KEM Konstruktion 04.2023
TRENDS » Interview » Produktentwicklung/Kollaboration Mit der Plattform Omniverse will Nvidia industrielle Metaversen ermöglichen „KI in virtuellen Welten trainieren und industrielle Prozesse optimieren“ IM INTERVIEW Ludwig von Reiche, Kollaboration im Engineering war bereits mit Einführung des Product Lifecycle Geschäftsführer, Managements zu Beginn der 2000er Jahre ein wichtiges Thema, parallel entstand Nvidia GmbH, Berlin die Idee des Second Life. Mit den technischen Möglichkeiten der 20er Jahre bringen Digitalisierung und Künstliche Intelligenz (KI) das Thema zurück – jetzt als Metaverse. Eine Voraussetzung ist weiter entscheidend: der Einsatz offener Standards. Interview: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion KEM Konstruktion: Mit der Plattform Omniverse lassen sich Metaverse-Anwendungen erstellen und betreiben – wollen Sie uns kurz erläutern, wo Sie Einsatzmöglichkeiten im industriellen Bereich sehen und welche Vorteile sich ergeben? Ludwig von Reiche (Nvidia): Anwendungsmöglicheiten für ein industrielles Metaverse finden sich überall. Gerade im technischen Bereich sehen wir eine Perspektive für Fertigungsunternehmen, ihre Produktivität auf diese Weise nachhaltig zu steigern. Entwicklungszyklen können deutlich verkürzt werden. Im Vordergrund steht dabei immer, kollaborativ an Objekten zu arbeiten – so intuitiv und produktiv wie möglich. Über unsere Plattform Omniverse lassen sich Medien aller Art auf beliebigen Endgeräten nutzen und bearbeiten – und so 3D-Design und Zusammenarbeit beschleunigen. Die Anwendung setzt also nicht zwingend ein Head-mounted Display, sprich eine VR-Brille voraus – auch wenn das in manchen Anwendungen sicherlich sehr zweckmäßig ist. Gerade im industriellen Bereich ist es zudem wichtig, den Zugang zum Metaversum kontrollieren zu können. Es gibt also nicht nur ein allumfassendes Metaversum, sondern viele spezifische nebeneinander. Das ermöglicht es, je nach Aufgabenstellung nur Mitarbeitenden des Unternehmens selbst oder eben auch Bild: Nvidia Geschäftspartnern und Zulieferern den Zugriff zu erlauben. All diese verschiedenen Metaverse-Anwendungen lassen sich mit Omniverse leicht umzusetzen. Damit das gelingt, setzen wir wo immer möglich auf Standardtechnologien – nur so kann der Einsatz von Metaverse-Anwendungen einfach, schnell und breit erfolgen. Ein Beispiel für solch einen offenen Standard ist die Beschreibung der Umgebung mittels Universal Scene Description (USD). KEM Konstruktion: Wollen Sie das etwas näher ausführen? von Reiche: USD ermöglicht es, eine dreidimensionale Szene mit allen Komponenten darin darzustellen. Der aus dem Filmbereich kommende Standard wurde von Pixar entwickelt und findet heute bereits Einsatz auch bei CAD-Anwendungen und in der Robotik. In ähnlicher Weise erlaubt die »Unsere Plattform Omniverse bietet die Möglichkeit, verschiedene Metaverse-Anwendungen leicht umzusetzen. Damit das gelingt, setzen wir wo möglich auf Stan dard - technologien wie USD.« Ludwig von Reiche, Geschäftsführer, Nvidia GmbH, Berlin Material Definition Language (MDL) die Beschreibung von Materialien – ein einheit licher Standard, der aber alle Facetten verschiedener Werkstoffe umfasst. Neben Farben lassen sich so Strukturen einer Oberfläche erfassen – oder auch die Interaktion mit der Beleuchtung. In diesem Sinne kann über unsere Plattform Omniverse unterschiedlichste Software und zum Teil auch Hardware verwendet werden, um ein industrielles Metaversum aufzubauen. Vergleichen lässt sich das mit dem CAD-Bereich, in dem beispielsweise Motor-Komponenten aus CAD-System A in einer Karosserie in System B eingesetzt werden können. Das zeigt, wie wichtig das Thema Offenheit an dieser Stelle ist – nur so lassen sich Datensätze zusammenführen, die mit unterschiedlichen Software- Werkzeugen erzeugt wurden. Nicht zuletzt einer der Gründe dafür, warum Siemens unsere Plattform einsetzt. 26 KEM Konstruktion » 04 | 2023
