AI 工廠仿真
借助 AI 工廠仿真,企業可在建設前測試并驗證供電與制冷設計,確保系統容量、布局和協同關系符合要求。避免代價高昂的返工和基礎設施限制。

借助 AI 賦能的數字孿生,團隊可以在施工開始前盡早評估電氣容量、熱行為、氣流組織和控制策略。通過運行各種假設場景,企業可以驗證基礎設施安全性、優化容量配置,并為利益相關方和管理層審批提供數據支撐。
相比在整體架構已經確定后再修正問題,提前對 AI 工廠設計進行仿真可以更有效地減少潛在延期,并降低后續增強或改造的成本。
這種方法以 AVEVA 的數字孿生和信息管理能力作為系統級集成層,并通過 OpenUSD 實現設計、工程和運營等多領域互操作。在這一環境中,ETAP 電氣數字孿生可對從電網到機架的供配電行為和故障場景進行建模, 英偉達 Omniverse 提供實時可視化和協作仿真, EcoStruxure? IT Design CFD 則提供精準的氣流與熱分析。

AI 工廠全生命周期數字孿生
借助 OpenUSD 數據中心仿真能力,實現機械、電氣和 IT 控制系統協同,并形成單一和可靠的事實源。
精準電力系統仿真
ETAP 電氣數字孿生可幫助團隊分析保護配合方案、評估故障和電弧風險,并測試開關切換場景。
近實時 CFD 迭代
EcoStruxure IT Design CFD 利用云端 GPU 對氣流和溫度進行可視化分析,并快速迭代布局方案,讓高密度設計決策更加切實可行。AI 工廠常面臨電力容量不清晰、風冷與液冷方案混用、團隊工作流彼此脫節以及審核周期過長等問題,這些問題都可能導致項目延期和高成本返工。
供電穩定性與安全性
AI 集群功耗波動幅度極大,容易帶來穩定性風險。借助 ETAP 和 Omniverse 仿真,團隊可在系統建成前安全測試故障、保護和開關操作場景,從而降低風險。高密度機架冷卻
對于采用風冷與液冷混合方案的高功率機柜,傳統冷卻標準已難以滿足需求。為解決這一問題,快速 CFD 仿真可顯示氣流、溫度變化和熱點。運營團隊協同脫節
機械、電氣和控制團隊往往各自為政,使用的模型也不同。為解決這一問題,運營團隊可利用基于 OpenUSD 的數字孿生,將各團隊統一到同一框架中。審批不及時與高成本變更
設計后期變更成本高昂;如果缺少數據驅動的依據,審批過程也會更耗時。數字孿生可設定明確的運行邊界、告警規則和檢查點,以加快審核并降低調試風險。?仿真可以讓團隊在施工開始前運行運營場景,從而打通設計與運營之間的邊界。一個真正有價值的 AI 工廠模型不只是渲染一個3D 機房;它還要連接幾何結構、工程屬性以及實時或歷史運行數據,使團隊能夠在物理改造成本升高前,測試設備布局、供電行為、氣流、制冷能力、結構限制和工作負載影響。
這一點很重要,因為 AI 工廠的運行接近基礎設施上限。一個很小的設計假設偏差,都可能降低可用的 token 產出、造成電力或制冷容量閑置,或迫使運營團隊采取過于保守的運行余量。其實用價值在于:在設計階段就測試接近實際運行的場景,例如機柜遷移、下一代加速器替換、更高功率密度、不同 CDU 選型、一次回路變更、絕熱冷卻塔假設以及 AI 工作負載配置。
單獨工具可以滿足某個點狀分析需求,但當多個角色需要共享同一設施、資產和運行狀態視圖時,這種方式就會失效。AI 工廠設計需要將 CFD、電力仿真、工程文檔、資產模型、IT 遙測、OT 遙測和運行歷史數據,對齊到同一套物理設備之上。
如果缺少統一的集成層,每款工具都會形成自己的視圖、命名規則和數據模型,團隊就不得不手動對齊資產信息。OpenUSD 提供了連接 3D 幾何模型與多種數據源和求解器的標準化層。施耐德電氣、AVEVA 和 ETAP 已加入 OpenUSD 聯盟 ,共同推動軟件互操作性、工業仿真、協作設計和 AI 基礎設施系統的發展。
Token 產出取決于計算棧內部發生的情況,因此模型需要具備低于機柜層級的可視化能力。CPU使用率、內存使用率、GPU使用率、網絡行為、磁盤活動和工作負載狀態,有助于將 IT 行為與 OT 結果(如功耗、散熱、流量需求和熱風險)關聯起來。
