2011年,清華土木工程專業(yè)畢業(yè)的凌暉,進(jìn)入到了一個(gè)完全陌生的領(lǐng)域,電力行業(yè)。
對(duì)于大多數(shù)人來說,能進(jìn)入電力系統(tǒng)供職,是一個(gè)夢寐以求的機(jī)會(huì),然而,對(duì)于跨專業(yè)進(jìn)入這一領(lǐng)域的凌暉而言,三個(gè)月的培訓(xùn)并沒有為她減少多少對(duì)這個(gè)行業(yè)的陌生感,之后幾年在各業(yè)務(wù)場景中的工作經(jīng)歷,為她在專業(yè)能力上帶來的成長也極為有限。
“雖然在電力系統(tǒng)中工作多年,但在很多專業(yè)知識(shí)上依然沒有形成清晰的認(rèn)知,也沒有多少機(jī)會(huì)從中學(xué)習(xí)。”
這是凌暉在電力系統(tǒng)那些年最真實(shí)的感觸。
轉(zhuǎn)變發(fā)生在2014年底,這一年,凌暉認(rèn)識(shí)了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)出身的伍亮,當(dāng)時(shí)伍亮已經(jīng)在嘗試用游戲引擎做一些諸如變電站場景的工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。
第一次看到伍亮將游戲引擎應(yīng)用到工業(yè)場景中,也是凌暉第一次有機(jī)會(huì)從上帝視角審視一個(gè)工廠或變電站的全貌,這完全顛覆了凌暉原有的認(rèn)知。
置身其中的凌暉,仿佛感受到一種魔力,這種魔力將她過往幾年在電力行業(yè)中陸續(xù)學(xué)習(xí)到的碎片化知識(shí)整合成了一個(gè)系統(tǒng),在大腦中逐漸形成了對(duì)這個(gè)行業(yè)的體系化認(rèn)知。
當(dāng)時(shí)的凌暉意識(shí)到,這項(xiàng)技術(shù)未來將會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮出無可替代的作用。
而她,也摸到了通往數(shù)字世界的那扇門。
離數(shù)字孿生最近的地方
2015年,隨著中國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型,數(shù)字孿生成為一項(xiàng)熱門技術(shù),開始屢被提及,也是在這時(shí),數(shù)字孿生該從哪個(gè)領(lǐng)域入手最為合適,成了行業(yè)中討論最多的一個(gè)問題。
身在電力行業(yè)中的凌暉,在見識(shí)到數(shù)字孿生帶來的魔力之后,思考了許久。
她知道數(shù)字孿生的基礎(chǔ)就是基于現(xiàn)場感知、現(xiàn)場控制等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足的行業(yè),數(shù)字孿生也就無從談起。
凌暉也知道,她所在的能源行業(yè),整體感知體系建設(shè)相對(duì)完備,是數(shù)字孿生技術(shù)一個(gè)不錯(cuò)的試驗(yàn)場。
在2018年國家電網(wǎng)的工作會(huì)議上,時(shí)任國家電網(wǎng)董事長的舒印彪就曾明確提出,要大力推廣三維設(shè)計(jì),積極建設(shè)數(shù)字國網(wǎng)。
隨后,包括《輸變電工程三維設(shè)計(jì)模型交互規(guī)范》在內(nèi)的8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在這一年里也相繼對(duì)外發(fā)布,而電網(wǎng)三維設(shè)計(jì)的招標(biāo)工作也在次年展開,電網(wǎng)三維設(shè)計(jì)在35千伏以上的工程項(xiàng)目中快速得到推廣應(yīng)用。
能源行業(yè),顯然是離數(shù)字孿生最近的地方。
身在大潮中的凌暉不僅參與了南方電網(wǎng)三維數(shù)字平臺(tái)的建設(shè)工作,還親身參與到了這波創(chuàng)業(yè)大潮中,先后涉足三維數(shù)字化平臺(tái)研發(fā)、三維數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域,并在2021年正式成立了元能星泰,目標(biāo)瞄準(zhǔn)了生產(chǎn)管理一體化數(shù)字孿生平臺(tái)。
凌暉告訴科技行者,“在元能星泰成立之前,我們已經(jīng)在之前的企業(yè)和項(xiàng)目中進(jìn)行過一系列可行性驗(yàn)證,持續(xù)的思考和探索,最終讓我們在2020年想清楚了團(tuán)隊(duì)的技術(shù)路線,并確立下了這樣一個(gè)目標(biāo)。”
