Multisectorial

AVEVA Immersive Twin ayuda a a las fábricas de IA a disponer de más capacidad de computación por vatio

AVEVA

Objetivo

Diseñar fábricas de IA es complejo y optimizar su uso y eficiencia energéticos es crucial. AVEVA, parte de Schneider Electric, está llevando su software de ingeniería industrial a las fábricas de IA con NVIDIA Omniverse y NVIDIA DSX Sim, parte de la plataforma NVIDIA DSX AI Factory. Basándose en los activos de equipos de NVIDIA Omniverse DSX Blueprint y SimReady, AVEVA conecta los datos de equipos con solucionadores de refrigeración, energía y procesos. Su aplicación admite los flujos de trabajo de DSX Sim, ayudando a los equipos de ingeniería a evaluar conjuntamente las configuraciones de TI y de las instalaciones antes de realizar cambios físicos, y a encontrar oportunidades para liberar energía para la IA.

Cliente

Nscale, Start Campus

Partner

AVEVA, parte de Schneider Electric

Tema

Simulación/Modelado/Diseño

Principales conclusiones

  • Más potencia para cargas de trabajo de IA: gracias a la aplicación de gemelos digitales de AVEVA, los ingenieros pueden evaluar escenarios de refrigeración, energía y procesos para identificar oportunidades y aprovechar al máximo el presupuesto energético de las instalaciones para la computación con IA.
  • Cambios en equipos de menor riesgo: los equipos pueden evaluar los cambios en los equipos de TI y las instalaciones en un gemelo digital desarrollado en OpenUSD y NVIDIA Omniverse, utilizando activos de SimReady, antes de realizar cambios físicos.
  • Análisis de ingeniería en un solo lugar: el gemelo comparte datos de equipos con solucionadores de refrigeración, energía y procesos, y está diseñado para adaptarse a solucionadores de terceros que elige el cliente.

Combinación de la simulación de refrigeración, energía y procesos en un gemelo digital

El análisis de refrigeración, energía y procesos a menudo implica solucionadores especializados, y mover datos entre herramientas independientes hace que las transferencias sean más difíciles. Los equipos de ingeniería también es posible que tengan solucionadores en los que ya confían. Schneider Electric EcoStruxure IT Design CFD, por ejemplo, modela el flujo de aire dentro de la sala de datos; ampliar el análisis fuera del edificio requiere capacidades adicionales.

El gemelo inmersivo de AVEVA vincula estas herramientas. Mantiene una ontología (un mapa que vincula los equipos en el escenario de OpenUSD con solucionadores de ingeniería y datos de medición) y combina esa información en el gemelo. En lo que respecta al diseño, la solución se basa en los flujos de trabajo y las herramientas de ingeniería existentes, y se integra con soluciones de creación como AVEVA Unified Engineering para generar la escena OpenUSD. La ontología y el modelo de datos se pueden definir y rastrear como una única fuente de verdad dentro de la solución o gestionarse a través de conexiones a sistemas externos, como AVEVA Asset Information Management. 

En lo que respecta a la simulación, la solución se conecta con EcoStruxure IT Design CFD de Schneider Electric, ETAP para la simulación eléctrica y AVEVA Process Simulation. La arquitectura también está diseñada para admitir solucionadores de terceros seleccionados por el cliente. La conectividad de datos es ampliable de forma similar: gracias a NVIDIA DSX Exchange™, los equipos pueden integrar una amplia gama de fuentes de datos y, a continuación, almacenar, seleccionar y alinear estas fuentes en sistemas como AVEVA PI.

La aplicación se renderiza en las GPU NVIDIA RTX y se transmite a un navegador web utilizando la capacidad de transmisión por streaming de WebRTC de Omniverse. Se puede implementar y escalar en las instalaciones o en la infraestructura en la nube con las GPU NVIDIA RTX.

Para acelerar el desarrollo a la vez que mantenía la calidad, AVEVA combinó la codificación asistida por IA con una arquitectura modular OpenUSD, CI/CD, revisiones de código y pruebas automatizadas. La empresa atribuye al NVIDIA Omniverse DSX Blueprint el haber acelerado significativamente sus esfuerzos para abordar un nuevo mercado. El equipo utilizó herramientas de IA para crear la estructura del código de integración de Omniverse y generar casos de prueba iniciales. Este mismo enfoque ayudó al equipo a identificar algunos de los cálculos más exigentes de la ventana gráfica y a descargarlos en la GPU. AVEVA afirma que estos cambios mejoraron significativamente la capacidad de respuesta de la ventana de visualización y el rendimiento general. Según AVEVA, la asistencia basada en la inteligencia artificial también ayuda al equipo a convertir los comentarios de los clientes en prototipos rápidos y en ciclos de validación ágiles. AVEVA pasó de su taller inicial a un prototipo de trabajo en cuatro semanas.

En solo seis meses, un AVEVA Tiger Team produjo el primer MVP de gemelos inmersivos de extremo a extremo. Combina la composición de escenas de OpenUSD, un centro de integración y orquestación extensible, y seis integraciones representativas de solucionadores y fuentes de datos. Mediante prácticas de ingeniería de alta velocidad, incluido el desarrollo asistido por IA, el equipo convirtió rápidamente una visión ambiciosa en una solución integrada y funcional, sentando las bases arquitectónicas para su implantación en la empresa, con trazabilidad, extensibilidad y una ruta clara hacia la producción.

