Real-time adaptabilní technologie pro virtuální simulace

Potřeby výroby, výcviku i vizualizace se nepřetržitě mění, vývoj se zrychluje, komplexita projektů roste. Jisté zjednodušení přináší virtualizace - zkoumání a testování ve fyzikálně přesném digitálním prostředí.

Princip fungování virtuálních simulací

Celý proces probíhá v reálném nebo řízeném čase, s reálnými nebo simulovanými vstupními daty a událostmi. Simulace probíhá v digitálním dvojčeti reálného prostředí, a to včetně fyzikálních parametrů. Při simulaci se pracuje s aktuálními vstupy, a její průběh je tedy možné sledovat, stejně jako ovlivňovat datovými a uživatelskými vstupy v reálném čase.

1. Sběr dat v reálném čase

2. Převod dat do pracovní podoby

3. Procesování dat v digitálním prostředí

4. Výstup + napojení na navazující aplikace

API vstup

Napojení na externí řídící systémy a databáze

Uživatelské vstupy

Ruční řízení a nastavení prováděné pracovníky

Modul zpracování dat a vstupů

Převod vstupních a procesních dat do funkční podoby.

Engine

Renderuje simulaci na základě dat a současně získaná data odebírá

3D Virtuální Prostor

3D virtuální prostor replikující skutečné prostředí

Fyzikální výpočetní engine

Specializovaná fyzika pro konkrétní simulaci

Výstup

V požadovaném vizuálním a datovém formátu

Legenda:
  • Modul herního enginu
  • Modul specializovaného řešení

Klíčové prvky simulací ve virtuálním prostoru

Smyslem virtuální simulace je náhrada fyzického prostoru plného komplexity a externalit zjednodušeným digitálním modelem, který však reflektuje veškeré simulaci relevantní vlastnosti reálného světa.

  • Virtuální realita

    Nahrazení reálného prostředí a strojů věrohodnými digitálními kopiemi

  • Real-time procesování

    Sledování a vyhodnocování probíhaných simulací a možnost instantních zásahů do jejich běhu

  • Otevřené prostředí

    Podpora propojení externích služeb a doprogramování vlastních funkcionalit.

  • Matematická verifikace

    Specializované fyzikální enginy procesující výsledky o vysokém stupni přesnosti

Výhody běhu virtuálních simulací

Zásadní výhody vychází z digitálního rozměru simulace → veškeré náležitosti prostředí, produktu i událostí jsou v plné režii potřeb vývojového týmu. Z toho vychází následující:

  • Zvýšená produktivita

    Digitální formát zefektivňuje školení zaměstnanců, vývoje produktů i testování změn ve výrobním procesu.

  • Finanční efektivita

    Zvýšená produktivita dále podporovaná možnostmi neomezeného simulování vede k podstatnému snížení nákladů.

  • Snadná škálovatelnost

    Simulace, testování, výcvik a školení ve virtuální realitě není limitováno většinou fyzických omezení.

  • Otevření nových příležitostí

    Ve VR lze simulovat, testovat, tvořit a ověřovat cokoli v běžném světě finančně extrémně náročné, né-li nemožné.

Používané technologie

Herní enginy

Herní engine je software specializovaný na vývoj 2D a 3D aplikací vyžadujících renderování obrazu v reálném čase. Původní zaměření enginů bylo na hry, dnešní nejpokročilejší enginy jsou již vyvíjeny s ohledem na možnost využití napříč odvětvími - jde o otevřené 3D obsahové platformy.

Unreal Engine

Unreal Engine je herní engine vyvíjený společností Epic Games. Počátky vývoje spadají do roku 1995.

Zjistit více

Unity Engine

Unity Engine je herní engine vyvíjený společností Unity Technologies. První verze enginu byla vydána v roce 2005.

Zjistit více

Dvojice zmíněných herních enginů vznikala s rozdílným cílem, z čehož historicky vycházeli vzájemné rozdíly. Ty se postupem času ztrácí. Dnes je možné použít oba herní enginy napříč vývojem nejrůznějších produktů, stále však drobné rozdíly existují. Srovnání obou herních enginů jsme srovnali v článku Unreal vs Unity - srovnání áčkových herních enginů.

Fyzikální enginy

Fyzikální enginy se starají o maximální realistickou replikaci chování těles a prostředí přepočítávaného v maximální možné frekvenci.

Obecná fyzika

Základní fyzika nativně implementovaná v herním enginu. Je vhodná pro nenáročné simulace, kdy chování jednotlivých předmětů není případem zkoumání.

Algoryx

Simulační fyzika od Algoryx Simulation AB, s počátkem vývoje v roce 2007 na Umeå Univerzitě ve Švédsku. Vedle implementace v simulačním softwaru Ansys SpaceClaim je nyní dostupná i pro herní enginy Unity a Unreal.

Zjistit více

Prespective

Simulační fyzika od Holandského vývojáře Unit040. Počátky vývoje sahají do roku 2006. Zaměření fyziky je především na digital-twin aplikace.

Zjistit více

Databáze

Databáze slouží k uchovávání a rychlé správě a filtrování velkého objemu dat.

MySql

Open-source relační SQL databáze.

MongoDB

NoSQL databázový systém pracující s dokumentovým formátem na bázi JSON.

Webové rozhraní

Webové rozhraní slouží pro jednoduchou správu a prezentaci napříč zařízeními.

Webpack

JavaScript module bundler

Stylus

Stylesheet preprocessor

AMP Framework

Accelerated mobile pages

PWA

Progressive Web app

Serverové aplikace

Serverové (back-end) technologie

Express JS

Framework pro tvorbu webových aplikací a APIs rozhraní

Další softwary

FlexSim

All-in-one Simulační software

Zjistit více

Ansys

Engineering Simulační software

Přehled softwarů

Vyjma využívaných nástrojů sledujeme rovněž alternativy.

Konzultace využitelnosti

Zjistěte, zda a jak vám virtuální simulace mohou pomoci.

Rezervovat schůzku