為能源行業(yè)做一個(gè)基礎(chǔ)扎實(shí)的一體化數(shù)字孿生底座,再基于此逐步構(gòu)建自感知、自診斷、自預(yù)測、自決策、自優(yōu)化等應(yīng)用,這是凌暉和她的團(tuán)隊(duì)為元能星泰構(gòu)想的價(jià)值邏輯。
先服務(wù)1%的客戶
數(shù)字孿生的出現(xiàn),對(duì)于傳統(tǒng)的能源行業(yè)來說,稱得上是一次模式上的顛覆。
能源行業(yè)信息化起步較早,信息化集成度較高,但在以往的信息化建設(shè)過程中,還是累積下了一些問題,例如信息孤島。
凌暉在電力行業(yè)有過多年工作經(jīng)驗(yàn),她深知由此帶來的信息孤島問題對(duì)于整個(gè)行業(yè)影響的嚴(yán)重性,她告訴科技行者,“在過往信息化不斷迭代升級(jí)過程中,這個(gè)問題已經(jīng)持續(xù)了20多年,由于沒有一體化系統(tǒng),信息孤島就成了這個(gè)行業(yè)信息化系統(tǒng)的通病。”
不過,在面對(duì)新技術(shù)時(shí),大多數(shù)企業(yè)都會(huì)有質(zhì)疑,持觀望狀態(tài)。
說服一個(gè)對(duì)新技術(shù)認(rèn)知度不高的企業(yè)用一項(xiàng)新技術(shù),難度很大,凌暉認(rèn)為,作為一個(gè)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì),他們沒有那么多精力去教育市場,“在這個(gè)階段,我們會(huì)選擇可能只有1%的對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有認(rèn)知的企業(yè),為他們搭建標(biāo)桿案例。”
元能星泰成立之初,團(tuán)隊(duì)就逐步搭建起他們的核心產(chǎn)品——能源水利數(shù)字孿生PaaS平臺(tái),并在2022年年中完成了整套產(chǎn)品體系的搭建,正式投入運(yùn)營,用于賦能自身及上下游廠商的數(shù)字孿生一體化生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)打造。
凌暉告訴科技行者,在打造數(shù)字孿生項(xiàng)目的過程中,有兩個(gè)技術(shù)重點(diǎn):
第一,數(shù)字孿生體的構(gòu)建,對(duì)于工業(yè)數(shù)字孿生體構(gòu)建而言,需要將目標(biāo)對(duì)象的三維模型、機(jī)理算法、行為規(guī)則及各種數(shù)據(jù),它的機(jī)理模型統(tǒng)一構(gòu)建出對(duì)象化的數(shù)字孿生體,從而讓數(shù)字孿生體可以全面精準(zhǔn)地管控和優(yōu)化對(duì)應(yīng)物理實(shí)體的狀態(tài)。
第二,工業(yè)場景下的數(shù)字孿生體的渲染,對(duì)于算力調(diào)度、傳輸?shù)姆€(wěn)定性、多人共享能力要求很高。目前云渲染技術(shù)在渲染效果、資源分配等方面為此提供了一個(gè)綜合最優(yōu)解,這也是元能星泰團(tuán)隊(duì)至今仍在持續(xù)發(fā)力的地方。
2022年年中,元能星泰進(jìn)行了成立以來規(guī)模最大的一次業(yè)務(wù)架構(gòu)調(diào)整,整個(gè)團(tuán)隊(duì)最終被劃分為兩個(gè)部門,分別負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目交付。
技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研發(fā)和迭代元能星泰初具雛形的數(shù)字孿生PaaS平臺(tái),交付團(tuán)隊(duì)則是專注于使用這套工具,快速推進(jìn)數(shù)字孿生平臺(tái)在能源行業(yè)的標(biāo)桿案例搭建和項(xiàng)目落地。
當(dāng)然,更大的區(qū)別還是項(xiàng)目交付效率的提升。
凌暉告訴科技行者,“此前一個(gè)需要半年才能交付的中型項(xiàng)目,現(xiàn)在只需要一個(gè)月就能順利交付,幫助能源業(yè)主更快地享有數(shù)字孿生生產(chǎn)業(yè)務(wù)賦能。”
如今,元能星泰已經(jīng)在能源行業(yè)落地了30多個(gè)項(xiàng)目,打造的標(biāo)桿案例也有將近10個(gè)。
最強(qiáng)助力NVIDIA
