10 đội, 3 chương trình và 7 năm: Quản lý tài sản 3D hiệu quả trong huấn luyện quốc phòng

Bài đăng khách này đến từ Daniel Starkey, Giám đốc Tiếp thị, và John Thornton, Kiến trúc sư Hệ thống, tại i3 Corps. Họ xây dựng các công cụ đào tạo ảo và năng suất kỹ thuật cho khách hàng chính phủ Hoa Kỳ, và ở đây Daniel và John giải thích những gì một thập kỷ về các Digital Twins quân sự làm cho quy trình tài nguyên 3D.

i3 Corps xây dựng các công cụ đào tạo ảo và năng suất kỹ thuật cho khách hàng chính phủ. Qua nhiều năm, chúng tôi đã phát triển hàng trăm kịch bản huấn luyện trong Unity, bao gồm hầu hết các chương trình huấn luyện hàng không mà chúng tôi hỗ trợ, cùng với các nền tảng hải quân và xe mặt đất. Các ứng dụng đó đến các lớp học tại các cơ sở quân sự trên toàn quốc thông qua một nền tảng phân phối do chính phủ sở hữu mà chúng tôi đã xây dựng, chạy trên đám mây chính phủ bảo mật.

Các ứng dụng là phần có thể nhìn thấy. Phần khó nằm bên dưới chúng, trong thư viện 3D, và hầu như không có lời khuyên tiêu chuẩn nào về quy trình tài nguyên được áp dụng.

Một mô hình tồn tại lâu hơn chương trình đã mua nó

Trong hầu hết các công việc 3D, một tài nguyên được hoàn thành khi sản phẩm được giao hàng.

Các mô hình của chúng tôi là digital twins của thiết bị vật lý, và thiết bị vật lý liên tục thay đổi. Một thành phần mới đi vào hoạt động. Một nhà sản xuất sửa đổi một bộ phận. Một khách hàng gửi một gói CAD mới, và mô hình phải tiếp nhận nó. Một trong những mẫu máy bay của chúng tôi có tới 80.000 bộ phận, từ những chiếc đai ốc đến các chi tiết nhỏ nhất. Chúng tôi thêm mười đến mười lăm mẫu mới mỗi năm, và mỗi mẫu bắt đầu một mối quan hệ bảo trì có thể kéo dài tám hoặc chín năm.

Điều đó tạo ra một vấn đề mà hầu hết các quy trình không bao giờ phải giải quyết. Khi dữ liệu kỹ thuật mới đến, ai đó phải tìm ra nó thay đổi những gì. Nó thay thế những bộ phận nào? Nó cập nhật mô hình hiện có nào? Những ứng dụng nào trong lớp học đã phụ thuộc vào mô hình đó, và điều gì sẽ xảy ra với chúng?

Dữ liệu tham chiếu cũng được hợp chất theo cách tương tự. Các mô hình của chúng tôi được xây dựng từ các gói CAD từ các nguồn khác nhau và từ chụp ảnh quang học chúng tôi tự thu thập. Một chuyến chụp duy nhất có thể tạo ra hàng triệu bức ảnh của một chiếc xe. Nhiều năm sau, khi bản CAD mới đến cho cùng một nền tảng, bạn cần biết mô hình gốc đến từ đâu, để bạn có thể so sánh hai cái. Câu trả lời đó dễ mất và tốn kém để khôi phục.

Cùng một khung máy bay, khác loại máy bay

Lấy UH-60 Black Hawk. Quân đội Hoa Kỳ một mình vận hành một danh sách dài các phiên bản: UH-60A, L, M và V, HH-60M MEDEVAC, và các máy bay chuyên dụng cho các hoạt động đặc biệt và các nhiệm vụ khác. Thêm Hải quân, Không quân và các nhà khai thác quốc tế, và số lượng cấu hình mà ai đó cần được đào tạo sẽ tăng nhanh.

Mỗi một trong số chúng là một mục tiêu huấn luyện hợp pháp, nhưng chúng không phải là các máy bay riêng biệt. Hầu hết đều có cùng thân, đuôi, cụm rotor và bộ phận hạ cánh. UH-60V giữ lại phần lớn khung thân của L và bổ sung buồng lái kỹ thuật số. HH-60M MEDEVAC được chế tạo dựa trên UH-60M, với các thiết bị y tế và hệ thống nhiệm vụ được bổ sung.

Mô hình từng cái từ đầu và bạn đang xây dựng lại, xác thực lại và duy trì cùng những bộ phận đó hết lần này đến lần khác. Cách tiếp cận tốt hơn là một cơ sở chung được xây dựng từ các thành phần có thể tái sử dụng, trong đó mỗi biến thể chỉ bổ sung những gì thực sự khác biệt: cấu trúc, hệ thống cơ khí, hàng không điện tử hoặc thiết bị nhiệm vụ.

Dặm cuối là một chiếc máy tính mười năm tuổi

Phần mềm tiêu dùng xử lý áp lực lưu trữ bằng cách bỏ qua nó. Nó tải xuống hàng chục gigabyte và yêu cầu bạn xóa thứ khác để tạo chỗ trống.

Chúng ta không thể làm điều đó. Các ứng dụng của chúng tôi được triển khai trên các máy tính của chính phủ có thể cũ hơn, có các biện pháp kiểm soát bảo mật đáng kể và có giới hạn nghiêm ngặt về dung lượng mà bất kỳ ai có thể sử dụng. Một máy chủ lớp học có thể lưu trữ mọi khóa đào tạo chúng ta từng xây dựng cho nền tảng đó. Đã biên dịch theo cách thông thường, với các mô hình được nhúng vào từng ứng dụng, đó là hàng trăm gigabyte hình học phần lớn giống hệt nhau.

