西門子能源依靠 NVIDIA Omniverse平臺創(chuàng)建數(shù)字孿生

    數(shù)字孿生能夠為發(fā)電廠提供預測性維護，幫助公用設備供應商每年節(jié)省約 17 億美元。

    西門子能源是全球萬億美元級能源市場中的一家領先發(fā)電廠技術(shù)供應商，該公司依靠 NVIDIA Omniverse 平臺創(chuàng)建數(shù)字孿生，為發(fā)電廠的預測性維護提供支持。

    西門子能源通過這一舉措加入各行各業(yè)使用數(shù)字孿生升級運營的浪潮。比如在全球擁有 31 家工廠的寶馬集團正在為其工廠建立多個工業(yè)數(shù)字孿生；愛立信正在采用 Omniverse 構(gòu)建城市地區(qū)的數(shù)字孿生以幫助確定如何建設 5G 網(wǎng)絡。

    事實上，根據(jù) Grand View Research 的預測，到 2028 年全球數(shù)字孿生平臺的市場規(guī)模將達到 860 億美元。

    西門子能源技術(shù)組合經(jīng)理 Stefan Lichtenberger 表示：“ NVIDIA 的開放式平臺以及融合了物理學的神經(jīng)網(wǎng)絡為西門子能源帶來了巨大的價值�！�

    西門子能源能夠進行聯(lián)合循環(huán)電廠的建造和維護，其中包括大型燃氣輪機和蒸汽輪機。熱回收蒸汽發(fā)生器（HRSG）可以利用燃氣輪機的廢熱產(chǎn)生用于驅(qū)動蒸汽輪機的蒸汽。西門子能源表示這將使發(fā)電廠的熱力學效率提高 60% 以上。

    在熱回收蒸汽發(fā)生器的某些部分，蒸汽和水的混合物會導致腐蝕，進而影響熱回收蒸汽發(fā)生器部件的使用壽命。而維護和修理所導致的停機時間會給公用事業(yè)公司造成收入損失。

    西門子能源估計，使用熱回收蒸汽發(fā)生器的行業(yè)平均計劃停機時間是 5.5 天，如果將其減少 10%（比如檢查因腐蝕造成的管壁損失厚度等），每年將為公用事業(yè)公司節(jié)省 17 億美元。

    工業(yè)應用模擬

    西門子能源正在使用 NVIDIA 技術(shù)開發(fā)一種新的工作流程，以減少計劃停機頻率并確保安全。該流程通過對進水溫度、壓力、 pH 值、燃氣輪機功率和溫度等實時數(shù)據(jù)進行預處理，計算出水和蒸汽的壓力、溫度和速度。計算出的壓力、溫度和速度被發(fā)送至一個使用 NVIDIA Modulus 框架創(chuàng)建的物理和機器學習模型中，以精確模擬蒸汽和水如何實時流經(jīng)管道。

    之后通過用于 3D 工作流程的虛擬世界模擬和協(xié)作平臺—— NVIDIA Omniverse ，將管道中的流動狀況可視化。Omniverse 可以進行多 GPU 擴展，這能夠幫助西門子能源實時了解和預測腐蝕所產(chǎn)生的綜合影響。

    加快數(shù)字孿生的構(gòu)建

    西門子能源使用在 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 上運行的 NVIDIA 軟件框架模擬高溫、水和其他條件對金屬的長期腐蝕作用，并根據(jù)結(jié)果微調(diào)維護需求。使用機器學習模型更準確地預測維護工作，有助于減少維護檢查的頻率，同時避免故障風險。擴展后的 Modulus PINN 模型在 AWS Elastic Kubernetes Service（EKS） 上運行，并由搭載了 A100 GPU 的 P4d EC2 實例支持。

    如果為每臺熱回收蒸汽發(fā)生器建立計算流體動力學模型，需要長達八周的時間才能估計出熱回收蒸汽發(fā)生器工廠管道內(nèi)的腐蝕情況，且共有 600 多臺設備都需要經(jīng)歷這個流程。通過使用 NVIDIA 技術(shù)，西門子能源能夠加速工作流程，將估計腐蝕情況所需的時間從幾周縮短到幾小時。

    NVIDIA Omniverse 是一個具有高度可擴展性的平臺，讓西門子能源能夠在全球范圍內(nèi)打造和部署數(shù)字孿生，并根據(jù)需要去訪問高達數(shù)千個 NVIDIA GPU 。

    Lichtenberger 表示：“作為加速計算、AI 軟件平臺和模擬領域的先行者，NVIDIA 為西門子能源的工業(yè)數(shù)字孿生提供了所需的規(guī)模和靈活性。”

    關(guān)于omniverse

    Omniverse是由NVIDIA于2021年11月份正式發(fā)布的一個全新平臺，專為虛擬協(xié)作和實時逼真模擬打造的開放式平臺。它可以讓藝術(shù)家們能夠通過云在軟件之間、在本地或世界各地無縫地實時工作。Omniverse由5個組件組成的完整生態(tài)系統(tǒng)：Nucleus，Connect，套件，仿真和RTX。

    NVIDIA Omniverse 能夠?qū)崿F(xiàn)：

    用戶和應用程序間的實時協(xié)作

    在單個交互式平臺上實時整合用戶和主流行業(yè) 3D 設計工具。無需準備數(shù)據(jù)便可即時進行更新、迭代和更改，從而簡化工作流程。

    實時的速度，離線工作的質(zhì)量

    Omniverse 提供可擴展的、真實的實時光線追蹤和路徑追蹤。實時實現(xiàn)精美、物理屬性準確且逼真的視覺效果。

    RTX 技術(shù)助力模擬現(xiàn)實情景

    只需構(gòu)建模型一次，即可在不同設備上渲染。在任何設備上實現(xiàn) NVIDIA RTX™ 技術(shù)渲染的逼真度。輕松分享您的工作成果，并確保其原樣呈現(xiàn)。

    Omniverse可以應用于建筑工程、自動駕駛、媒體娛樂、制造業(yè)等多個領域，隨著藝術(shù)家、設計師、工程師和研究人員將全局照明、實時光線追蹤、AI、計算和工程 Simulation 等技術(shù)整合到日常工作流程中，重型 3D 制作流程變得日漸復雜。利用Omniverse 堆棧能夠提高行業(yè)工作流程的靈活性和可擴展性。