一年上線平臺(tái)級(jí)產(chǎn)品,兩年落地30多個(gè)項(xiàng)目,元能星泰之所以能有這樣迅猛的發(fā)展,一方面是因?yàn)橛凶顚I(yè)的團(tuán)隊(duì),拿最難做的項(xiàng)目,另一方面也是因?yàn)楣驹诎l(fā)展過程中,有著自己的幸運(yùn)際遇。
創(chuàng)業(yè)本來就有要靠幾分運(yùn)氣,能在團(tuán)隊(duì)成立之初就加入NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃,同樣是元能星泰團(tuán)隊(duì)的踩到的時(shí)代機(jī)遇。
元能星泰是在2022年1月加入的NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃,并入選2022年NVIDIA初創(chuàng)企業(yè)展示華南區(qū)分站展示項(xiàng)目。凌暉告訴科技行者,“因?yàn)?span lang="EN-US">NVIDIA在整個(gè)數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域即使放在全球領(lǐng)域來看也是無可替代的公司,能夠在團(tuán)隊(duì)成立之初加入NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃,也為我們研發(fā)團(tuán)隊(duì)后來的產(chǎn)品開發(fā)帶來了不少益處。”
實(shí)際上,元能星泰核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)在公司成立之前,就已經(jīng)在項(xiàng)目中應(yīng)用NVIDIA的產(chǎn)品,但當(dāng)時(shí)由于沒有機(jī)會(huì)與NVIDIA團(tuán)隊(duì)深入接觸,在一些底層技術(shù)問題上,或多或少會(huì)遇到一些不知從何處下手情況。
在加入NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃后,既讓元能星泰的團(tuán)隊(duì)和NVIDIA之間建立起了一個(gè)良好的溝通橋梁,凌暉認(rèn)為,“更重要的是,能夠讓我們的產(chǎn)品持續(xù)保持先進(jìn)性。”
以前文提到的數(shù)字孿生技術(shù)兩大重點(diǎn)之一——數(shù)字孿生體云渲染為例,其中最重要的就是實(shí)時(shí)的資源調(diào)度,從實(shí)時(shí)訪問計(jì)算資源到實(shí)時(shí)渲染,都有賴于GPU計(jì)算架構(gòu)和算力資源的調(diào)度和分配,而要想做好這一關(guān)鍵技術(shù)能力,就離不開NVIDIA這樣的原廠的技術(shù)支持。
與此同時(shí),凌暉2022年將Omniverse這一平臺(tái)引入了團(tuán)隊(duì)內(nèi)部工作流中,摒棄過往嚴(yán)格的單一開發(fā)模式,企業(yè)美術(shù)團(tuán)隊(duì)、建模團(tuán)隊(duì)和程序團(tuán)隊(duì)一鍵即可切換不同建模軟件,從而加速能源水利數(shù)字孿生的建模工作流,并整合了數(shù)字孿生應(yīng)用和資產(chǎn)。這讓元能星泰團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品研發(fā)和項(xiàng)目交付效率再次得到了不小的提升。
也是在2022年,對(duì)于元能星泰來說最繁忙的這一年里,元能星泰為某大型水利集團(tuán)水電站打造的數(shù)字孿生平臺(tái)順利交付。
凌暉說,在這個(gè)項(xiàng)目中,借助NVIDIA A6000 GPU逼真的沉浸式圖形性能和強(qiáng)大的視覺計(jì)算能力,通過CUDA進(jìn)行各類網(wǎng)格、材質(zhì)和空間數(shù)據(jù)的運(yùn)行、管理和計(jì)算,最終使我們可以更真實(shí)、實(shí)時(shí)地還原水利現(xiàn)場實(shí)體的環(huán)境,助力后續(xù)一系列的應(yīng)用開發(fā)。目前已經(jīng)在現(xiàn)場搭建了實(shí)時(shí)數(shù)字孿生系統(tǒng),能夠在實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)營狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,讓主設(shè)備系統(tǒng)自主推演發(fā)電與防洪方案,提供決策優(yōu)化建議。
