Produzione industriale
Foxconn sviluppa fabbriche intelligenti fisiche supportate dall'IA con idigital twin
Obiettivo
Foxconn (Hon Hai Technology Group), il più grande produttore di elettronica al mondo, sta ridefinendo il modo in cui vengono creati i prodotti più avanzati al mondo per la rivoluzione digitale industriale. L'azienda utilizza digital twin fisicamente accurati alimentati da NVIDIA Omniverse™ e Universal Scene Description (OpenUSD) per progettare, distribuire e gestire strutture di produzione complesse e ad alto volume, tra cui quelle che producono i sistemi NVIDIA GB200 Grace™ Blackwell Superchip. La piattaforma Fii Omniverse Digital Twin (FODT) di Foxconn utilizza NVIDIA Omniverse per creare repliche virtuali complete delle proprie fabbriche. Ciò consente la progettazione basata sulla simulazione, il monitoraggio in tempo reale e le operazioni ottimizzate in tutta la rete mondiale dell'azienda.
Con Omniverse, Foxconn guida la trasformazione industriale, che comprende:
- Simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) 150 volte più veloci per l'analisi termica utilizzando i modelli IA di NVIDIA PhysicsNeMo (minuti invece di ore).
- Migrazione rapida di intere linee di produzione tra fabbriche globali, resa possibile dagli asset di digital twin standardizzati basati su Universal Scene Description (OpenUSD).
- Le operazioni dei robot vengono migliorate attraverso la progettazione e la valutazione basate sulla simulazione in Isaac Sim prima della distribuzione fisica.
- Il percorso AGV dinamico viene ottimizzato collegando le simulazioni con i sistemi di controllo dei materiali e NVIDIA cuOpt™.
- Miglioramento della visibilità operativa attraverso il gemello digitale che tiene monitorati i KPI di produzione in tempo reale, consentendo risposte più rapide ai potenziali problemi.
Collegare mondi fisici e virtuali per una pianificazione di fabbrica ottimizzata
La produzione elettronica moderna deve affrontare una complessità senza precedenti. Configurare, ottimizzare e gestire linee di produzione su larga scala in più siti globali richiede tempo e risorse significative.
I metodi tradizionali per la progettazione delle fabbriche, la valutazione del layout, la programmazione dei robot, la pianificazione della logistica e l'analisi ambientale possono essere lenti, isolati e dal punto di vista computazionale costosi. Limitano la capacità di un produttore di eseguire analisi in tempo reale, ottimizzare dinamicamente le operazioni o replicare le migliori pratiche in tutte le strutture.
Foxconn aveva bisogno di una piattaforma unificata per collegare il mondo fisico e virtuale, consentendo di simulare con precisione come sarebbero operativi i nuovi progetti di fabbrica. Cercavano una soluzione per alimentare iterazioni più veloci, una migliore collaborazione e un processo decisionale basato sui dati durante tutto il ciclo di vita della fabbrica.
"Se pensiamo al tempo necessario per ottenere ricavi, configurazione e pianificazione di fabbrica, crediamo di poterlo ridurre di circa il 50%. Possiamo modellare tutto in un ambiente virtuale per assicurarci che tutto si adatti e che non ci siano ostruzioni, successivamente possiamo implementare le nostre apparecchiature".
Leo Guo
Direttore generale di Fii Robotic Group
Foxconn
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Le fabbriche virtuali forniscono informazioni utili
La piattaforma FODT sta trasformando il modo in cui Foxconn progetta e gestisce le sue fabbriche. FODT utilizza le tecnologie della piattaforma NVIDIA Omniverse per creare e gestire i digital twin delle fabbriche intelligenti di Foxconn, fornendo analisi e risultati concreti. La piattaforma FODT collega le fabbriche virtuali ai dati operativi del mondo reale, incorporando dashboard con metriche chiave dai sistemi di esecuzione della produzione (MES), controllo del piano produzione (SFC) e sistemi di automazione.
Implementazione di fabbrica accelerata
Intere linee di produzione vengono assemblate virtualmente utilizzando FODT e risorse USD standardizzate, consentendo a Foxconn di migrare e duplicare rapidamente i layout tra siti globali (ad es., da Taiwan al Messico). L'avvio di nuove fabbriche e la scalabilità stanno accelerando notevolmente.
