數(shù)字孿生將加快工業(yè)虛擬化和AI時代的到來

NVIDIA 和 BMW 的高管表示，“數(shù)字孿生”，即物理對象或系統(tǒng)的高度精確數(shù)字表示，將加快工業(yè)虛擬化和 AI 時代的到來。

NVIDIA Omniverse 和仿真技術(shù)副總裁 Rev Lebaredian 與 BMW 集團(tuán)負(fù)責(zé)產(chǎn)品系統(tǒng)、技術(shù)規(guī)劃和工具車間的高級副總裁 Michele Melchiorre 共同出席了在德國漢堡舉行的 ISC 2022 大會。

Lebaredian 表示：“如果能夠構(gòu)建一個在復(fù)雜性、規(guī)模和精度方面與真實(shí)世界相媲美的虛擬世界，那么我們就可以用它來完成許多事情?！?/p>

Lebaredian 概述了推動數(shù)字孿生模擬發(fā)展的廣泛趨勢和技術(shù)進(jìn)步，而 Melchiorre 詳細(xì)介紹了 BMW 如何在自己的工廠中應(yīng)用數(shù)字孿生。

Melchiorre 解釋說，BMW 計(jì)劃將數(shù)字孿生作為一種工具，讓公司變得更加“精益、綠色和數(shù)字化”，并將數(shù)字孿生中的實(shí)時協(xié)作和訓(xùn)練AI的機(jī)會描述為“工廠規(guī)劃的一場革命”。

Melchiorre 所描述的 BMW iFACTORY 倡議(該倡議利用實(shí)時數(shù)據(jù)、模擬和機(jī)器學(xué)習(xí))就是一個例子，展示了數(shù)字孿生如何迅速成為 Amazon Robotics、BMW 等工業(yè)公司的重要工具。

Lebaredian 解釋說，這些系統(tǒng)將我們對世界的描述與來自這些世界的實(shí)時數(shù)據(jù)串流聯(lián)系起來。

Lebaredian 表示：“我們現(xiàn)在嘗試引入一種能夠?qū)烧呗?lián)系在一起的機(jī)制，以便檢測物理版本中的所有變化，并將其反映在數(shù)字世界中。如果我們能夠建立這種聯(lián)系，就可以獲得一些驚人的超能力。”

超級計(jì)算正在改變各個研究領(lǐng)域

這也充分證明了超級計(jì)算行業(yè)的技術(shù)，尤其是其對模擬和數(shù)據(jù)中心規(guī)模的 GPU 計(jì)算的關(guān)注，正在擴(kuò)展至全世界。

Lebaredian 同時表示，融合技術(shù)已經(jīng)徹底改變了高性能計(jì)算。GPU 加速系統(tǒng)不僅成為了科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的主流技術(shù)，而且還成為了邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)中心和云系統(tǒng)領(lǐng)域的主流技術(shù)。

AI 加速的 GPU 計(jì)算已經(jīng)成為現(xiàn)代高性能計(jì)算的基石，使超級計(jì)算實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的初衷——模擬。

隨著計(jì)算機(jī)、算法和 AI 的成熟，我們開始模擬復(fù)雜的世界，將這些模擬用于工業(yè)級別，甚至作為 AI 的訓(xùn)練場。

模擬技術(shù)正處于拐點(diǎn)

Lebaredian 表示，我們能夠通過數(shù)字孿生構(gòu)建一種新型的模擬。

此類模擬需要精確的定時，從而能夠同時模擬多個自主系統(tǒng)。

它們需要物理上的準(zhǔn)確模擬。

而且需要準(zhǔn)確地從“真實(shí)孿生”中獲取信息并持續(xù)同步。

這些數(shù)字孿生模擬將給我們帶來“超能力”。

Lebaradian 深入探討的第一個問題是遠(yuǎn)程傳送，他表示：“就像在多人視頻游戲中一樣，全球各地的人都可以傳送到虛擬世界?！?/p>

接下來就是時間旅行。

Lebaradian 表示：“時間旅行指的是持續(xù)記錄世界的狀態(tài)并可以隨時回顧。”

