數(shù)智制造新引擎:構(gòu)建時空一致的仿真數(shù)字孿生與AI業(yè)務(wù)平臺

DataMesh 是一家專注模擬數(shù)字孿生（Simulation Digital Twin）平臺開發(fā)與服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，致力于利用數(shù)字孿生、空間計算及人工智能技術(shù)，幫助企業(yè)革新工作流程，賦能一線工作者。DataMesh 主要聚焦亞太地區(qū)，在制造、建筑和設(shè)施管理行業(yè)擁有超過 500 家客戶。

DataMesh FactVerse 是 DataMesh 自主研發(fā)的數(shù)字孿生平臺，旨在幫助企業(yè)以低成本構(gòu)建數(shù)字孿生，并通過對業(yè)務(wù)流程的監(jiān)控與模擬，優(yōu)化生產(chǎn)流程，節(jié)省成本。同時，F(xiàn)actVerse 平臺還提供一系列開箱即用的業(yè)務(wù)工具，借助 AR/VR 等技術(shù)，幫助一線員工更直觀地了解設(shè)備工作原理與運行情況，從而提高工作效率。FactVerse 平臺能夠賦能制造業(yè)產(chǎn)品全生命周期，覆蓋生產(chǎn)制造、設(shè)備運維、員工培訓(xùn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，顯著提升企業(yè)的運營效率。

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多重挑戰(zhàn)并存，未來制造何去何從

制造業(yè)行業(yè)挑戰(zhàn)

制造業(yè)企業(yè)正在面臨一系列亟待解決的挑戰(zhàn)：

工人技能短缺：人口結(jié)構(gòu)的變化帶來了勞動力短缺，一線員工經(jīng)驗傳遞困難，企業(yè)培養(yǎng)成熟工人成本高。在制造業(yè)出海的過程中，語言和文化差異也成為了培訓(xùn)效率的阻礙。

運營效率低下：現(xiàn)代生產(chǎn)的復(fù)雜性要求企業(yè)具備更高的運營能力，但數(shù)據(jù)孤島問題普遍存在，企業(yè)往往難以將分散的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行有效整合與利用，缺乏時空一致性的數(shù)據(jù)支持，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的業(yè)務(wù)優(yōu)化。

數(shù)字孿生部署的挑戰(zhàn)

為了更好地應(yīng)對行業(yè)挑戰(zhàn)，促進生產(chǎn)力的提升，數(shù)字孿生技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域逐漸獲得廣泛應(yīng)用，但其部署和應(yīng)用過程中仍然面臨著許多技術(shù)性難題：

孿生場景開發(fā)成本高：傳統(tǒng)的數(shù)字孿生場景開發(fā)往往涉及較高的技術(shù)門檻和人力成本，且難以根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化靈活調(diào)整。

數(shù)據(jù)融合與映射難題：企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來源廣泛，不同生產(chǎn)系統(tǒng)中儲存的數(shù)據(jù)格式各異，如何有效整合這些數(shù)據(jù)，并將其準確映射至 3D 模型，實現(xiàn)虛實融合的動態(tài)運轉(zhuǎn)，是一個關(guān)鍵難題。而且，要實現(xiàn)實時、物理精確的 3D 仿真與映射，需要強大的算力來支撐。

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NVIDIA Omniverse + FactVerse：

時空一致的高品質(zhì)仿真數(shù)字孿生

與 AI 業(yè)務(wù)平臺

DataMesh 將 FactVerse 與 NVIDIA Omniverse 的能力深度整合，打造了面向工業(yè)場景的高品質(zhì)數(shù)字孿生解決方案，幫助制造業(yè)企業(yè)快速構(gòu)建時空一致的數(shù)字孿生平臺，推動一線業(yè)務(wù)的優(yōu)化與增長。

▲ 解決方案架構(gòu)圖

在該解決方案中，F(xiàn)actVerse 和 Omniverse 各自發(fā)揮核心優(yōu)勢。FactVerse 專注于數(shù)字孿生場景與模擬運行邏輯的構(gòu)建，以及數(shù)據(jù)的整合處理，為實現(xiàn)虛實映射和數(shù)據(jù)驅(qū)動奠定基礎(chǔ)。而 Omniverse 則在此基礎(chǔ)上，為孿生場景提供更優(yōu)質(zhì)的渲染效果，并借助 NVIDIA Isaac 實現(xiàn)更精準的工業(yè)物理仿真，同時通過 NVIDIA NIM 強化 AI 能力的應(yīng)用。

未來，通過 Omniverse 與 NVIDIA Cosmos 世界基礎(chǔ)模型（World Foundation Models）進行連接，將進一步增強多重工業(yè)元宇宙的模擬、生成能力，為生產(chǎn)運營的 AI 優(yōu)化、工業(yè)機器人的 AI 訓(xùn)練提供更為強大的平臺級支持。

利用 FactVerse 創(chuàng)建數(shù)字孿生場景

多源數(shù)據(jù)接入與處理：FactVerse 的數(shù)據(jù)融合引擎 DFS 能夠接入來自不同生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理以確保其時空一致性，為業(yè)務(wù)的模擬優(yōu)化提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

