工业应用,数字孪生技术Unity担当的角色

工业应用,数字孪生技术Unity担当的角色,第1张

 数字孪生是一个新兴且非常复杂的技术领域,是多种数字化技术的集成融合创新。包括了基础类技术和核心技术,涉及感知控制、数据集成、建模分析、人机交互等四大领域,其中在建模分析与数据集成方面既有基础类技术也有核心类技术,而人机交互与感知控制则为基础类技术。

Unity的核心技术优势即实时3D技术以及广泛支持的技术平台和硬件生态体系,源于Unity在游戏领域的技术积累。实时3D技术从游戏领域起步,现在正在改变多个行业,在工业领域,包括建筑、工程和施工(AEC)行业、汽车、运输、制造业(ATM)。陈禄表示,有非常多的工业领域开发者已经开始基于Unity平台进行数字孪生、VR/AR、等工业应用软件的开发,进而引起了整个工业界的重视。而Unity公司也发现在工业和商业领域,对实时3D技术来说存在着巨大的需求和市场机会。为了更好地为工业和商用领域提供通用架构和技术服务,帮助行业推进数字化转型Unity专门成立了工业部门和分布全球的本地支持团队。

同时,Unity也把本身的商业优势带入了基于实时3D的数字孪生领域:打通产品设计与最终使用者之间的鸿沟,用一个实时3D平台连接产品创建阶段的设计、仿真与工程,产品构建阶段的生产制造或建筑施工,产品上市阶段的服务与售后、营销与销售变现等。换言之,在Unity平台上,数字孪生开发者可以完成从辅助产品设计、制造到最终产品上市的全生命周期,实现全流程的数字化。据悉,Unity 已与包括戴姆勒、ABB、恩智浦半导体、现代起亚、雷克萨斯等多个顶级制造企业合作。

在数字孪生领域,Unity具备六大优势

数字线程是数字孪生的核心技术之一,数字线程提升了数字孪生产品生命周期的数据集成能力。基于统一的数据表达和Unity框架,Unity 可以定制出产品生命周期内不同阶段的不同应用,保证了数据的一致性。Unity还是一个开放的平台,不同行业、不同领域的数据能够很好的集成进入系统。更重要的是,Unity基于组件的开发模式,降低了其它领域参与的难度。Unity在数字线程技术中心作为中间桥梁,连接机械设备与工业互联网平台,将收集的机械数据存储,同时也连接到工业互联网平台的其他设备。而Unity多平台开发功能,使得设备的运行状态能够在VR、MR等设备上观看,实现更加直观的三维效果,提供数字线程的数据集成体验。

人机交互与建模分析方面主要涉及到虚实映射,这是数字孪生的核心课题之一。Unity平台为此提供了实时渲染、物理引擎、MR等关键技术。Unity支持对原始CAD数据的导入,并可以进行智能的轻量化,在保证目标精度的同时最大程度的提升效率;此外,开发者还可以通过三维扫描方式对真实模型和场景进行数据采集进而导入进Unity平台。针对刚体和运动学仿真,Unity提供精确的物理仿真模拟模型。针对特定领域的模型模拟,Unity提供对第三方仿真建模软件的接口支持。对于动态映射信息,Unity实时接入传感器和控制器的高频信号,对虚拟模型进行状态同步和模型参数的调整。Unity还提供MR工具包,通过增强现实的虚实结合方式给用户提供交互界面和平台。

面向工业行业,Unity提供了各方面的接口和数据支持。支持主流的CAD格式模型导入和轻量化:CATIA、IGES、STEPS、Solidworks、Pro/Engineer、ALIAS、JT、FBX、3dxml、OBJ、DAE、3DS、STL等等。作为通用开发平台,Unity对于主流的网络协议都有标准的模块库方便进行调用,并且在逐步扩大支持工业领域通信协议的范围,目前的工具包中可以支持通用的通信协议例如OPC UA、MQTT、Active_MQ等等,并对主流的控制器例如Siemens、BoschRexroth、Beckhoff、Lenze等等提供直接的通讯支持;Unity还对第三方仿真软件接口和协议标准进行支持,例如ANSYS、Matlab、FMI等等。在Unity现有支持的工业软件和标准协议基础之上,用户更可自定义开发所需要支持的模块以及相应的数据接口。

辅助决策是数字孪生的一个应用场景。Unity能够支持自定义数据解析和数据存储,基于收集的历史数据,可以建立相应的人工智能模型对数据进行分析甚至进行预测,从而影响决策。Unity提供主流机器学习框架(例如TensorFlow等)的框架集成支持,用户可以非常容易的将自己的机器学习模型(例如深度神经网络)连接到Unity的环境中进行训练、测试和部署。

