2011年,清华土木工程专业毕业的凌晖,进入到了一个完全陌生的领域,电力行业。
对于大多数人来说,能进入电力系统供职,是一个梦寐以求的机会,然而,对于跨专业进入这一领域的凌晖而言,三个月的培训并没有为她减少多少对这个行业的陌生感,之后几年在各业务场景中的工作经历,为她在专业能力上带来的成长也极为有限。
“虽然在电力系统中工作多年,但在很多专业知识上依然没有形成清晰的认知,也没有多少机会从中学习。”
这是凌晖在电力系统那些年最真实的感触。
转变发生在2014年底,这一年,凌晖认识了三维数字化设计出身的伍亮,当时伍亮已经在尝试用游戏引擎做一些诸如变电站场景的工业应用项目。
第一次看到伍亮将游戏引擎应用到工业场景中,也是凌晖第一次有机会从上帝视角审视一个工厂或变电站的全貌,这完全颠覆了凌晖原有的认知。
置身其中的凌晖,仿佛感受到一种魔力,这种魔力将她过往几年在电力行业中陆续学习到的碎片化知识整合成了一个系统,在大脑中逐渐形成了对这个行业的体系化认知。
当时的凌晖意识到,这项技术未来将会在工业领域发挥出无可替代的作用。
而她,也摸到了通往数字世界的那扇门。
离数字孪生最近的地方
2015年,随着中国制造业向智能制造转型,数字孪生成为一项热门技术,开始屡被提及,也是在这时,数字孪生该从哪个领域入手最为合适,成了行业中讨论最多的一个问题。
身在电力行业中的凌晖,在见识到数字孪生带来的魔力之后,思考了许久。
她知道数字孪生的基础就是基于现场感知、现场控制等基础设施的建设,数字化、网络化基础设施建设不足的行业,数字孪生也就无从谈起。
凌晖也知道,她所在的能源行业,整体感知体系建设相对完备,是数字孪生技术一个不错的试验场。
在2018年国家电网的工作会议上,时任国家电网董事长的舒印彪就曾明确提出,要大力推广三维设计,积极建设数字国网。
随后,包括《输变电工程三维设计模型交互规范》在内的8项标准在这一年里也相继对外发布,而电网三维设计的招标工作也在次年展开,电网三维设计在35千伏以上的工程项目中快速得到推广应用。
能源行业,显然是离数字孪生最近的地方。
身在大潮中的凌晖不仅参与了南方电网三维数字平台的建设工作,还亲身参与到了这波创业大潮中,先后涉足三维数字化平台研发、三维数据服务领域,并在2021年正式成立了元能星泰,目标瞄准了生产管理一体化数字孪生平台。
凌晖告诉科技行者,“在元能星泰成立之前,我们已经在之前的企业和项目中进行过一系列可行性验证,持续的思考和探索,最终让我们在2020年想清楚了团队的技术路线,并确立下了这样一个目标。”
为能源行业做一个基础扎实的一体化数字孪生底座,再基于此逐步构建自感知、自诊断、自预测、自决策、自优化等应用,这是凌晖和她的团队为元能星泰构想的价值逻辑。
先服务1%的客户
数字孪生的出现,对于传统的能源行业来说,称得上是一次模式上的颠覆。
能源行业信息化起步较早,信息化集成度较高,但在以往的信息化建设过程中,还是累积下了一些问题,例如信息孤岛。
凌晖在电力行业有过多年工作经验,她深知由此带来的信息孤岛问题对于整个行业影响的严重性,她告诉科技行者,“在过往信息化不断迭代升级过程中,这个问题已经持续了20多年,由于没有一体化系统,信息孤岛就成了这个行业信息化系统的通病。”
不过,在面对新技术时,大多数企业都会有质疑,持观望状态。
说服一个对新技术认知度不高的企业用一项新技术,难度很大,凌晖认为,作为一个创业团队,他们没有那么多精力去教育市场,“在这个阶段,我们会选择可能只有1%的对这项技术有认知的企业,为他们搭建标杆案例。”
元能星泰成立之初,团队就逐步搭建起他们的核心产品——能源水利数字孪生PaaS平台,并在2022年年中完成了整套产品体系的搭建,正式投入运营,用于赋能自身及上下游厂商的数字孪生一体化生产业务系统打造。
凌晖告诉科技行者,在打造数字孪生项目的过程中,有两个技术重点:
第一,数字孪生体的构建,对于工业数字孪生体构建而言,需要将目标对象的三维模型、机理算法、行为规则及各种数据,它的机理模型统一构建出对象化的数字孪生体,从而让数字孪生体可以全面精准地管控和优化对应物理实体的状态。
第二,工业场景下的数字孪生体的渲染,对于算力调度、传输的稳定性、多人共享能力要求很高。目前云渲染技术在渲染效果、资源分配等方面为此提供了一个综合最优解,这也是元能星泰团队至今仍在持续发力的地方。
2022年年中,元能星泰进行了成立以来规模最大的一次业务架构调整,整个团队最终被划分为两个部门,分别负责技术研发和项目交付。
