NVIDIA數(shù)字孿生進(jìn)階，Omniverse深度融合AI邁出關(guān)鍵一步

日前在SC24超算大會(huì)上，NVIDIA宣布了數(shù)字孿生領(lǐng)域的重大進(jìn)展——最新推出的Omniverse Blueprint，可以創(chuàng)建實(shí)時(shí)的數(shù)字孿生體，對于航空航天、汽車、制造、能源等行業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）客戶來說，它能夠?qū)⒎抡婧蛯?shí)時(shí)可視化速度提高1200倍，這對于需要快速迭代和精確模擬的CAE客戶來說是一個(gè)巨大的進(jìn)步。

Omniverse Blueprint的推出，可以說是NVIDIA將工業(yè)元宇宙應(yīng)用和工作流創(chuàng)建平臺(tái)覆蓋范圍，擴(kuò)展至整個(gè)軟件制造商生態(tài)系統(tǒng)的重要一步。

將Omniverse與AI融合標(biāo)準(zhǔn)化，助力企業(yè)更快實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生

構(gòu)建實(shí)時(shí)物理數(shù)字孿生系統(tǒng)需要兩項(xiàng)基本功能：實(shí)時(shí)物理求解器的性能與大規(guī)模數(shù)據(jù)集的實(shí)時(shí)可視化。

Omniverse Blueprint通過整合用于加速求解器的NVIDIA CUDA-X庫、用于訓(xùn)練和部署模型以生成流場的NVIDIA Modulus物理AI框架，以及用于3D數(shù)據(jù)互操作性和RTX支持的實(shí)時(shí)可視化的NVIDIA Omniverse API（應(yīng)用編程接口），實(shí)現(xiàn)了這些重要功能。

NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛表示：“我們構(gòu)建Omniverse是為了讓萬物都能擁有數(shù)字孿生。Omniverse Blueprint是打通NVIDIA Omniverse與AI技術(shù)的參考管線。借助該藍(lán)圖，領(lǐng)先的CAE軟件開發(fā)商能夠構(gòu)建出開創(chuàng)性的數(shù)字孿生工作流，為全球各大行業(yè)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)營的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”

NVIDIA對于數(shù)字孿生的宏圖愿景由此可見，這也是最初打造Omniverse平臺(tái)的核心目標(biāo)，即讓世間萬物都能擁有數(shù)字孿生，每一個(gè)物理實(shí)體在數(shù)字世界都有精確的虛擬副本，可以用于模擬、分析和優(yōu)化。

而Omniverse Blueprint作為“打通Omniverse與AI技術(shù)的參考管線”，在和AI的深度結(jié)合方面也邁出了關(guān)鍵一步，也正是通過這種融合，NVIDIA數(shù)字孿生技術(shù)不僅能夠模擬物理世界，還能利用AI進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化。也就是說，Omniverse Blueprint能夠指導(dǎo)和簡化Omniverse與AI技術(shù)之間的整合，通過“參考管線”這樣標(biāo)準(zhǔn)化的方法，幫助開發(fā)者和企業(yè)更容易地實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生應(yīng)用。

并且，這也意味著NVIDIA 的數(shù)字孿生技術(shù)將進(jìn)一步廣泛應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)流程，從最初的概念設(shè)計(jì)，到生產(chǎn)制造，再到產(chǎn)品的最終運(yùn)營和維護(hù)，這無疑是一個(gè)巨大的商業(yè)版圖。

據(jù)了解，該藍(lán)圖將首先被用于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真等用途。CFD仿真是在虛擬環(huán)境中探索、測試和完善汽車、飛機(jī)、船舶等諸多產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。從物理仿真到可視化和設(shè)計(jì)優(yōu)化，傳統(tǒng)工程流可能需要數(shù)周乃至數(shù)月的時(shí)間才能完成。

NVIDIA和Luminary Cloud在SC24大會(huì)上展示了虛擬風(fēng)洞，它允許用戶以實(shí)時(shí)、交互式的速度對流體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真和可視化，甚至可以同時(shí)更改風(fēng)洞內(nèi)的車輛模型，這種方式將大大縮短傳統(tǒng)工程流程所需的時(shí)間。

生態(tài)系統(tǒng)使用NVIDIA Blueprint加速仿真

Ansys率先使用Omniverse Blueprint并將其應(yīng)用于Ansys Fluent流體仿真軟件，以實(shí)現(xiàn)加速CFD仿真。

Ansys在Texas Advanced Computing Center的320顆NVIDIA Grace Hopper超級芯片上運(yùn)行Fluent，僅用六個(gè)多小時(shí)就完成了25億個(gè)單元的汽車仿真，而在2048顆x86 CPU Core上運(yùn)行這一仿真則需要近一個(gè)月的時(shí)間。這大大提高了隔夜高保真CFD分析的可行性，并樹立了新的行業(yè)標(biāo)桿。

Ansys總裁兼首席執(zhí)行官Ajei Gopal表示：“我們通過將NVIDIA Omniverse Blueprint與Ansys軟件集成，使客戶能夠更加快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行日益復(fù)雜和詳細(xì)的仿真。我們的協(xié)作正在推動(dòng)多個(gè)行業(yè)的工程與設(shè)計(jì)發(fā)展。”

Luminary Cloud 也在使用這一藍(lán)圖。該公司基于NVIDIA Modulus構(gòu)建的全新仿真AI模型可根據(jù)其GPU加速CFD求解器生成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)氣流場與汽車幾何形狀之間的關(guān)系。該模型運(yùn)行仿真的速度比求解器本身要快上幾個(gè)數(shù)量級，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)空氣動(dòng)力流仿真并可通過 Omniverse API將其可視化。

此外，Altair、Beyond Math、Cadence、Hexagon、Neural Concept、西門子、SimScale 和Trane Technologies也在探索將Omniverse Blueprint用于自己的應(yīng)用中。

Omniverse Blueprint可在所有領(lǐng)先的云平臺(tái)上運(yùn)行，包括亞馬遜云科技、Google Cloud，Microsoft Azure和Oracle Cloud Infrastructure，它還可以在NVIDIA DGX Cloud上使用。

Rescale是一個(gè)基于云的平臺(tái)，它可以幫助企業(yè)加速科學(xué)和工程突破。通過使用NVIDIA Omniverse Blueprint，該平臺(tái)上的企業(yè)只需點(diǎn)擊幾下即可訓(xùn)練和部署自定義AI模型。該平臺(tái)可自動(dòng)執(zhí)行從應(yīng)用到硬件的整個(gè)堆棧，并且可以跨任何云服務(wù)提供商運(yùn)行。企業(yè)可以使用任何仿真求解器生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)；準(zhǔn)備、訓(xùn)練和部署AI模型；運(yùn)行推理預(yù)測；以及實(shí)現(xiàn)模型的可視化和優(yōu)化。

Omniverse Blueprint發(fā)布以來，目前所了解到的評價(jià)普遍比較積極，認(rèn)為它能助力實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)營的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，成為推動(dòng)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量。