借助广泛的Unity生态圈,Unity及数字孪生的生态合作伙伴目前已经完成和提供了多种完整的产品和解决方案:Unity Reflect面向AEC行业,可将BIM元数据无损传输到实时3D环境,并实现多模异地协作和基于BIM数据的二次开发,在不离开Autodesk Revit、Rhino、SketchUp的前提下完成同一Reflect模型的实时设计变更,并传输到iOS、Android、HTC Vive等多个的终端平台;Prespective是的面向虚拟样机开发的数字孪生方案,支持各种工业动态数据传输以及XR等高级仿真技术,并为数字孪生虚拟样机提供最先进的虚拟测试环境;Interact则为工业AR/VR应用提供场景制作工具集,可广泛用于人体工学仿真、设计评审、制造工艺仿真、培训等场景。我们也欢迎和其他的数字孪生企业进行合作,推出基于Unity的其他的面向垂直行业和领域的解决方案。

Unity除了通过开发者或软件开发商提供各种数字孪生、AR/VR应用和工具外,也为企业客户提供合作开发及技术培训服务。

2021年3月25日 —— 实时3D内容创作与运营平台Unity (NYSE: U) 于近日宣布,与位置数据和技术平台HERE Technologies达成合作协议,将共同使用尖端的实时3D渲染技术合作开发次世代车载HMI。双方的合作还包括可应用于自动驾驶、虚拟仿真、城市规划与数字孪生的次世代定位技术。

为了展现Unity实时3D引擎与HERE定位技术强强联合带来的优势,双方在Unity引擎中使用HERE 3D城市数据开发了一个车载信息娱乐系统(IVI)的概念验证应用。该应用展示了充满未来感的宽屏3D旧金山城市导航体验,充分展现了改进后的全新HMI设计流程带来的变革性潜力。目前,HERE已经绘制了美国、欧洲、亚洲和非洲70多个主要城市的地图,公司的最终目的是绘制出全球的3D地图。

“如今,比起车辆性能或能耗,汽车买家更加关注车辆的交互性。Unity与HERE的合作恰好能满足消费者当下的需求,在Unity及其生态支持的所有平台上都能提供一致性的用户体验,”Unity工业事业部副总裁Julien Faure说道。“通过与HERE这样的行业领军者合作,我们认为Unity将有潜力驱动集车载信息娱乐、沉浸式增强现实及地理空间和多媒体技术为一体的未来汽车用户体验。”

目前汽车行业已有几种专门的HMI开发解决方案,而此次合作将汽车行业级地图数据和服务与先进的实时3D引擎相结合,为行业带来结合地图、信息娱乐系统等高端汽车用户体验的设计研发能力。

“我们与Unity的合作目标是满足消费者对更加炫酷的车载导航体验的需求,” HERE Technologies首席产品官Jorgen Behrens说:“Unity强大的3D渲染引擎能够让HERE 3D城市数据、路线指引与导航以更令人赞叹的形式呈现出来,为驾驶员提供丰富的沉浸式驾控体验。“

与HERE的合作也再次表明了Unity对开发次世代汽车HMI的决心。HERE和Unity的概念验证应用目前已经在高通骁龙处理器上顺利运行。2020年,Unity宣布了与多家HMI生态内公司的合作,其中就包括大陆集团旗下的Elektrobit(EB)和恩智浦半导体。

HERE是全球汽车行业地图数据与位置服务的领先供应商,为智能网联汽车、车载信息娱乐和自动驾驶系统提供端到端解决方案。HERE是一家私营企业,其股东包括全球知名厂商梅赛德斯-奔驰、宝马、奥迪、三菱集团、NTT、英特尔资本、博世、大陆集团、先锋。

关于Unity

Unity (NYSE: U) 是全球领先的实时3D互动内容创作和运营平台。包括游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视动画在内的所有创作者,都能借助Unity将他们的创意变成现实。Unity平台提供一整套完善的软件解决方案,可用于创作、运营和变现任何实时互动的2D和3D内容,支持平台包括手机、平板电脑、PC、游戏主机、增强现实和虚拟现实设备。公司超过1800人规模的研发团队让Unity的技术始终保持在世界前沿,同时紧跟合作伙伴迭代,确保在最新的版本和平台上提供优化支持服务。2020年,基于Unity开发的游戏和体验在全球范围内月均下载量超过50亿次。

关于H ERE Technologies

HERE是一家位置数据和技术平台,借助定位技术来推动个人、企业和城市的前进。我们开放的平台可让用户寻得更好的路途——帮助城市管理基建,帮助企业优化资产,让驾驶员安全到达目的地。 @2019


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