借助OpenUSD實現(xiàn)無縫數(shù)字孿生協(xié)作

對于制造業(yè)和工業(yè)企業(yè)來說，效率和精度是必不可少的。為了簡化運營、降低成本和提高生產(chǎn)力，各公司正在轉向數(shù)字孿生和離散事件仿真。

離散事件仿真使制造商能夠通過試驗不同的輸入和行為來優(yōu)化流程，這些輸入和行為可以逐步進行建模和測試。

FlexSim 是一家仿真建模軟件提供商，專門從事離散事件仿真，使用戶能夠分析、可視化和優(yōu)化各行各業(yè)的實際流程。借助用于創(chuàng)建和運行仿真的強大工具集，它正用于制造、倉儲和醫(yī)療健康等行業(yè)，以改進復雜的系統(tǒng)和運營。

最近，F(xiàn)lexSim 開發(fā)了一個NVIDIA Omniverse連接器，使工程師、設計師和仿真專家能夠將 FlexSim 模型無縫轉換為 Universal Scene Description （OpenUSD）格式。

NVIDIA Omniverse是一個開發(fā)計算平臺，幫助開發(fā)者構建基于 OpenUSD 的、可互操作的 3D 工作流和工具。OpenUSD 是一個可擴展的開源框架，用于在 3D 世界中描述、合成和協(xié)作，最初由皮克斯動畫工作室開發(fā)。

FlexSim 利用Omniverse 連接器，使用戶能夠使用 Omniverse 平臺的原生 RTX 渲染器實時可視化其仿真模型，實現(xiàn)逼真的質量。這種高級可視化技術現(xiàn)由 DLSS 3.5 提供支持，利益相關者可以通過交互式 3D 模型更好地了解復雜系統(tǒng)，幫助其制定決策。

隨著 FlexSim 的最新更新，用戶現(xiàn)在可以將 3D 模型和資產(chǎn)導出到 USD，彌合了其仿真數(shù)據(jù)和 Omniverse 中的實時 3D 可視化之間的差距。

長期以來，F(xiàn)lexSim 一直是傳送帶、自動導引車（AGV）和線引導工業(yè)機器人系統(tǒng)規(guī)劃者的首選工具。近年來，自由漫游自主移動機器人（AMR）的數(shù)量激增，在制造和倉庫空間變得更加常見，這促使了 FlexSim A* 導航功能的出現(xiàn)。

將 FlexSim 的高級材質處理工具包與 Omniverse 中的協(xié)作布局工具相結合，可以提高仿真規(guī)劃階段的靈活性，并提高數(shù)字孿生操作階段的視覺保真度。

借助 OpenUSD 實現(xiàn)無縫數(shù)字孿生協(xié)作

OpenUSD 憑借其強大功能和通用性，已成為各行各業(yè)(包括視覺效果、建筑、設計、機器人和制造)廣泛接受的標準。將 USD 納入 FlexSim 的工作流使 FlexSim 團隊和用戶獲得了一系列優(yōu)勢，在多方面受益。

其中一個顯著優(yōu)勢是它能夠增強協(xié)作。FlexSim 的 Omniverse 連接器提供了一個平臺，使多個團隊可以在這個統(tǒng)一的數(shù)字孿生環(huán)境中就項目的各個方面實時協(xié)作，促進了工程師、設計師和仿真專家之間的跨職能溝通和協(xié)同作用，簡化了協(xié)作。

數(shù)據(jù)一致性是另一個重要優(yōu)勢。FlexSim 模型通常可作為復雜工業(yè)系統(tǒng)的重要參考。在 FlexSim 中添加對 USD 的支持，不僅可以保證對幾何數(shù)據(jù)的保護，還可保護必要的仿真元數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)一致性可在整個設計和仿真階段保持準確性，最終增強決策制定能力。

此外，采用 USD 使得 FlexSim 能夠覆蓋更廣泛的 3D 設計和工程社區(qū)。越來越多的CAD 軟件包將 USD 用作標準交換格式，這種互操作性簡化了數(shù)據(jù)交換并加速了項目工作流，使用這些工具的合作伙伴和客戶能夠借此改善其協(xié)作。

FlexSim 的 OpenUSD 支持還包括在 FlexSim 中使用 USD Stage。USD Stage 位于 3D 對象庫的 Visual 區(qū)域 ，充當 3D 對象的容器，使用戶能夠將 OpenUSD 資產(chǎn)加載到 FlexSim 模型中。

圖 1. FlexSim 中帶有可在 Omniverse 中使用的傳送帶的 USD Stage

開發(fā)連接器

為了開發(fā)連接器，F(xiàn)lexSim 的開發(fā)團隊從 C++ 和 Python 的“ Hello World ”示例開始著手，該實例為尋求構建連接器的開發(fā)者提供了易于理解的示范。該示例程序在 Omniverse Nucleus 中演示了各種功能，例如：

創(chuàng)建自定義網(wǎng)格并將其添加到場景中

將 MDL 材質及其紋理上傳至 Nucleus 服務器

通過實時更新調整骨架網(wǎng)格動畫數(shù)據(jù)

然后，團隊使用實時會話示例構建了實時會話體驗，使多個 FlexSim 用戶能夠在同一場景中實時協(xié)作。該示例演示了如何實現(xiàn)眾多實時會話功能，包括：

將 edit target（編輯目標）設置為.live layer（實時層），以便更改被同步到到其他客戶端

在實時會話中顯示所有者和已連接用戶

將 .live 會話中的更改合并回 root stage

通過實施實時會話，用戶可以創(chuàng)建或加入實時會話，對 USD Stage 進行實時、雙向協(xié)作編輯。這些 Stage 可以包含來自各種 3D 軟件工具的資產(chǎn)，使跨職能團隊在同一場景中協(xié)作。

他們還使用 Omni CLI 演示如何使用Client Library 應用程序編程接口（API）與 Nucleus 交互。

圖 2. FlexSim 和 USD Composer 中的實時同步仿真模型

開始在 Omniverse 上使用 FlexSim

用戶可以免費下載 FlexSim 和 Omniverse 。在 FlexSim 中，在 Connectivity (連接) 下的 Toolbox (工具箱) 中找到 Omniverse Connector Properties（Omniverse連接器屬性）。用戶可以選擇要導出到 USD 的屬性，包括網(wǎng)格、攝像頭、紋理和對象屬性表。

圖 3.在 FlexSim 中選擇要導出到 USD 的屬性

審核編輯：湯梓紅