Bild: Nvidia Globale Zusammenarbeit wird im Metaversum deutlich leichter. Und mit Omniverse Cloud ist die Nutzung auch an der Edge möglich. KEM Konstruktion: Sie meinen die Verknüpfung der Engineering-Plattform Xcelerator von Siemens mit Omniverse? von Reiche: Genau – Ziel ist hier, ein industrielles Metaversum zu schaffen, in dem physikalisch gestützte, digitale Zwillinge von Siemens mit den Möglichkeiten der Echtzeit-KI von Nvidia kombiniert werden können. Unternehmen soll dies ermöglichen, bessere und schnellere Entscheidungen zu treffen, so Roland Busch, Vorstandsvorsitzender der Siemens AG und Jensen Huang, Gründer und CEO von Nvidia, bei der Bekanntgabe der Partnerschaft Mitte 2022. KEM Konstruktion: Und die Künstliche Intellienz (KI) profitiert dabei von den OVX-Systeme von Nvidia bieten die Leistung, die für die Erstellung und den Betrieb physikalisch exakter, KI-fähiger Metaversum- Welten in Echtzeit erforderlich ist. Bild: Nvidia ‚Grafikkarten‘, für die man Nividia ja ursprünglich kennt? von Reiche: Das, was man früher Grafikkarten nannte, sind heute sehr komplexe, hochintegrierte Prozessoren. Unsere OVX- Systeme etwa ermöglichen den Betrieb KIfähiger Metaversum-Welten in Echtzeit. Den grundlegenden Baustein dieser Systeme bildet die Kombination aus acht L40-GPUs und drei ConnectX-7-Netzwerkadaptern mit erstklassigen CPUs und superschnellem NVMe-Speicher auf dem OVX- Server. Zusammen mit Omniverse Enter - prise bietet OVX damit eine skalierbare End-to-End-Plattform zum Verbinden, Erstellen und Simulieren von 3D-Anwendungen und virtuellen Welten. Diese Rechenleistung kommt letztlich allen Anwendungen zugute. Von der Plattform Omniverse profitieren sowohl Designer, die digitalen Content mit verschiedenen 3D-Tools erstellen, als auch Entwickler, die KI in virtuellen Welten trainieren oder über Simulationen mit digitalen Zwillingen industrielle Prozesse optimieren. KEM Konstruktion: Können Sie ein Beispiel nennen? von Reiche: Nehmen wir etwa die Entwicklung des autonomen Fahrens. Ohne Zweifel spielen dabei echte Szenarien auf der Straße eine wichtige Rolle. Doch das Training der Systeme kann und muss digital unterstützt werden. Über animierte Szenen, basierend auf real gefilmten, lassen sich die Systeme, die schlussendlich im Fahrzeug implementiert werden, mit Lernmaterial versorgen und trainieren. Das lässt sich auf viele KI-gestützte Vorgänge übertragen. Ein anderes Beispiel ergibt sich aus der Nutzung der Daten, die heute bereits in einer Fertigungsanlage anfallen. Gerade solche Echtzeitdaten bieten in der Kombina - tion mit digitalen Modellen – eben den digitalen Zwillingen – die Chance, die Fertigung zu optimieren. Solche Feedback- Schleifen sind bislang noch nicht sehr verbreitet, auch wenn hier das Potential der Digitalisierung liegt. Auch bei der Datenaufnahme – sprich der Sensorik – macht sich übrigens die Miniaturisierung auf Prozessorebene bemerkbar, die wir insbesondere in den letzten 20 Jahren vorangetrieben haben. Erst mit möglichst stromsparenden, physikalisch kleinen Einheiten lassen sich ‚an der Edge‘ Daten erfassen und vorverarbeiten. So entstand unsere Plattform Isaac für die Robotik. www.nvidia.com INFO Weitere Infos zur Nvidia - Omnivers-Plattform: hier.pro/1EEdf KEM Konstruktion » 04 | 2023 27
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Bild: Nvidia<br />