Simulazione del flusso d'aria a livello di fabbrica
NVIDIA PhysicsNeMo ha ridotto drasticamente il tempo di simulazione, rendendo possibile simulazioni CFD fino a 150 volte più veloci rispetto ai metodi tradizionali. Le informazioni termiche vengono fornite nel giro di minuti anziché di ore, facilitando il processo decisionale in tempo reale in tutte le operazioni di fabbrica.
Foxconn integra NVIDIA PhysicsNeMo, un framework per il machine learning basato sulla fisica, con Omniverse. Addestrando i modelli IA sui dati dei risolutori CFD tradizionali (ad es., Cadence), Foxconn può eseguire simulazioni termiche quasi in tempo reale (ad es., per il raffreddamento POD dei data center) direttamente all'interno del digital twin, riducendo drasticamente il tempo di calcolo da ore a minuti.
Automazione e robotica ottimizzate
Le celle di lavoro robotiche e la logistica dei veicoli a guida automatizzata (AGV) vengono simulate nella piattaforma FODT, consentendo a Foxconn di progettare layout e operazioni più sicuri ed efficienti prima di effettuare l'investimento di capitale in hardware fisico.
Attività robotiche complesse come l'avvitamento e l'inserimento di cavi vengono simulate e perfezionate con i modelli Isaac Sim, Isaac Lab, FoundationPose e cuMotion™ per la pianificazione del movimento senza collisioni.
Foxconn sta anche esplorando l'integrazione di robot umanoidi nelle sue operazioni, utilizzando NVIDIA Isaac GR00T per lo sviluppo e adottando Mega NVIDIA Omniverse Blueprint per testare e simulare flotte di robot su larga scala prima dell'implementazione.
Approfondimenti operativi attuabili
Basato su NVIDIA Metropolis, Foxconn ha anche sviluppato agenti IA per l'analisi video utilizzando NVIDIA AI Blueprint per la ricerca e la sintesi video al fine di monitorare i reparti di fabbrica. L'agente IA analizza le riprese video per fornire informazioni per vari scenari, ad esempio, individuando accessi non autorizzati in aree riservate. Gli utenti possono interagire con il video attraverso un'interfaccia chat o generare automaticamente i report richiesti dalla direzione in base ai risultati dell'analisi.
I manager possono inoltre esplorare le linee di produzione in maniera immersiva, monitorando le prestazioni e risolvendo istantaneamente i problemi.
Modelli IA per fabbriche intelligenti
Foxconn sta portando avanti la sua visione di fabbriche intelligenti sviluppando FoxBrain, una piattaforma IA alimentata da NVIDIA NeMo. Addestrato in sole quattro settimane, FoxBrain è ottimizzato per il cinese tradizionale, rendendolo il primo modello linguistico di grandi dimensioni di Taiwan con capacità di ragionamento avanzate. Inizialmente progettato per l'uso nelle proprie fabbriche, FoxBrain migliora l'analisi dei dati, il processo decisionale e l'automazione attraverso le piattaforme di produzione intelligente, città intelligenti e veicoli elettrici di Foxconn. La strategia di addestramento efficiente del modello, concentrata sull'utilizzo ottimizzato delle risorse, ha portato a miglioramenti significativi nei tempi di simulazione, nell'ottimizzazione delle risorse e nei processi di produzione.
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Fabbriche intelligenti di nuova generazione alimentate da digital twin
La piattaforma Fii Omniverse Digital Twin (FODT) di Foxconn sta trasformando la progettazione e le operazioni di fabbrica.
Le raccolte di risorse USD standardizzate e la metodologia FODT hanno accelerato la distribuzione in fabbrica consentendo una migrazione e una duplicazione rapida delle linee di produzione tra siti globali. Ciò ha ridotto notevolmente il tempo necessario per i lanci di nuove fabbriche e i processi di scalabilità.
Le funzionalità dei digital twin forniscono un monitoraggio immersivo e intuitivo dei KPI di produzione in tempo reale. La visibilità operativa è migliorata e le risposte ai problemi durante l'intero processo di produzione sono più veloci.
Queste tecnologie e metodologie costituiscono la base per le fabbriche intelligenti di Foxconn. L'integrazione di digital twin, IA e tecnologie di simulazione supportano la modellazione avanzata, la simulazione, la pianificazione e la gestione delle operazioni di impianto, posizionando Foxconn in prima linea nell'innovazione manifatturiera.
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