西門(mén)子能源依靠 NVIDIA Omniverse平臺(tái)創(chuàng)建數(shù)字孿生

    數(shù)字孿生能夠?yàn)榘l(fā)電廠提供預(yù)測(cè)性維護(hù)，幫助公用設(shè)備供應(yīng)商每年節(jié)省約 17 億美元。

    西門(mén)子能源是全球萬(wàn)億美元級(jí)能源市場(chǎng)中的一家領(lǐng)先發(fā)電廠技術(shù)供應(yīng)商，該公司依靠 NVIDIA Omniverse 平臺(tái)創(chuàng)建數(shù)字孿生，為發(fā)電廠的預(yù)測(cè)性維護(hù)提供支持。

    西門(mén)子能源通過(guò)這一舉措加入各行各業(yè)使用數(shù)字孿生升級(jí)運(yùn)營(yíng)的浪潮。比如在全球擁有 31 家工廠的寶馬集團(tuán)正在為其工廠建立多個(gè)工業(yè)數(shù)字孿生；愛(ài)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(shè) 5G 網(wǎng)絡(luò)。

    事實(shí)上，根據(jù) Grand View Research 的預(yù)測(cè)，到 2028 年全球數(shù)字孿生平臺(tái)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 860 億美元。

    西門(mén)子能源技術(shù)組合經(jīng)理 Stefan Lichtenberger 表示：“ NVIDIA 的開(kāi)放式平臺(tái)以及融合了物理學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為西門(mén)子能源帶來(lái)了巨大的價(jià)值�！�

    西門(mén)子能源能夠進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)電廠的建造和維護(hù)，其中包括大型燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)。熱回收蒸汽發(fā)生器（HRSG）可以利用燃?xì)廨啓C(jī)的廢熱產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)的蒸汽。西門(mén)子能源表示這將使發(fā)電廠的熱力學(xué)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(huì)導(dǎo)致腐蝕，進(jìn)而影響熱回收蒸汽發(fā)生器部件的使用壽命。而維護(hù)和修理所導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間會(huì)給公用事業(yè)公司造成收入損失。

    西門(mén)子能源估計(jì)，使用熱回收蒸汽發(fā)生器的行業(yè)平均計(jì)劃停機(jī)時(shí)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(yīng)用模擬

    西門(mén)子能源正在使用 NVIDIA 技術(shù)開(kāi)發(fā)一種新的工作流程，以減少計(jì)劃停機(jī)頻率并確保安全。該流程通過(guò)對(duì)進(jìn)水溫度、壓力、 pH 值、燃?xì)廨啓C(jī)功率和溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算出水和蒸汽的壓力、溫度和速度。計(jì)算出的壓力、溫度和速度被發(fā)送至一個(gè)使用 NVIDIA Modulus 框架創(chuàng)建的物理和機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，以精確模擬蒸汽和水如何實(shí)時(shí)流經(jīng)管道。

    之后通過(guò)用于 3D 工作流程的虛擬世界模擬和協(xié)作平臺(tái)—— NVIDIA Omniverse ，將管道中的流動(dòng)狀況可視化。Omniverse 可以進(jìn)行多 GPU 擴(kuò)展，這能夠幫助西門(mén)子能源實(shí)時(shí)了解和預(yù)測(cè)腐蝕所產(chǎn)生的綜合影響。

    加快數(shù)字孿生的構(gòu)建

    西門(mén)子能源使用在 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 上運(yùn)行的 NVIDIA 軟件框架模擬高溫、水和其他條件對(duì)金屬的長(zhǎng)期腐蝕作用，并根據(jù)結(jié)果微調(diào)維護(hù)需求。使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)維護(hù)工作，有助于減少維護(hù)檢查的頻率，同時(shí)避免故障風(fēng)險(xiǎn)。擴(kuò)展后的 Modulus PINN 模型在 AWS Elastic Kubernetes Service（EKS） 上運(yùn)行，并由搭載了 A100 GPU 的 P4d EC2 實(shí)例支持。

    如果為每臺(tái)熱回收蒸汽發(fā)生器建立計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型，需要長(zhǎng)達(dá)八周的時(shí)間才能估計(jì)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(tái)設(shè)備都需要經(jīng)歷這個(gè)流程。通過(guò)使用 NVIDIA 技術(shù)，西門(mén)子能源能夠加速工作流程，將估計(jì)腐蝕情況所需的時(shí)間從幾周縮短到幾小時(shí)。

    NVIDIA Omniverse 是一個(gè)具有高度可擴(kuò)展性的平臺(tái)，讓西門(mén)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(wèn)高達(dá)數(shù)千個(gè) NVIDIA GPU 。

    Lichtenberger 表示：“作為加速計(jì)算、AI 軟件平臺(tái)和模擬領(lǐng)域的先行者，NVIDIA 為西門(mén)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(gè)全新平臺(tái)，專為虛擬協(xié)作和實(shí)時(shí)逼真模擬打造的開(kāi)放式平臺(tái)。它可以讓藝術(shù)家們能夠通過(guò)云在軟件之間、在本地或世界各地?zé)o縫地實(shí)時(shí)工作。Omniverse由5個(gè)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(yīng)用程序間的實(shí)時(shí)協(xié)作

    在單個(gè)交互式平臺(tái)上實(shí)時(shí)整合用戶和主流行業(yè) 3D 設(shè)計(jì)工具。無(wú)需準(zhǔn)備數(shù)據(jù)便可即時(shí)進(jìn)行更新、迭代和更改，從而簡(jiǎn)化工作流程。

    實(shí)時(shí)的速度，離線工作的質(zhì)量

    Omniverse 提供可擴(kuò)展的、真實(shí)的實(shí)時(shí)光線追蹤和路徑追蹤。實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)精美、物理屬性準(zhǔn)確且逼真的視覺(jué)效果。

    RTX 技術(shù)助力模擬現(xiàn)實(shí)情景

    只需構(gòu)建模型一次，即可在不同設(shè)備上渲染。在任何設(shè)備上實(shí)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(yīng)用于建筑工程、自動(dòng)駕駛、媒體娛樂(lè)、制造業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，隨著藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、工程師和研究人員將全局照明、實(shí)時(shí)光線追蹤、AI、計(jì)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(fù)雜。利用Omniverse 堆棧能夠提高行業(yè)工作流程的靈活性和可擴(kuò)展性。