1 千米地球数字 Twins 对工业制造的意义

高分辨率地球建模不仅适用于气候科学。它为制造商敲响了警钟，要求他们认真对待结构化产品数据和模拟就绪组件。

 

一个研究小组刚刚完成了一件过去只存在于科幻小说中的事情：整个地球系统的数字模拟。这包括大气、海洋、陆地、植被和生物地球化学，全部以 1.25 公里的分辨率运行。而且，他们并不只是按下 "模拟 "键几个小时。这种设置在现实世界中每一天的模拟天数超过 145 天。这远远超出了气候科学的范畴。

 

对于工程师、设计师和制造商来说，这是一个路标，指明了当海量数据、可扩展建模和多领域系统结合在一起时可能实现的目标。它还说明了为什么精确、标准化和易于访问的组件数据并不是一个可有可无的东西。它是不久的将来数字系统的基线。

 

该项目由马克斯-普朗克气象研究所（Max Planck Institute for Meteorology）领导，在一些世界上最先进的基于 GPU 的系统上运行，包括德国的 JUPITER 和瑞士的 Alps。研究小组利用 ICON 模型模拟了整个地球系统，其粒度刚刚超过一公里。这使他们能够以前所未有的逼真度捕捉到能量、水和碳在大气、陆地和海洋中的物理流动。技术论文全文可在arXiv.org 上查阅。

 

以前的地球全球模拟要么过于粗糙，无法捕捉局部事件，要么过于孤立。有的只模拟大气层，有的只模拟海洋。这个项目把所有东西都连接在一起。它是局部粒度的完整地球系统。

 

以下是他们的成果：

• 跟踪了超过一万亿个物理变量
• 以 1.25 千米的网格间距建模，大致相当于一个城市街区的大小
• 完全交互式碳、水和能量循环
• 使用 Grace Hopper GH200 超级芯片，在 20,480 个 GPU 上运行

 

模拟的结果是对当地风力、洋流、植被生长和碳交换进行了详细说明。这就像建立一个地球的 CAD 模型，只不过你追踪的不是螺栓和支架，而是塔斯马尼亚海岸的雷暴和二氧化碳。

 

你可能不会对洋流进行建模。但如果您从事的业务是创建或供应数字系统中的元件，从风力涡轮机的轴承到海洋电子设备的外壳，那么您就是这个日益依赖高分辨率模拟和长远规划的世界的一部分。

 

这一全球模型指出了几个现实问题：

• 可互操作的数字模型将成为各行业的标准
• 规模数据只有在结构化和准确的情况下才有价值
• 仿真驱动的设计正在向航空航天和汽车以外的领域扩展

 

推动地球模拟的原理同样适用于工程工作流程。eCATALOG 3Dfindit为制造商提供了发布 CAD 就绪产品数据的基础设施，这些数据可直接用于这些环境。从数字孪生到 BIM，再到生产车间模拟，这些基础工作已经开始。

 

地球模拟不仅仅是气候科学的胜利。它预示着未来的发展方向。实时、全细节数字建模开始在全球范围内运行。拥有 CAD 原生结构化产品数据的制造商将不仅仅是可搜索的。他们将为接下来的一切做好准备。