使用OpenUSD在FlexSim中分析、可视化和优化现实世界的流程

在制造和工业企业中，效率和精度至关重要。为了简化操作、降低成本并提高生产力，公司们正在转向数字孪生技术和离散事件模拟。离散事件模拟使制造商能够通过尝试不同的输入和行为来优化流程，这些输入和行为可以逐步建模和测试。

FlexSim 是一家专门从事离散事件模拟的模拟建模软件提供商，它使用户能够在各个行业中分析、可视化和优化现实世界的流程。具备强大的仿真创建和运行工具集，FlexSim被广泛应用于制造、仓储和医疗保健等行业，以改善复杂系统和运营。

最近，FlexSim开发了一个NVIDIA Omniverse Connector，使工程师、设计师和模拟专家能够将FlexSim模型无缝转换为通用场景描述（OpenUSD）格式。

Figure 1. A USD Stage in FlexSim with a conveyor belt that can be used in Omniverse

NVIDIA Omniverse 是一个开发计算平台，使开发者能够基于OpenUSD构建互操作性的3D工作流程和工具。OpenUSD 是一个可扩展的开源框架，用于描述、组合和协作3D世界，最初由Pixar Animation Studios开发。

FlexSim利用Omniverse Connector使用户能够实时可视化他们的仿真模型，使用Omniverse平台的本地RTX渲染器，呈现出逼真的质量，助力决策制定，利益相关者通过交互式3D模型更好地理解复杂系统。

通过最近的FlexSim更新，用户现在可以将3D模型和资产导出到USD，弥合了仿真数据和Omniverse中实时3D可视化之间的差距。

OpenUSD的顺畅数字孪生协作

OpenUSD 在各个领域，包括视觉效果、建筑、设计、机器人和制造等，由于其强大和多才多艺而变得越来越受欢迎。将USD整合到FlexSim的工作流程中带来了一系列优势，不仅使FlexSim团队受益，也使用户从中受益匪浅。

一项重要的优势是其促进的增强协作。FlexSim的Omniverse Connector简化了协作流程，提供了一个平台，多个团队可以在项目的各个方面实时共同工作，创造一个统一的数字孪生环境。这促进了工程师、设计师和模拟专家之间的跨功能沟通和协同。

数据一致性是另一个关键优势。FlexSim模型通常作为复杂工业系统的权威参考。在FlexSim中加入对USD的支持，确保了不仅几何数据的保持，还有重要的仿真元数据。这种数据一致性在设计和仿真阶段保持了准确性，最终提高了决策制定的质量。

此外，采用USD将FlexSim与更广泛的3D设计和工程社区保持一致。CAD软件包越来越多地使用USD作为标准交换格式。这种互操作性简化了数据交换，加速了项目工作流程，改善了与使用这些工具的合作伙伴和客户的协作。

FlexSim的OpenUSD支持还包括在FlexSim中使用USD Stage的能力。USD Stage位于3D对象库的可视区域，作为3D对象的容器，允许用户将OpenUSD资产加载到FlexSim模型中。

开发连接器

为了开发该连接器，FlexSim的开发团队从“Hello World”C++和Python示例开始，该示例是为寻求构建连接器的开发人员提供的一个全面示例。该示例程序在Omniverse Nucleus服务器上创建了一个USD Stage，并演示了各种功能，例如：

• 创建自定义网格并将其添加到舞台上

• 将MDL材质及其纹理上传到Nucleus服务器

• 使用实时更新调整骨骼网格动画数据

Figure 2. A live-sync simulation model in FlexSim and USD Composer

团队随后使用Live Session示例构建了一个Live Session体验，该示例使多个FlexSim用户能够实时协作编辑相同的场景。该示例演示了如何实现多个实时会话功能，包括：

• 将编辑目标设置为.live图层，以便更改会复制到其他客户端

• 在实时会话中显示所有者和连接用户

• 将.live会话中的更改合并回根舞台

Figure 3. Select properties in FlexSim to export to USD

通过实施实时会话，用户可以创建或加入实时会话，实时双向协作编辑USD阶段。这些阶段可以包含来自各种3D软件工具的资产，使跨功能团队能够共同协作编辑相同的场景。

他们还使用了Omniverse CLI来演示如何使用客户库API与Nucleus进行交互。