«Con NVIDIA Omniverse y OpenUSD, ayudamos a los clientes a gestionar el ciclo de vida completo de los proyectos de fábricas de IA, desde el diseño hasta la optimización, unificando los datos de equipos y la simulación de ingeniería en un solo gemelo digital inmersivo. Los equipos pueden evaluar TI, energía y refrigeración junto con sus solucionadores preferidos, validar los cambios antes de la implementación y reducir drásticamente los plazos de los proyectos».

Arti Garg,
jefa de tecnología de AVEVA

AVEVA

Gemelo digital de fábrica de IA que muestra simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD), con líneas de flujo de aire codificadas por colores alrededor de los racks de servidores para evaluar el rendimiento de la refrigeración.

Planificación de actualizaciones de TI e instalaciones con activos de SimReady

Una actualización de TI puede cambiar los requisitos de energía y refrigeración de una instalación, por lo que los equipos deben evaluar conjuntamente los equipos de TI y los de la instalación. La información sobre servidores individuales se encuentra en sistemas independientes, incluidas las herramientas de gestión de infraestructura de centros de datos (DCIM) y los gestores de clústeres, lo que dificulta conectar la actividad de TI con el equipo físico que la sustenta.

El gemelo digital de AVEVA combina los equipos de TI y de instalaciones en un solo modelo. Para un proyecto piloto con Nscale y Start Campus en un centro de datos de Portugal, el equipo importó el diseño del edificio del centro y lo llenó de activos de SimReady: modelos de equipos 3D que tienen propiedades de ingeniería. La aplicación utiliza Omniverse Fabric para incorporar recursos a la escena. El software de AVEVA lee automáticamente sus propiedades disponibles a partir de archivos de activos validados almacenados en la nube y rellena las listas de racks y componentes. La aplicación está diseñada para adaptarse a los activos de SimReady de varios proveedores de equipos.

Los ingenieros pueden cambiar las configuraciones de rack, editar los parámetros de los equipos, guardar y realizar un seguimiento de escenarios. AVEVA está creando escenarios en los que los ingenieros modelan una actualización de TI, evalúan su efecto en los requisitos de refrigeración y prueban si un cambio en el equipo de la instalación, como una nueva unidad de distribución de refrigerante (CDU), puede cumplir esos requisitos.

Cada servidor del modelo también está estructurado para vincularse a metadatos y datos en tiempo real de sistemas de TI. Este mapeo está diseñado para ayudar a los usuarios de TI a ubicar trabajos en ejecución en el mismo modelo que los ingenieros de instalaciones utilizan para planificar las actualizaciones.

Para una actualización de TI que aumenta la densidad de energía del rack, el gemelo digital de AVEVA permite a los equipos probar cambios en el rack y las instalaciones en un modelo trazable, y ejecutar simulaciones de energía y refrigeración que aprovechan los atributos de ingeniería de SimReady para obtener una retroalimentación rápida. Al rellenar automáticamente la escena con activos de SimReady validados, los equipos pueden reducir la configuración de días a horas e iterar cada nueva configuración en minutos o unas pocas horas, en comparación con los ciclos de varios días que requieren los flujos de trabajo tradicionales y desconectados.

Esos cambios en el equipo también afectan a los requisitos de energía y refrigeración de las instalaciones.

AVEVA

Optimización del uso de energía en las fábricas de IA con simulación de refrigeración

Todas las fábricas de IA funcionan con un nivel de energía establecido. Un diseño de refrigeración ineficiente puede desviar la energía de la computación de IA, lo que limita la utilización de la GPU y la eficiencia general. El reto consiste en reducir la potencia de refrigeración sin que los equipos superen sus límites de temperatura.

AVEVA aborda este problema con un optimizador de refrigeración integrado en su aplicación de gemelos digitales, desarrollada con NVIDIA Omniverse y OpenUSD. La aplicación utiliza el SDK de Omniverse Kit para su interfaz 3D. Al trabajar a partir del diseño actual de la sala de datos, el optimizador mantiene constante la carga de TI y ajusta la temperatura del refrigerante en las CDU en la simulación. Los ingenieros pueden ver cómo responden las temperaturas en función de sus objetivos en una vista animada, revisar paneles de control detallados y aplicar el mismo análisis a escenarios de entrenamiento, inferencia y cargas de trabajo de ráfagas.

El optimizador está diseñado para ayudar a los ingenieros a identificar los ajustes de refrigeración que reducen el consumo necesario de la pared del ventilador y la CDU, a la vez que cumplen los objetivos de temperatura, lo que podría hacer que haya más energía disponible para cargas de trabajo de IA con el mismo consumo energético de la instalación.

Cuando cambian los equipos de TI, también lo hacen las exigencias de la infraestructura de refrigeración, lo que convierte la configuración de equipos en otra parte importante del flujo de trabajo de ingeniería.

AVEVA

Ampliar los gemelos digitales de fábricas de IA con más solucionadores y agentes de IA

A medida que la solución vaya más allá de su equipo de desarrollo inicial, AVEVA tiene previsto incorporar más solucionadores y herramientas analíticas de terceros. También prevé el uso de agentes de IA para facilitar la interacción y el análisis de usuarios en solucionadores conectados. Estas extensiones se basarían en su gemelo digital basado en OpenUSD, que combina datos de equipos y simulación de ingeniería en una sola vista.

Cree gemelos digitales de fábricas de IA que conecten datos de ingeniería y operativos con simulación utilizando OpenUSD y NVIDIA Omniverse.

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