2011年,清華土木工程專業畢業的凌暉,進入到了一個完全陌生的領域,電力行業。
對于大多數人來說,能進入電力系統供職,是一個夢寐以求的機會,然而,對于跨專業進入這一領域的凌暉而言,三個月的培訓并沒有為她減少多少對這個行業的陌生感,之后幾年在各業務場景中的工作經歷,為她在專業能力上帶來的成長也極為有限。
“雖然在電力系統中工作多年,但在很多專業知識上依然沒有形成清晰的認知,也沒有多少機會從中學習。”
這是凌暉在電力系統那些年最真實的感觸。
轉變發生在2014年底,這一年,凌暉認識了三維數字化設計出身的伍亮,當時伍亮已經在嘗試用游戲引擎做一些諸如變電站場景的工業應用項目。
第一次看到伍亮將游戲引擎應用到工業場景中,也是凌暉第一次有機會從上帝視角審視一個工廠或變電站的全貌,這完全顛覆了凌暉原有的認知。
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中陸續學習到的碎片化知識整合成了一個系統,在大腦中逐漸形成了對這個行業的體系化認知。
當時的凌暉意識到,這項技術未來將會在工業領域發揮出無可替代的作用。
而她,也摸到了通往數字世界的那扇門。
離數字孿生最近的地方
2015年,隨著中國制造業向智能制造轉型,數字孿生成為一項熱門技術,開始屢被提及,也是在這時,數字孿生該從哪個領域入手最為合適,成了行業中討論最多的一個問題。
身在電力行業中的凌暉,在見識到數字孿生帶來的魔力之后,思考了許久。
她知道數字孿生的基礎就是基于現場感知、現場控制等基礎設施的建設,數字化、網絡化基礎設施建設不足的行業,數字孿生也就無從談起。
凌暉也知道,她所在的能源行業,整體感知體系建設相對完備,是數字孿生技術一個不錯的試驗場。
在2018年國家電網的工作會議上,時任國家電網董事長的舒印彪就曾明確提出,要大力推廣三維設計,積極建設數字國網。
隨后,包括《輸變電工程三維設計模型交互規范》在內的8項標準在這一年里也相繼對外發布,而電網三維設計的招標工作也在次年展開,電網三維設計在35千伏以上的工程項目中快速得到推廣應用。
能源行業,顯然是離數字孿生最近的地方。
身在大潮中的凌暉不僅參與了南方電網三維數字平臺的建設工作,還親身參與到了這波創業大潮中,先后涉足三維數字化平臺研發、三維數據服務領域,并在2021年正式成立了元能星泰,目標瞄準了生產管理一體化數字孿生平臺。
凌暉告訴科技行者,“在元能星泰成立之前,我們已經在之前的企業和項目中進行過一系列可行性驗證,持續的思考和探索,最終讓我們在2020年想清楚了團隊的技術路線,并確立下了這樣一個目標。”
為能源行業做一個基礎扎實的一體化數字孿生底座,再基于此逐步構建自感知、自診斷、自預測、自決策、自優化等應用,這是凌暉和她的團隊為元能星泰構想的價值邏輯。
先服務1%的客戶
數字孿生的出現,對于傳統的能源行業來說,稱得上是一次模式上的顛覆。
能源行業信息化起步較早,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。
凌暉在電力行業有過多年工作經驗,她深知由此帶來的信息孤島問題對于整個行業影響的嚴重性,她告訴科技行者,“在過往信息化不斷迭代升級過程中,這個問題已經持續了20多年,由于沒有一體化系統,信息孤島就成了這個行業信息化系統的通病。”
不過,在面對新技術時,大多數企業都會有質疑,持觀望狀態。
說服一個對新技術認知度不高的企業用一項新技術,難度很大,凌暉認為,作為一個創業團隊,他們沒有那么多精力去教育市場,“在這個階段,我們會選擇可能只有1%的對這項技術有認知的企業,為他們搭建標桿案例。”
元能星泰成立之初,團隊就逐步搭建起他們的核心產品——能源水利數字孿生PaaS平臺,并在2022年年中完成了整套產品體系的搭建,正式投入運營,用于賦能自身及上下游廠商的數字孿生一體化生產業務系統打造。
凌暉告訴科技行者,在打造數字孿生項目的過程中,有兩個技術重點:
第一,數字孿生體的構建,對于工業數字孿生體構建而言,需要將目標對象的三維模型、機理算法、行為規則及各種數據,它的機理模型統一構建出對象化的數字孿生體,從而讓數字孿生體可以全面精準地管控和優化對應物理實體的狀態。
第二,工業場景下的數字孿生體的渲染,對于算力調度、傳輸的穩定性、多人共享能力要求很高。目前云渲染技術在渲染效果、資源分配等方面為此提供了一個綜合最優解,這也是元能星泰團隊至今仍在持續發力的地方。
2022年年中,元能星泰進行了成立以來規模最大的一次業務架構調整,整個團隊最終被劃分為兩個部門,分別負責技術研發和項目交付。
