環旭電子基于 Omniverse 與 RTX GPU 實現工廠級數字孿生系統技術驗證

在全球電子制造行業加速向數字化、智能化轉型的背景下，企業正面臨產線柔性化、運營透明化與決策實時化的多重需求。環旭電子股份有限公司（下稱“環旭電子”）是電子設計制造服務的領先廠商，長期致力于推動關燈工廠建設，并已構建起涵蓋 IoT 數據采集、大數據分析及可視化看板的數字化基礎。

為進一步探索提升產線可視化與異常響應效率的技術路徑，環旭電子開展了基于 NVIDIA Omniverse、OpenUSD 及 NVIDIA RTX 5000 Ada GPU 的概念驗證項目。該項目整合多源模型與實時運行數據，構建了高保真、可交互的工廠級數字孿生系統。借助 NVIDIA 提供的實時渲染與協作能力，環旭電子實現了從靜態模型展示到動態生產仿真的技術驗證，探索初步展現了提高升產線運營效率與管理決策及時性的潛力，為實現更高水平的智能化生產夯實技術基礎。

關燈工廠背后的多重挑戰

在關燈工廠逐步推進的過程中，環旭電子雖已部署 IoT 數據采集平臺、大數據分析平臺及 Dashboard，但產線異常仍依賴郵件、短信通知工程師，再由工程師人工切換至各個平臺逐項排查根因，整個過程分散、耗時且過度依賴個人經驗。

除此之外，環旭電子早期采用 WebGL+前端渲染的方式，將模型轉換為 glTF 格式后在網頁中展示。該方式渲染效果差、模型靜態化、二次修改困難，難以滿足日益復雜的生產可視化需求。不僅轉換周期長、渲染效果有限，且模型一旦導入便呈靜態，難以隨工藝調整快速迭代；同時，前端渲染對本地GPU配置要求高，普通終端難以流暢加載工廠級場景，系統擴展性與用戶體驗均受到制約。

上述瓶頸使得生產狀態難以實時、直觀地呈現，阻礙了關燈工廠在異常響應、工藝優化與跨部門協同方面的進一步提升。

NVIDIA Omniverse 與 RTX GPU 助力數字孿生升級

為解決傳統展示方式的諸多問題，環旭電子引入了 NVIDIA Omniverse 和 RTX 5000 Ada GPU。Omniverse 的健全軟件生態和 USD 格式支持，使得模型能夠從不同仿真模擬軟件中快速導入，大大提高了數據整合與處理效率。其實時高保真渲染能力，能夠 1：1 還原生產線，為生產管理人員提供了沉浸式的觀察體驗，解決了傳統 WebGL 展示方式渲染效果差、模型靜態化的問題。借助 Omniverse 的實時物理仿真能力，可以測試 AGV 運動和碰撞情況，確保生產流程的順暢和安全。通過開發自定義 Omniverse Extension，結合公司自研的 IoT 層，環旭電子實現了設備運行狀態、機器人手臂動作以及 AGV 運動與任務執行的實時映射，讓數字孿生模型動態反映生產現場的真實情況。

此外，用戶能夠在 Omniverse 中借助 WebRTC 推流，將渲染結果實時傳輸至前端，用戶無需高性能設備即可訪問工廠級孿生場景，降低了用戶端的資源開銷和訪問門檻。同時，將 Omniverse 與公司自研的數據分析功能結合，實現了從物理設備到數字孿生的全鏈路映射和智能生產分析，提升了管理與決策效率。

從靜態展示到實時智能孿生的跨越

借助 NVIDIA Omniverse 和 RTX 5000 Ada GPU，環旭電子在其數字孿生項目中實現了從傳統靜態 3D 展示到實時智能孿生的跨越：

• 渲染效果躍升：模型二次修改時間從過去的 4-6 小時壓縮到 30 分鐘以內，開發維護人力節省 40%。這不僅提高了工作效率，還降低了項目成本，模型二次修改靈活，減少開發與維護工時。
• 用戶體驗優化：WebRTC 零客戶端方案讓終端 GPU 配置成本大大降低，用戶無需高性能設備即可實時訪問工廠級孿生場景。
• 管理決策效率提升：管理者通過高逼真、沉浸式的工廠級數字孿生，能夠快速定位生產瓶頸，優化工藝流程，提高管理效率和決策的準確性。

通過 NVIDIA Omniverse、OpenUSD 與 RTX GPU 的技術賦能，環旭電子在“關燈工廠”數字化升級的探索中更上一層樓，完成從物理設備到數字孿生的全鏈路映射和智能生產分析、從傳統靜態 3D 展示到實時智能孿生的技術驗證，為實現更高水平的智能化生產夯實了技術基礎。