Fabricación automovilística

Cómo preparar el futuro de las fábricas con NVIDIA Omniverse Enterprise

Objetivo

NVIDIA y BMW colaboran para mostrar cómo los gemelos digitales y los mundos virtuales impulsarán el futuro de la fabricación.

Cliente

BMW

Partner

Bentley Systems, Autodesk.com

Caso de uso

Virtualización industrial

Tecnología

NVIDIA Fleet Command , NVIDIA Isaac Sim, NVIDIA Omniverse, NVIDIA Quadro RTX 8000, servidor con tecnología NVIDIA RTX en la plataforma EGX

Eficiencia de la conducción en todo el mundo

BMW produce 2,5 millones de coches cada año, y los clientes adaptan el 99 por ciento de estos antes de la compra. Los desafíos de la fabricación son complejos y para seguir siendo competitivo, BMW debe encontrar continuamente soluciones para satisfacer la gran demanda de sus clientes. Con NVIDIA Omniverse Enterprise, BMW pretende simular muchos aspectos de una fábrica completa en tiempo real y producir un gemelo digital o modelo virtual diseñado para reflejar con precisión un objeto físico. Al integrar NVIDIA Omniverse en sus flujos de trabajo, el equipo de BMW puede mejorar sus procesos de fabricación y gestión, alcanzar sus objetivos de producción y superar las expectativas de los clientes

Personalización a gran escala

Para implementar gemelos digitales industriales de manera efectiva para diseñar el flujo de trabajo de una fábrica, BMW debe recopilar los datos más precisos de su compañera física. La compañía tradicionalmente utilizaba varias plataformas de software para recopilar datos operativos de los equipos globales, pero con más de 30 fábricas en todo el mundo, rastrear la gran cantidad de datos pasó a ser difícil y lento. Esto hizo que los datos fuesen susceptibles a imprecisiones y discrepancias.

Imagen cedida por BMW.

NVIDIA Omniverse Enterprise ofrece un espacio abierto y virtual que permite a los equipos de BMW colaborar en los mismos modelos en tiempo real desde cualquier lugar

A través de los conectores Omniverse, diferentes usuarios pueden acceder fácilmente a aplicaciones, como Bentley Microstation y Autodesk Revit, y trabajar en los mismos proyectos juntos.

Con NVIDIA Isaac Sim, BMW puede desplegar una flota de robots inteligentes de logística para mejorar el flujo de material en su producción.

El equipo también puede aprovechar NVIDIA Isaac para la generación de datos sintéticos y la aleatorización de dominios.

Con el software NVIDIA Fleet Command, los trabajadores de BMW también pueden organizar robots y máquinas de forma segura y estable en la fábrica.

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Imágenes cedidas por BMW

Además, la planificación de la reconfiguración de una fábrica generalmente se produce al lanzar un nuevo vehículo, y BMW debe tener en cuenta la seguridad y la ergonomía de los trabajadores, así como la readaptación de las interacciones de un robot con el nuevo entorno. Ejecutar el plan más eficiente es una tarea ardua, dado que los 57 000 empleados de BMW trabajan junto a miles de robots. Además de los humanos, programar el sistema de un robot para múltiples escenarios ambientales puede llevar semanas o meses en completarse. Incluso el uso de la IA para entrenar a los robots requiere cientos de miles de escenarios virtuales y aumenta la complejidad con el número de robots en uso.

Además, cuando se trata de optimizar la reconfiguración de una fábrica para encontrar el camino más eficiente y seguro para los trabajadores, el proceso puede tardar meses en implementarse y costar cientos de miles de dólares. La incapacidad para sincronizar los datos entre la fábrica física y su gemelo digital puede llevar a decisiones equivocadas, lo que podría incurrir en mayores costes.

Para superar todos estos desafíos y continuar fabricando vehículos de alta calidad, los planificadores de producción en BMW

deberían simular una planificación fiel a la realidad y un ciclo de vida de implementación para cada fábrica en su red de producción global.