Chúng tôi sử dụng Unity Addressables để tránh điều đó. Các mô hình tồn tại trong một danh mục thay vì bên trong bản dựng, chúng được kéo theo yêu cầu và được lưu vào bộ nhớ đệm cục bộ. Loại bỏ trùng lặp là mặc định chứ không phải là một tối ưu hóa, bởi vì một tài nguyên được tham chiếu bởi mười lăm ứng dụng chỉ được lưu trữ một lần. Các ứng dụng chỉ cần thay đổi khi mã của chúng thay đổi. Điều đó cũng có nghĩa là nhà phát triển không cần toàn bộ thư viện trên một máy để lắp ráp một cảnh.

Bảo mật cũng là một yếu tố quan trọng. Tài liệu được phân loại không bao giờ chạm đến đám mây, Thông tin không được phân loại được kiểm soát (CUI) có thể, nhưng nó cần được đóng gói để không ai có thể mở mô hình trên máy và mang nó ra ngoài. Biết tài nguyên thuộc loại nào, một cách đáng tin cậy và trong nháy mắt, không phải là gánh nặng hành chính. Nó xác định nơi tài nguyên được phép tồn tại.

Một câu hỏi liên quan liên tục được đặt ra và không liên quan gì đến bảo mật: ai sở hữu cái này? Một số tài nguyên là tài sản của i3, và một số là tài sản của chính phủ, và sự phân biệt này quyết định liệu chúng ta có thể tái sử dụng một tài nguyên trong hợp đồng tiếp theo hay tham chiếu nó trong đề xuất.

Tại sao chúng tôi ngừng xây dựng danh mục của riêng mình

Chúng tôi đã bắt đầu xây dựng một cái.

Trong một thời gian dài không có tùy chọn đám mây của chính phủ cho loại công cụ này, vì vậy chúng tôi đã khảo sát các nền tảng quản lý tài sản thương mại và liên tục gặp hai vấn đề giống nhau: hoặc công cụ không phù hợp với cách dữ liệu của chúng tôi hoạt động, hoặc mô hình cấp phép khiến nó không thực tế cho việc sử dụng của chính phủ . Vì vậy, chúng tôi bắt đầu tự lắp ráp, thêm cơ sở dữ liệu và tìm kiếm lên trên hệ thống Version Control và tự động hóa hiện có của mình.

Nó đã hoạt động, cho đến một điểm. Chúng ta có thể tìm thấy tài sản. Điều chúng tôi không thể biện minh là phần còn lại: tích hợp động cơ, tự động hóa quy trình, theo dõi sự phụ thuộc, và sau đó duy trì tất cả những điều đó vô thời hạn.

Đó không phải việc của chúng tôi. Chúng tôi cung cấp các giải pháp đào tạo và kỹ thuật cho khách hàng chính phủ, và một chuỗi công cụ mà các nghệ sĩ và nhà phát triển của chúng tôi có thể sử dụng mà không cần rời khỏi Unity thì có giá trị hơn đối với chúng tôi so với một hệ thống tùy chỉnh mà chúng tôi phải tự duy trì.

Đó là lý do tại sao chúng tôi triển khai Unity Asset Manager vào môi trường đám mây chính phủ, và tại sao chúng tôi hiện đang làm việc với Unity về những gì nó cần trở thành cho các quy trình như của chúng tôi.

Điều chúng ta giải quyết tiếp theo

Việc lập danh mục các tài sản đã hoàn thành là bước đầu tiên, và nó đã trả lời những câu hỏi mà trước đây chúng ta phải hỏi xung quanh. Chúng ta đã mô hình hóa cái gì? Nó được sử dụng ở đâu? Nó có được kiểm soát không? Ai sở hữu nó?

Vấn đề khó hơn là sự biến động. Danh mục của chúng tôi không phải là một kệ trưng bày các tác phẩm hoàn chỉnh. Mười đội nghệ thuật thay đổi tài sản hàng tuần, đôi khi hàng ngày, trong nhiều năm, và mỗi thay đổi đều lan truyền qua các chuỗi phụ thuộc dài được xây dựng cho các hoạt ảnh bảo trì phức tạp. Quản lý tốt điều đó có nghĩa là thông báo chính xác cho các nghệ sĩ những gì đã thay đổi, thay vì hoàn tác mọi thứ ở hạ nguồn của nó.

Đó là công việc trước mắt chúng ta, và chúng ta sẽ viết về nó khi chúng ta làm, bao gồm cả những phần chưa được giải quyết.

Có một lý do lớn hơn để làm đúng. Chính phủ sở hữu số lượng lớn dữ liệu CAD và mô hình tham số, phần lớn được cung cấp theo hợp đồng nhiều năm trước và hiện nay gần như không thể tìm thấy. Trong khi đó, nhu cầu đang chuyển từ chỉ đào tạo sang mô phỏng, trực quan hóa và tạo nội dung được hỗ trợ bởi AI, tất cả đều cần một thư viện dữ liệu 3D chính xác có thể tìm kiếm bên dưới. Một mô hình chỉ hữu ích nếu bạn có thể tìm thấy nó. Ngày càng có nhiều trường hợp nó chỉ hữu ích nếu máy móc cũng có thể tìm thấy nó.

Trong một bài viết sắp tới, chúng tôi sẽ đi sâu vào công việc đó, bao gồm những điểm mà Unity Asset Manager chưa phù hợp với quy trình của chúng tôi và những gì chúng tôi và Unity đang cùng xây dựng để thu hẹp khoảng cách đó.

Chúng tôi cũng sẽ có mặt tại I/ITSEC 2026 ở Orlando, từ ngày 30 tháng 11 đến ngày 3 tháng 12, gian hàng số 1761. Hãy đến tìm chúng tôi.