技术研发团队继续研发和迭代元能星泰初具雏形的数字孪生PaaS平台,交付团队则是专注于使用这套工具,快速推进数字孪生平台在能源行业的标杆案例搭建和项目落地。
当然,更大的区别还是项目交付效率的提升。
凌晖告诉科技行者,“此前一个需要半年才能交付的中型项目,现在只需要一个月就能顺利交付,帮助能源业主更快地享有数字孪生生产业务赋能。”
如今,元能星泰已经在能源行业落地了30多个项目,打造的标杆案例也有将近10个。
最强助力NVIDIA
一年上线平台级产品,两年落地30多个项目,元能星泰之所以能有这样迅猛的发展,一方面是因为有最专业的团队,拿最难做的项目,另一方面也是因为公司在发展过程中,有着自己的幸运际遇。
创业本来就有要靠几分运气,能在团队成立之初就加入NVIDIA初创加速计划,同样是元能星泰团队的踩到的时代机遇。
元能星泰是在2022年1月加入的NVIDIA初创加速计划,并入选2022年NVIDIA初创企业展示华南区分站展示项目。凌晖告诉科技行者,“因为NVIDIA在整个数字孪生技术领域即使放在全球领域来看也是无可替代的公司,能够在团队成立之初加入NVIDIA初创加速计划,也为我们研发团队后来的产品开发带来了不少益处。”
实际上,元能星泰核心技术团队在公司成立之前,就已经在项目中应用NVIDIA的产品,但当时由于没有机会与NVIDIA团队深入接触,在一些底层技术问题上,或多或少会遇到一些不知从何处下手情况。
在加入NVIDIA初创加速计划后,既让元能星泰的团队和NVIDIA之间建立起了一个良好的沟通桥梁,凌晖认为,“更重要的是,能够让我们的产品持续保持先进性。”
以前文提到的数字孪生技术两大重点之一——数字孪生体云渲染为例,其中最重要的就是实时的资源调度,从实时访问计算资源到实时渲染,都有赖于GPU计算架构和算力资源的调度和分配,而要想做好这一关键技术能力,就离不开NVIDIA这样的原厂的技术支持。
与此同时,凌晖2022年将Omniverse这一平台引入了团队内部工作流中,摒弃过往严格的单一开发模式,企业美术团队、建模团队和程序团队一键即可切换不同建模软件,从而加速能源水利数字孪生的建模工作流,并整合了数字孪生应用和资产。这让元能星泰团队的产品研发和项目交付效率再次得到了不小的提升。
也是在2022年,对于元能星泰来说最繁忙的这一年里,元能星泰为某大型水利集团水电站打造的数字孪生平台顺利交付。
凌晖说,在这个项目中,借助NVIDIA A6000 GPU逼真的沉浸式图形性能和强大的视觉计算能力,通过CUDA进行各类网格、材质和空间数据的运行、管理和计算,最终使我们可以更真实、实时地还原水利现场实体的环境,助力后续一系列的应用开发。目前已经在现场搭建了实时数字孪生系统,能够在实现水电站运营状态实时监测的基础上,让主设备系统自主推演发电与防洪方案,提供决策优化建议。
不过,这仍仅仅是数字孪生技术向着产业化迈出的第一步。
数字孪生2026
即便是现在,数字孪生仍是一项很前沿的技术,行业中虽然有不少团队就数字孪生进行技术研究、产品开发,但如果真要谈到商用落地,还谈不上什么产业渗透率。
元能星泰团队内部将数字孪生技术发展,分为了六个阶段:
分别是利用数字孪生虚拟模型,动态映现、反向控制、预测推演、辅助改善和自主优化现场实体,最终实现虚实共生的理想状态。
凌晖告诉科技行者,元能星泰早期做的很多项目,都只是做到了前三个阶段,主要是实现了实时互联,通过数字孪生技术打破了物理世界和数字世界的次元壁。
而诊断、预测、优化模型的融合,是团队在产品研发后期逐渐引入的。与此同时,元能星泰团队也陆续和国内知名高校、科研院所合作,打造更多能源场景下的数字孪生一体化生产管理平台 ,从而真正通过数字孪生改变原有业务流程,而并非只是作为提升信息获取效率的展示工具。
实际上,现在整个产业对于数字孪生建设投入也在呈现一个逐步提升的态势,凌晖认为,未来五年数字孪生在工业领域会有50%的体量增长。
不过,她也指出,数字孪生技术真正要从大型国央企打造的标杆案例效应走进数以千万计的中小企业,至少要等到2026年左右。
谈及近几年的规划,凌晖表示将继续带领元能星泰,不断践行通过数字孪生全面革新工业控制的使命,和更多行业生态伙伴一起,突破数字孪生从辅助改善到自主优化的转变,用创新引领行业变革。
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