷系統中的 AI 超級計算機，擁有兩個機架、18 顆 Grace CPU 和 36 顆 Nvidia Blackwell GPU，所有設備通過第四代 Nvidia NVLink 交換機互相連接。
為了加速新數據中心的啟用，Nvidia 最初使用透過 Omniverse 連接的軟體工具創建其數位雙胞胎。工程師將多個 CAD 數據集統一並在 Universal Scene Description (OpenUSD) 中以完全物理與逼真的準確性進行可視化，利用 Cadence Reality 數位雙胞胎平台的 Omniverse API 進行支援。
新實施的 GB200 聚合器計劃取代 Nvidia 一個舊有數據中心中的現有聚合器。為了開始數位建設，Kinetic Vision 使用 NavVis VLX 可穿戴激光掃描儀生成設施精確的點雲數據和全景圖像。
通過 Prevu3D 軟體，工程師移除了目前的聚合器，並將點雲轉換為 3D 網格，生成該設施的準確 3D 模型，以模擬新的數位數據中心。
利用整合了 Omniverse 的 Cadence Reality 平台，工程師以更高的精度和真實感可視化多個 CAD 數據集。這一整合提供了一個強大的計算環境，使團隊能夠無縫開發基於 OpenUSD 的 3D 應用程式。
Omniverse Cloud API 也增強了與各種工具的互操作性，包括 Patch Manager 和 Nvidia Air。利用 Patch Manager，工程團隊設計了其聚合器和網絡基礎設施的物理佈局，確保了正確的電纜長度和適當的路由。
該演示展示了數位雙胞胎如何使用戶能夠全面測試、優化和驗證數據中心設計，直到其實體形態出現。通過利用數據雙胞胎可視化數據中心性能，團隊可以微調設計，並為潛在情境做好準備。
此外，用戶可以通過調整各種邊界條件（如電纜長度、電力、冷卻和空間）來完善數據中心和聚合器設計，並將這些整合到整體設計過程中。這使得工程師和設計團隊能夠比以往任何時候都更有效率地啟動他們的聚合器。
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