技術研發團隊繼續研發和迭代元能星泰初具雛形的數字孿生PaaS平臺,交付團隊則是專注于使用這套工具,快速推進數字孿生平臺在能源行業的標桿案例搭建和項目落地。
當然,更大的區別還是項目交付效率的提升。
凌暉告訴科技行者,“此前一個需要半年才能交付的中型項目,現在只需要一個月就能順利交付,幫助能源業主更快地享有數字孿生生產業務賦能。”
如今,元能星泰已經在能源行業落地了30多個項目,打造的標桿案例也有將近10個。
最強助力NVIDIA
一年上線平臺級產品,兩年落地30多個項目,元能星泰之所以能有這樣迅猛的發展,一方面是因為有最專業的團隊,拿最難做的項目,另一方面也是因為公司在發展過程中,有著自己的幸運際遇。
創業本來就有要靠幾分運氣,能在團隊成立之初就加入NVIDIA初創加速計劃,同樣是元能星泰團隊的踩到的時代機遇。
元能星泰是在2022年1月加入的NVIDIA初創加速計劃,并入選2022年NVIDIA初創企業展示華南區分站展示項目。凌暉告訴科技行者,“因為NVIDIA在整個數字孿生技術領域即使放在全球領域來看也是無可替代的公司,能夠在團隊成立之初加入NVIDIA初創加速計劃,也為我們研發團隊后來的產品開發帶來了不少益處。”
實際上,元能星泰核心技術團隊在公司成立之前,就已經在項目中應用NVIDIA的產品,但當時由于沒有機會與NVIDIA團隊深入接觸,在一些底層技術問題上,或多或少會遇到一些不知從何處下手情況。
在加入NVIDIA初創加速計劃后,既讓元能星泰的團隊和NVIDIA之間建立起了一個良好的溝通橋梁,凌暉認為,“更重要的是,能夠讓我們的產品持續保持先進性。”
以前文提到的數字孿生技術兩大重點之一——數字孿生體云渲染為例,其中最重要的就是實時的資源調度,從實時訪問計算資源到實時渲染,都有賴于GPU計算架構和算力資源的調度和分配,而要想做好這一關鍵技術能力,就離不開NVIDIA這樣的原廠的技術支持。
與此同時,凌暉2022年將Omniverse這一平臺引入了團隊內部工作流中,摒棄過往嚴格的單一開發模式,企業美術團隊、建模團隊和程序團隊一鍵即可切換不同建模軟件,從而加速能源水利數字孿生的建模工作流,并整合了數字孿生應用和資產。這讓元能星泰團隊的產品研發和項目交付效率再次得到了不小的提升。
也是在2022年,對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水電站打造的數字孿生平臺順利交付。
凌暉說,在這個項目中,借助NVIDIA A6000 GPU逼真的沉浸式圖形性能和強大的視覺計算能力,通過CUDA進行各類網格、材質和空間數據的運行、管理和計算,最終使我們可以更真實、實時地還原水利現場實體的環境,助力后續一系列的應用開發。目前已經在現場搭建了實時數字孿生系統,能夠在實現水電站運營狀態實時監測的基礎上,讓主設備系統自主推演發電與防洪方案,提供決策優化建議。
不過,這仍僅僅是數字孿生技術向著產業化邁出的第一步。
數字孿生2026
即便是現在,數字孿生仍是一項很前沿的技術,行業中雖然有不少團隊就數字孿生進行技術研究、產品開發,但如果真要談到商用落地,還談不上什么產業滲透率。
元能星泰團隊內部將數字孿生技術發展,分為了六個階段:
分別是利用數字孿生虛擬模型,動態映現、反向控制、預測推演、輔助改善和自主優化現場實體,最終實現虛實共生的理想狀態。
凌暉告訴科技行者,元能星泰早期做的很多項目,都只是做到了前三個階段,主要是實現了實時互聯,通過數字孿生技術打破了物理世界和數字世界的次元壁。
而診斷、預測、優化模型的融合,是團隊在產品研發后期逐漸引入的。與此同時,元能星泰團隊也陸續和國內知名高校、科研院所合作,打造更多能源場景下的數字孿生一體化生產管理平臺 ,從而真正通過數字孿生改變原有業務流程,而并非只是作為提升信息獲取效率的展示工具。
實際上,現在整個產業對于數字孿生建設投入也在呈現一個逐步提升的態勢,凌暉認為,未來五年數字孿生在工業領域會有50%的體量增長。
不過,她也指出,數字孿生技術真正要從大型國央企打造的標桿案例效應走進數以千萬計的中小企業,至少要等到2026年左右。
談及近幾年的規劃,凌暉表示將繼續帶領元能星泰,不斷踐行通過數字孿生全面革新工業控制的使命,和更多行業生態伙伴一起,突破數字孿生從輔助改善到自主優化的轉變,用創新引領行業變革。
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