不過,這仍僅僅是數(shù)字孿生技術(shù)向著產(chǎn)業(yè)化邁出的第一步。
數(shù)字孿生2026
即便是現(xiàn)在,數(shù)字孿生仍是一項(xiàng)很前沿的技術(shù),行業(yè)中雖然有不少團(tuán)隊(duì)就數(shù)字孿生進(jìn)行技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā),但如果真要談到商用落地,還談不上什么產(chǎn)業(yè)滲透率。
元能星泰團(tuán)隊(duì)內(nèi)部將數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展,分為了六個(gè)階段:
分別是利用數(shù)字孿生虛擬模型,動(dòng)態(tài)映現(xiàn)、反向控制、預(yù)測推演、輔助改善和自主優(yōu)化現(xiàn)場實(shí)體,最終實(shí)現(xiàn)虛實(shí)共生的理想狀態(tài)。
凌暉告訴科技行者,元能星泰早期做的很多項(xiàng)目,都只是做到了前三個(gè)階段,主要是實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)互聯(lián),通過數(shù)字孿生技術(shù)打破了物理世界和數(shù)字世界的次元壁。
而診斷、預(yù)測、優(yōu)化模型的融合,是團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品研發(fā)后期逐漸引入的。與此同時(shí),元能星泰團(tuán)隊(duì)也陸續(xù)和國內(nèi)知名高校、科研院所合作,打造更多能源場景下的數(shù)字孿生一體化生產(chǎn)管理平臺(tái) ,從而真正通過數(shù)字孿生改變原有業(yè)務(wù)流程,而并非只是作為提升信息獲取效率的展示工具。
實(shí)際上,現(xiàn)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)于數(shù)字孿生建設(shè)投入也在呈現(xiàn)一個(gè)逐步提升的態(tài)勢,凌暉認(rèn)為,未來五年數(shù)字孿生在工業(yè)領(lǐng)域會(huì)有50%的體量增長。
不過,她也指出,數(shù)字孿生技術(shù)真正要從大型國央企打造的標(biāo)桿案例效應(yīng)走進(jìn)數(shù)以千萬計(jì)的中小企業(yè),至少要等到2026年左右。
談及近幾年的規(guī)劃,凌暉表示將繼續(xù)帶領(lǐng)元能星泰,不斷踐行通過數(shù)字孿生全面革新工業(yè)控制的使命,和更多行業(yè)生態(tài)伙伴一起,突破數(shù)字孿生從輔助改善到自主優(yōu)化的轉(zhuǎn)變,用創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)變革。
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同濟(jì)大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的GIGA-ToF技術(shù)通過融合多幀圖像的"圖結(jié)構(gòu)"信息,創(chuàng)新性地解決了3D相機(jī)噪聲問題。該技術(shù)利用圖像間的不變幾何關(guān)系,結(jié)合深度學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法,在合成數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)37.9%的精度提升,并在真實(shí)設(shè)備上展現(xiàn)出色泛化能力,為機(jī)器人、AR和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供更可靠的3D視覺解決方案。
伊利諾伊大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的視覺語言模型雖然表現(xiàn)出"頓悟時(shí)刻"現(xiàn)象,但這些自我糾錯(cuò)行為并不能實(shí)際提升推理準(zhǔn)確率。研究揭示了AI模型存在"生成-驗(yàn)證差距",即生成答案的能力強(qiáng)于驗(yàn)證答案質(zhì)量的能力,且模型在自我驗(yàn)證時(shí)無法有效利用視覺信息,為AI多模態(tài)推理發(fā)展提供了重要啟示。
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關(guān)注智造、硬件、機(jī)器人。