“你不僅可以傳送到那個世界，而且還可以調(diào)整時間線倒退到任何時間點(diǎn)，也可以探索該空間的任何一個時間點(diǎn)?！?/p>

最后，如果這些模擬足夠精確，就可以讓我們了解下一步的行動。

Lebaredian 表示：“如果你有一個高度準(zhǔn)確的模擬器來預(yù)測未來發(fā)生的事情并且足夠了解物理定律，那就如同可以前往未來。”

“你可以計(jì)算出許多種未來的可能性，而不僅僅是一種可能性?！?Lebaredian 概述了這將如何讓城市規(guī)劃者在修改城市、規(guī)劃道路和改變交通系統(tǒng)的過程中，看到“最好的未來”是什么樣子。

現(xiàn)代化的超級計(jì)算正在挖掘這些數(shù)字孿生的潛力，這項(xiàng)工作的計(jì)算量非常大，而且需要具有極低延遲的精確定時網(wǎng)絡(luò)。

Lebaradian 表示：“我們需要一種新的超級計(jì)算機(jī)。這種計(jì)算機(jī)必須能夠真正加速 AI 并實(shí)時運(yùn)行這些大規(guī)模模擬?！?/p>

這將需要對系統(tǒng)每一層的 GPU 加速系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)精確的定時。

這些系統(tǒng)不僅需要在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行，還需要觸達(dá)網(wǎng)絡(luò)邊緣，這樣才能以精確的時間將數(shù)據(jù)導(dǎo)入虛擬仿真。

此類系統(tǒng)將是推動各種規(guī)模研究取得進(jìn)展的關(guān)鍵，從小規(guī)模的藥物研發(fā)到大規(guī)模的氣候模擬研究。

Lebaradian 表示：“我們需要模擬氣候，需要看得更遠(yuǎn)，需要實(shí)現(xiàn)前所未有的精度。我們還需要能夠確認(rèn)我們模擬的預(yù)測能力和準(zhǔn)確性。如果我們能夠做到這一點(diǎn)，就有希望可以應(yīng)對氣候的變化。”

BMW iFACTORY：精益、綠色和數(shù)字化

Melchiorre 舉例說明了 BMW 目前如何將這個廣泛的愿景付諸實(shí)施，這家汽車制造商希望把自己打造成一家 “精益、綠色和數(shù)字化” 的車企。

BMW 已建立了極其復(fù)雜的數(shù)字孿生，用于模擬人類和機(jī)器人在工廠同一區(qū)域的同步交互。

這個項(xiàng)目涵蓋了工廠車間、公司數(shù)據(jù)中心乃至整個供應(yīng)鏈。這個數(shù)字孿生涉及到數(shù)百萬個與一條巨大供應(yīng)鏈相連的活動部件和零件。

Melchiorre 舉了幾個例子向觀眾說明數(shù)字孿生如何模擬工廠的各個部分，包括工業(yè)機(jī)械、機(jī)器人和人如何一起移動。

BMW 裝配系統(tǒng)數(shù)字孿生的內(nèi)部由 Omniverse 驅(qū)動，目前已完成整座工廠的模擬。

他還解釋了 BMW 是如何運(yùn)用 NVIDIA 的技術(shù)在建造整座工廠之前進(jìn)行模擬。

Melchiorre 展示了 BMW 匈牙利新工廠的現(xiàn)場航拍圖。雖然在現(xiàn)實(shí)世界中，這里大部分仍然是空地，但數(shù)字工廠的完成進(jìn)度已達(dá)到 80%。

Melchiorre 表示：“這將是我們首座在生產(chǎn)開始前就擁有完整數(shù)字孿生的工廠?！?/p>

Melchiorre 解釋說，從 BMW 位于慕尼黑的百年老廠到即將在匈牙利德布勒森建成的工廠，未來 BMW 將在所有工廠中實(shí)現(xiàn) iFACTORY。

“不僅在工廠，我們還會在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這一理念。我們的未來總體規(guī)劃是讓每座工廠都朝著 BMW iFACTORY 的方向發(fā)展?！?/p>

原文標(biāo)題：NVIDIA高管在ISC 2022上表示，超大規(guī)模數(shù)字孿生將給我們帶來“驚人的超能力”

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