九州云：元宇宙时代，赋能工业制造新场景

Posted 2023-03-02 OpenInfra

元宇宙概念持续火热，正从“虚拟世界”日益进化为真实世界的创新驱动引擎。而政策端的引导扶持亦给国内元宇宙的发展不断注入新动力。

在工业生产领域，《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》、《“十四五”智能制造发展规划》等规划文件指出，要推动智能制造、绿色制造示范工厂建设，探索形成数字孪生技术智能应用场景，这也让元宇宙与工业生产的结合有了更加明确的技术攻关和发展方向。

九州云作为开放云边基础架构领导者，秉承“开源·赋能云边变革”的核心理念，长期深耕云计算领域，完成了从中心云到边缘云解决方案的拓展和积累，建立了完整的云+边全栈生态体系和解决方案。可以说，九州云为数字经济发展以及智能化转型提供了生态开放、技术领先的云底座，为元宇宙的创新和实现提供了适宜的土壤。

 伴随元宇宙新数字经济时代的到来，九州云全新打造工业元宇宙云解决方案，基于NVIDIA Omniverse的可扩展平台，使个人和团队更快地构建自定义3D工作流并模拟大型虚拟世界，不仅能够加速各种复杂的3D工作流，还能够以突破性的新方式实现后续先进创意和创新的可视化、模拟和编码，以产品全生命周期的维度赋能企业经营管理场景，赋能如汽车、能源、钢铁、机械装备、电子制造等多个行业。

一、工业数字孪生

1、研发设计

通过数字孪生精准复刻工业产品组件的物理空间特性、机械特性、电气特性等，在外形上通过3D建模渲染使得产品以期望的最终状态呈现，实现虚拟设计与实际生产的无缝衔接。

2、生产制造

通过VR技术对非熟练工人实现作业培训指导，以提升生产效率，减少因作业不熟练、误操作带来的损失。通过AR结合人工智能手段，实现自动化、智能化质检，以解决人工质检的效率低下、不精准、人工成本高等问题。

3、运维

通过工业元宇宙结合IoT物联感知体系，把设备的运行状态数据实时传递到工业大数据中心，把运行数据孪生化，并通过3D方式呈现，以便实时监测机器运行状态、根据工业大数据中心的算法比对，实现在事故发生前的预测性报警，减少因大规模停机造成的生产损失，同时也便于进行生产线合理排班和大修，实现生产设备的预测性维护。

4、销售

利用虚拟化技术实现产品的虚拟设备的线上展示，不仅展示产品的外观特点和数据资料，更可以与虚拟设备进行互动操作，增加产品展示的互动性和演示效果。让消费者可以更好地理解、感受产品，实现用户需求到销售、到生产、甚至到设计的直接对接。

5、服务

工业产品在售后的使用过程中，需要持续进行设备的维护维修服务，也包括保险等周边服务。应用AR技术，实现远程维修指导，通过IoT、数字孪生和3D渲染，可以实时获悉并展示设备包括设备部件的使用情况，进而做出及时反应。

二、机器人仿真协作平台

无论是制造业的智能自动化，还是最后一英里交付，机器人逐渐进入日常生活。然而，工业和商业机器人的研发过程相当复杂，时间长，挑战大，成本高。在许多用例和场景中，缺乏结构化的环境也很普遍，九州云结合Omniverse Isaac机器人平台可解决这些挑战。利用端到端解决方案可帮助降低成本、简化开发流程并加速产品上市。

1、数据生成

传统机器人收集和标注数据集耗时长，成本高。使用Omniverse Isaac Sim，生成合成数据优化训练，利用多样化的训练数据有助于提升AI模型的准确度。

2、机器人训练

九州云利用多年在规模化云端和数据中心的经验。结合NVIDIA TAO套件，有助于加快开发速度。让开发者使用模型进行迁移学习，也可以在初始训练时仅用其中部分所需数据进行调优。

3、仿真和测试

在机器人在元宇宙Omniverse Isaac Sim虚拟环境可以在逼真且物理级准确的环境中进行虚拟训练和测试。

4、应用程序开发

使用基于硬件加速的SDK开发高性能的机器人应用程序，支持ROS机器人的Isaac ROS GEM，支持图像视频分析的Deepstream SDK,支持自然语言处理的NVIDIA Riva和支持完整框架的Isaac SDK。

5、部署和管理

提供完整的端到端工作流程，支持无缝部署。机器人应用程序可以移植到边缘设备，从NVIDIA Jetson移植到EGX边缘计算机，打造真正的自主的机器。

三、自动驾驶仿真测试综合产业平台

为仿真测试体系提供真实场景的基础数据的采集、加工、生成及应用保障。提供指定车辆的硬件模拟，支撑实现硬件在环测试保障。提供指定环境的场景化建设以及相关的自动驾驶场景应用训练，包括特定的停车场自主导航、自主泊车、自主移车、园区自动驾驶和厂区自动驾驶等。提供业务运行支撑、综合保障支撑体系以及基础环境保障支撑。

1、兼具开放性与扩展性

DRIVE Sim 具有开放、模块化和可扩展的特点，开发者可使用 Omniverse KIT SDK 构建兼容的模型、3D 内容和验证工具。用户可以创建自己的扩展程序，或从 DRIVE Sim生态系统合作伙伴提供的丰富的车辆、传感器和流量插件库中进行选择。DRIVE Sim还支持开发者配置自定义传感器模型，并支持 DRIVE Hyperion的8个完整的传感器组。这种灵活性使用户可根据其独特的用例自定义DRIVE Sim，并按照其开发和验证需求定制 仿真体验。

2、用于训练自动驾驶汽车的合成数据生成

NVIDIA DRIYE Replicator会为摄像头、雷达、激光雷达和超声波生成基于物理属性的传感器数据，以及相应的真值。然后，将这些数据用于训练适用于自动驾驶的AI 感知网络。使用合成数据可以缩短时间和降低成本，保持准确性，并生成人类无法标记的真值，例如深度、速度和遮挡物体。它还为罕见危险场景生成训练数据，增强真实数据，从而以有针对性的方法解决自动驾驶面临的一些重大挑战。

3、虚拟的汽车真实的结果

DRIVE Sim采用高保真且物理属性准确的仿真技术打造安全、可扩展且经济有效的方式，推动自动驾驶汽车上路行驶的进程。打造了功能强大的云端计算平台，能够为自动驾驶汽车开发和验证生成众多真实世界的场景。DRIVE Sim能够使用精确地图数据创建现实世界环境的数字孪生，还能生成数据集来训练车辆感知系统或测试决策制定流程。它还可以在“软件在环(SIL)”或“硬件在环(HIL)”配置中与自动驾驶栈连，用于验证完整的集成系统。

元宇宙概念正在走向稳步推进的新阶段，元宇宙已然成为一个不可被替代的数字经济时代的支柱性产业。九州云希望依托自身的技术积累和优势，持续深耕、不断创新，与行业伙伴一同推动元宇宙的发展，加快元宇宙的落地应用，通过场景化创新打造数字新生态，为数字经济发展创造新价值。