零代碼孿生場景創(chuàng)建：利用零代碼設(shè)計器 FactVerse Designer，一線人員可以自行導(dǎo)入 3D 模型并創(chuàng)建數(shù)字孿生場景，編輯孿生體運行邏輯，并為孿生體綁定驅(qū)動其運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，大幅簡化了開發(fā)流程，節(jié)省開發(fā)時間。

云端模擬與協(xié)作：FactVerse 提供數(shù)字孿生的云端模擬運行環(huán)境，支持多人協(xié)同操作。

▲ FactVerse Designer 編輯場景

借助 NVIDIA Omniverse

和 NVIDIA RTX GPU加速物理 AI 構(gòu)建

高品質(zhì)渲染：通過 OpenUSD 作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，F(xiàn)actVerse 可以將數(shù)字孿生數(shù)據(jù)送入 NVIDIA Omniverse，實現(xiàn)高品質(zhì)渲染。同時，Omniverse 的遠程渲染能力支持在瀏覽器中呈現(xiàn)大型 3D 場景，使交互與協(xié)作更加便捷。

更準確的物理仿真：在 NVIDIA Isaac 中進行物理仿真，并將結(jié)果返回至 FactVerse 參與數(shù)字孿生運算，使數(shù)字孿生的運行更加真實。

AI 助力優(yōu)化：借助 NVIDIA NIM，企業(yè)可以輕松部署大模型和小模型，結(jié)合企業(yè)知識庫和數(shù)字孿生數(shù)據(jù)，為一線員工提供智能檢索、智能指導(dǎo)等 AI 助手服務(wù)，提升工作效率。

GPU 加速：得益于NVIDIA RTX 5880 Ada GPU強大的視覺計算性能，能夠在 Omniverse 中能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更高質(zhì)量的渲染，對工業(yè)資產(chǎn)、流程或環(huán)境等大型仿真提供強有力支持，幫助企業(yè)打造物理準確的數(shù)字孿生和虛仿真場景。

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釋放數(shù)字孿生潛能賦能未來制造

借助 NVIDIA Omniverse 和 RTX 與 DataMesh FacVerse 的高效結(jié)合，為制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了虛實融合的解決方案，能夠幫助企業(yè)以低成本打造設(shè)備、流程和設(shè)施的數(shù)字孿生，助力企業(yè)提升效率，創(chuàng)造價值。

簡單高效的部署方式，長期持續(xù)的業(yè)務(wù)價值

從技術(shù)層面來看，該解決方案降低了數(shù)字孿生的部署門檻，縮短了開發(fā)時間。FactVerse 解決了數(shù)字孿生場景構(gòu)建和數(shù)據(jù)融合的難題，憑借零代碼設(shè)計器的便捷性，孿生體和孿生場景可無限復(fù)用，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)整，長期來看，開發(fā)成本逐步下降，投入產(chǎn)出比持續(xù)遞增，形成良性循環(huán)。

同時，極大提升了用戶體驗。由于 FactVerse 創(chuàng)建的數(shù)字孿生并不依賴于渲染引擎，與 Omniverse 的對接非常順暢，通過 Omniverse 和 RTX GPU 的高品質(zhì)渲染，用戶能夠獲得更真實的視覺效果和更自然的交互體驗。

從業(yè)務(wù)應(yīng)用角度來看，具備時空一致性的數(shù)字孿生平臺實現(xiàn)了真正的數(shù)據(jù)驅(qū)動，并將 AI 能力更好地整合進業(yè)務(wù)場景，通過對真實業(yè)務(wù)的模擬和 AI 的應(yīng)用，該平臺能夠為制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)制造、設(shè)備運維、員工培訓(xùn)等重點環(huán)節(jié)帶來顯著價值。

優(yōu)化生產(chǎn)制造流程

基于 FactVerse 和 Omniverse 打造的時空一致的數(shù)字孿生平臺，企業(yè)可以實現(xiàn)更直觀的生產(chǎn)監(jiān)控和更精準的業(yè)務(wù)模擬，從而優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升運營效率。

在產(chǎn)線規(guī)劃階段，企業(yè)可以根據(jù)生產(chǎn)計劃和工藝組合等條件，在虛擬世界中進行布局模擬，包括設(shè)備干涉、AGV 運行路線等，從而推演出最佳方案，避免在現(xiàn)實世界中反復(fù)調(diào)整，節(jié)省大量成本。

在生產(chǎn)過程中，借助 1:1 的數(shù)字孿生及實時數(shù)據(jù)映射，一線人員能夠高效識別生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合時間和空間信息快速定位問題。同時，通過生產(chǎn)流程的模擬，企業(yè)可以驗證生產(chǎn)計劃，輔助生產(chǎn)排程，進一步優(yōu)化生產(chǎn)效率。

未來，通過基于真實業(yè)務(wù)的數(shù)字孿生，AI 的應(yīng)用也將更加深入。例如，利用數(shù)字孿生數(shù)據(jù)進行 AI 訓(xùn)練，將為自動駕駛、機械手等前沿技術(shù)提供更豐富的訓(xùn)練環(huán)境，為生產(chǎn)優(yōu)化帶來更強大的助力。