如果只停留在機柜級抽象,就無法判斷是某個具體工作負載、節點還是組件行為正在驅動基礎設施狀態變化。這就是 AI 工廠仿真必須結合 IT 與 OT 數據的原因:設施的價值并不在于讓機房保持低溫,而在于讓昂貴的計算機柜能夠在安全前提下以盡可能高的利用率運行。施耐德電氣與英偉達的參考設計工作,已將 AI 工廠設計與 MaxP、MaxQ 等運行點明確關聯;當功率約束要求優化計算性能時,MaxQ 可實現更高的每瓦 token 產出。
CFD 仿真可針對基準情景和假設情景,測試氣流、溫度、速度、壓力和冷卻行為。實際應用場景很清晰:從基準機房狀態開始,施加更重的 AI 工作負載,或將熱負荷從一個機柜位置轉移到另一個位置,然后通過可視化方式確認冷氣流、制冷容量和氣流組織策略是否仍能支撐該負載。對于風冷或混合冷卻環境,一次假設性調整并不總是需要完全重新布線 或 重新鋪設管路;模型可以調整千瓦級散熱分布,并測試由此產生的熱行為。
電力仿真可以量化故障或維護條件對可用 IT 容量的影響。一個實際場景是:遠程電源面板發生故障,同時另一個組件進入維護模式。仿真可以顯示設施是否仍能維持所需的冗余狀態,以及為了保持 N+1 冗余,需要將 IT 功率限制在什么水平。
這些輸出可以在運營開始之前,用于制定工作負載調度規則、設定功率上限或執行降頻策略。ETAP 電氣數字孿生能力支持先進的電氣系統設計與仿真、動態假設情景分析、實時電氣基礎設施性能跟蹤、能源效率優化、預測性維護,以及基于用電情況的基礎設施規劃。
仿真可以在采購或施工前測試功耗、制冷和結構影響,從而評估將一代 GPU 替換為另一代 GPU 的影響。一個實際示例是:在模型中選擇一個機柜,并測試未來更高密度、更重的平臺,以了解地板、管道尺寸、冷卻回路和電氣基礎設施能否支持這一變化。
這一點很重要,因為 AI 工廠的更新速度快于傳統設施,下一代機柜平臺可能會改變重量、散熱量、管徑、流量要求和功率密度。
對于 AI 工廠而言,仿真正逐漸成為一項實際需求,因為保守假設或設計錯誤的代價過高。如果設施團隊對制冷、供電或冗余裕量缺乏信心,導致高價值機柜只能以 90% 的水平運行,那么運營方就會在整棟建筑中最有價值的資產上損失 token 產能。
AI 工廠需要仿真,因為設施設計、工作負載行為和 利用率 經濟性之間高度耦合。ETAP 電力仿真、CFD、實時遙測和可視化假設情景,可以幫助運營方測試決定 AI 工廠能否安全接近極限運行的條件。基于 OpenUSD 的數字孿生 進一步支持在設計、施工和運營全過程中進行系統級推理,從而解決數據和工具孤島問題。
利用 OpenUSD 擴展基于 AI 的數字孿生
該白皮書闡述了施耐德電氣為何支持 OpenUSD 和英偉達 Omniverse,以在數據中心全生命周期中構建基于 AI 的數字孿生。ETAP 與施耐德電氣推出 AI 電力數字孿生
該新聞稿介紹了 ETAP 與施耐德電氣如何合作推出 AI 工廠數字孿生解決方案,用于電力需求仿真并提升效率。EcoStruxure? IT Design CFD
該概述介紹了基于CFD的數據中心設計軟件,該軟件用于優化布局、氣流、制冷效率和能耗。重塑數據中心與 AI,實現可持續影響
該報告展示了生成式 AI 如何助力構建更高效的系統,同時也說明了它如何推動數據中心能耗激增。
施耐德電氣提供從電網到芯片、從芯片到冷源的綜合數字基礎設施解決方案,為規模化AI算力部署提供全鏈路支持。
經過驗證的 AI 數據中心參考設計(符合 ANSI/IEC 標準)+ 選型指南。
800 伏直流配電架構、機架級供電和彈性供電系統。
面向高密度 AI 工作負載的直接芯片冷卻、浸沒式冷卻和混合冷卻技術。
模塊化方案和數據中心白區模塊。
數據中心基礎設施管理(DCIM)、規劃/建模、告警管理以及 OT 網絡安全。
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