Optimización de la colaboración de fábrica

NVIDIA Omniverse Enterprise permite a BMW tomar datos capturados en tiempo real o almacenados en bases de datos independientes y usar AI para simular un gemelo digital vivo, fotorrealista y preciso de la fábrica física. La plataforma, diseñada para que los equipos de diseño 3D trabajen juntos simultáneamente en múltiples suites de software en un espacio virtual compartido, permite a los diseñadores y operadores de BMW ver cada detalle y colaborar en un modelo.

BMW utilizó servidores HPE Apollo 6500 de los sistemas certificados por NVIDIA equipados con GPU NVIDIA RTX™ 8000 para alojar Omniverse Kit, una plataforma para crear aplicaciones y microservicios utilizados para la edición y el renderizado, junto con estaciones de trabajo de Altair. Un único servidor ligero aloja Omniverse Nucleus, el centro de base de datos central para la creación de contenido digital (DCC) que los usuarios emplean para conectarse y colaborar en un espacio virtual compartido. Esto es posible porque el servidor Nucleus vuelve a formatear los archivos de otras aplicaciones DCC en formato Universal Scene Description (USD).

BMW utiliza aplicaciones como Bentley Microstation, Autodesk Revit y la exportación de Dassault Systèmes CATIA a Omniverse para que los usuarios que trabajan en cualquier aplicación puedan conectarse a un proyecto en el servidor y manipular el mismo activo que los demás.

BMW utiliza NVIDIA Isaac Sim para entrenar sus robots para el reparto. Con Isaac Sim, BMW puede generar datos sintéticos con aleatorización de dominio para el aprendizaje automático. Esto implica el uso de millones de imágenes generadas con objetos realistas fotográficos de variedad infinita (incluidos las texturas, orientaciones y condiciones de iluminación) en entornos simulados distintos, que permiten a los robots virtuales aprender el comportamiento adecuado bajo cualquier condición. Una vez que la secuencia deseada se encuentra, los materiales realistas y los robots se pueden construir para reflejar esta información.

"Omniverse mejora enormemente la precisión, la velocidad y, por consiguiente, la eficiencia de nuestros procesos de planificación".

Milan Nedeljkovic
Miembro del Consejo de Producción de BMW AG

Conectando mundos virtuales

Con Omniverse Enterprise, los diseñadores y planificadores de producción de BMW pueden usar el mismo entorno virtual que los equipos robóticos que utilizan Isaac Sim. Esto elimina la necesidad de reconstruir el entorno en cada software de simulación alternativo utilizado por otros equipos.

La implementación de software y los estados del sistema de monitoreo en tantas ubicaciones de AI periféricas en todo el mundo puede suponer un desafío costoso de ejecutar de manera eficiente. Pero al usar NVIDIA Fleet Command, no solo se pueden controlar y actualizar los robots y las máquinas de forma remota, sino que los datos recabados de los sensores se cargan de nuevo en Omniverse. Este bucle de datos continuo entre los entornos físicos y virtuales sincroniza la información más actual y hace posible un gemelo digital real, lo que permite a BMW, que toma las mejores decisiones posibles en un momento determinado.

Imagen cedida por BMW.

Juntos, estamos a punto de dar un gran paso hacia adelante y abrir perspectivas completamente nuevas en el campo de la planificación digital y virtual", dijo Milan Nedeljkovic, miembro del Consejo de BMW AG para Producción. En el futuro, una representación virtual de nuestra red de producción nos permitirá realizar un enfoque innovador e integrado a nuestros procesos de planificación. Omniverse mejora enormemente la precisión, la velocidad y, por lo tanto, la eficiencia de nuestros procesos de planificación.

BMW está allanando el camino para que decenas de millones de otras fábricas en el mundo aumenten sus flujos de trabajo de producción. Este aumento de la eficiencia y la productividad reducirá el consumo, mejorará las condiciones de los trabajadores y, en última instancia, producirá mejores productos.