CFS与英伟达西门子合作开发SPARC数字孪生

核能公司Commonwealth Fusion Systems（CFS）表示，将与芯片制造商英伟达（NVIDIA）和能源技术集团西门子（Siemens）合作，开发其SPARC聚变装置的数字孪生。1月6日，在内华达州拉斯维加斯举行的CES技术展主题演讲中，这些公司宣布，他们的工作将应用人工智能（AI）以及数据和项目管理工具，以加速商业聚变能的实现。

这些集团周二表示，数字孪生将利用西门子Xcelerator工业软件组合的数据，该组合包括用于先进产品工程的Designcenter NX，以及Teamcenter产品生命周期管理（PLM）工具。CFS使用这些工具来创建、分类和处理机器设计与装配。根据这些公司的说法，这些设计和装配随后可用于CFS的建模和仿真工作流程，包括集成人工智能工具。

[图片：这是SPARC数字孪生的渲染图。来源：Commonwealth Fusion Systems]

CFS首席执行官Bob Mumgaard在与西门子首席执行官Roland Busch和英伟达首席执行官黄仁勋（Jensen Huang）一同出席CES时，谈到了他公司的工作。Mumgaard表示，CFS将使用英伟达Omniverse库和OpenUSD，将数据与经典和人工智能驱动的物理模型集成，以创建SPARC的数字孪生。SPARC的虚拟副本将为CFS提供一种运行仿真、测试假设以及更快速地将机器实验结果与仿真进行比较的方法。官员们表示，能够快速分析数据并改进功能，将加速CFS商业化聚变能的努力。

科技巨头谷歌已经同意从CFS计划在弗吉尼亚州建设的电站购买电力。CFS成立于2018年，从麻省理工学院（MIT）分离出来，已筹集近30亿美元资金。该公司在最新一轮融资中筹集了8.63亿美元，并得到了英伟达风险投资部门NVentures的支持。

聚变能一直获得支持者，包括科技公司，它们将聚变视为能源密集型数据中心供电的一种方式。谷歌还支持了总部位于加利福尼亚州的TAE Technologies，该公司上个月与Trump Media & Technology Group以60亿美元的交易合并。

将数年压缩为数周

“通过使用英伟达和西门子开发的数字基础设施，CFS将能够将多年的手动实验压缩为数周的虚拟优化，”共同创立总部位于马萨诸塞州的CFS的Mumgaard说。“通过这次合作，我们展示了人工智能和集成数字工程如何加速从设计到电网供电的进程。这将使我们能够改变在商业化聚变竞赛中建造和运行聚变装置的方式。”

英伟达Omniverse和仿真技术副总裁Rev Lebaredian表示：“实现商业聚变要求我们仿真和解决极其复杂的物理问题。通过使用西门子NX软件和英伟达Omniverse库创建SPARC的高保真数字孪生，CFS将能够加速其工程进程，缩短实现清洁能源的时间线。”

[图片：CFS开发的D形磁体安装后，将直立在一个24英尺宽、75吨重的不锈钢环（称为低温恒温器）上。每个磁体重约24吨。每个磁体可以产生20特斯拉的磁场，大约是典型MRI（磁共振成像）机器的13倍。“这是一种可以用来，比如，举起航空母舰的磁体，”该公司首席执行官Bob Mumgaard说。来源：Commonwealth Fusion Systems]

CFS还使用西门子的数字工具来提高其位于马萨诸塞州Devens的磁体工厂的制造流程和运营效率。西门子数字工业软件美洲区总裁兼董事总经理Del Costy表示：“通过将西门子Xcelerator与英伟达AI可视化库连接，我们证明了端到端数字工作流不仅高效，而且具有变革性。聚变是复杂的，但数据不会说谎。当你聚合真实的制造智能、应用人工智能并运行数千种场景时，你消除了猜测并加速了创新。这是工业工程的未来。”

制造里程碑

CFS在给POWER的电子邮件中表示，公司周二还意外宣布了一个重大的制造和建设里程碑，指出第一个磁体现已安装在SPARC中。该公司表示，这是该装置所需的18个D形环向场（TF）磁体中的第一个。CFS表示，就其背景而言，该公司突破性的高温超导（HTS）磁体技术“可以承载高电流而无损耗，并且能更好地承受托卡马克内部的强磁场。”它补充道：“关键的是，HTS使公司能够制造比上一代超导体更小、更强的磁体。而让托卡马克更紧凑意味着聚变能变得更商业可行和经济。”

该公司表示，第一个磁体的安装“是一件大事，因为它不仅显示了这项关键技术的成熟度，也显示了CFS公司的成熟度，”指出从想法到原型，再到初步制造和全面生产的进程。Mumgaard表示，CFS预计在夏季结束前安装所需的全部18个磁体。“今年上半年，随着我们组装这项革命性技术，它将快速推进，”Mumgaard说。

—Darrell Proctor是POWER的高级编辑。