Globale Zusammenarbeit wird im Metaversum deutlich leichter. Und mit Omniverse Cloud ist die Nutzung auch an der Edge möglich.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie meinen die Verknüpfung<br />
der Engineering-Plattform<br />
Xcelerator von Siemens mit Omniverse?<br />
von Reiche: Genau – Ziel ist hier, ein industrielles<br />
Metaversum zu schaffen, in dem<br />
physikalisch gestützte, digitale Zwillinge<br />
von Siemens mit den Möglichkeiten der<br />
Echtzeit-KI von Nvidia kombiniert werden<br />
können. Unternehmen soll dies ermöglichen,<br />
bessere und schnellere Entscheidungen<br />
zu treffen, so Roland Busch, Vorstandsvorsitzender<br />
der Siemens AG und Jensen<br />
Huang, Gründer und CEO von Nvidia, bei<br />
der Bekanntgabe der Partnerschaft Mitte<br />
2022.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Und die Künstliche<br />
Intellienz (KI) profitiert dabei von den<br />
OVX-Systeme von Nvidia bieten die Leistung,<br />
die für die Erstellung und den Betrieb physikalisch<br />
exakter, KI-fähiger Metaversum-<br />
Welten in Echtzeit erforderlich ist.<br />
Bild: Nvidia<br />
‚Grafikkarten‘, für die man Nividia ja<br />
ursprünglich kennt?<br />
von Reiche: Das, was man früher Grafikkarten<br />
nannte, sind heute sehr komplexe,<br />
hochintegrierte Prozessoren. Unsere OVX-<br />
Systeme etwa ermöglichen den Betrieb KIfähiger<br />
Metaversum-Welten in Echtzeit.<br />
Den grundlegenden Baustein dieser Systeme<br />
bildet die Kombination aus acht<br />
L40-GPUs und drei ConnectX-7-Netzwerkadaptern<br />
mit erstklassigen CPUs und superschnellem<br />
NVMe-Speicher auf dem OVX-<br />
Server. Zusammen mit Omniverse Enter -<br />
prise bietet OVX damit eine skalierbare<br />
End-to-End-Plattform zum Verbinden, Erstellen<br />
und Simulieren von 3D-Anwendungen<br />
und virtuellen Welten.<br />
Diese Rechenleistung kommt letztlich allen<br />
Anwendungen zugute. Von der Plattform<br />
Omniverse profitieren sowohl Designer, die<br />
digitalen Content mit verschiedenen<br />
3D-Tools erstellen, als auch Entwickler, die<br />
KI in virtuellen Welten trainieren oder über<br />
Simulationen mit digitalen Zwillingen<br />
industrielle Prozesse optimieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie ein Beispiel<br />
nennen?<br />
von Reiche: Nehmen wir etwa die Entwicklung<br />
des autonomen Fahrens. Ohne<br />
Zweifel spielen dabei echte Szenarien auf<br />
der Straße eine wichtige Rolle. Doch das<br />
Training der Systeme kann und muss digital<br />
unterstützt werden. Über animierte Szenen,<br />
basierend auf real gefilmten, lassen sich die<br />
Systeme, die schlussendlich im Fahrzeug<br />
implementiert werden, mit Lernmaterial<br />
versorgen und trainieren. Das lässt sich auf<br />
viele KI-gestützte Vorgänge übertragen.<br />
Ein anderes Beispiel ergibt sich aus der<br />
Nutzung der Daten, die heute bereits in einer<br />
Fertigungsanlage anfallen. Gerade solche<br />
Echtzeitdaten bieten in der Kombina -<br />
tion mit digitalen Modellen – eben den<br />
digitalen Zwillingen – die Chance, die Fertigung<br />
zu optimieren. Solche Feedback-<br />
Schleifen sind bislang noch nicht sehr verbreitet,<br />
auch wenn hier das Potential der<br />
Digitalisierung liegt.<br />
Auch bei der Datenaufnahme – sprich der<br />
Sensorik – macht sich übrigens die Miniaturisierung<br />
auf Prozessorebene bemerkbar,<br />
die wir insbesondere in den letzten 20 Jahren<br />
vorangetrieben haben. Erst mit möglichst<br />
stromsparenden, physikalisch kleinen<br />
Einheiten lassen sich ‚an der Edge‘ Daten<br />
erfassen und vorverarbeiten. So entstand<br />
unsere Plattform Isaac für die Robotik.<br />
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