Production/Conception de produits

Delta Electronics redéfinit les lignes de production et l’inspection industrielle avec des jumeaux numériques et des données synthétiques

Delta Electronics

Objectif

Delta Electronics a été fondée en 1971. C'est un leader mondial dans les technologies de gestion énergétique et thermique qui fournit des solutions intelligentes d’économie d’énergie dans les domaines de la mobilité électrique, de l’automatisation industrielle et des bâtiments, de l’infrastructure des TIC et de l'énergie. Pour soutenir des volumes de production élevés, Delta a entrepris d’importantes initiatives de fabrication intelligente dans ses bases de production afin d’améliorer l’efficacité, la flexibilité, la qualité et la durabilité. 

En utilisant NVIDIA Omniverse™ et Universal Scene Description (OpenUSD), Delta relie virtuellement des lignes de production spécifiques en regroupant des données 3D provenant d’une gamme diversifiée d’équipements pour créer un jumeau numérique. Ensuite, avec l’application de simulation NVIDIA Isaac Sim™, Delta génère des données synthétiques photoréalistes de haute précision physique pour former ses modèles de vision par ordinateur et simuler les performances de ses caméras d’inspection. Cela lui permet d’optimiser chaque étape du processus industriel avant le lancement de la production.

Cas d'utilisation

Robotique
Vision par ordinateur/Analyse vidéo
Simulation/Modélisation/Conception

Produits

NVIDIA Omniverse Enterprise
NVIDIA Omniverse Replicator
Universal Scene Description (OpenUSD)
Station de travail virtuelle NVIDIA RTX
NVIDIA Isaac Sim
NVIDIA RTX A6000
NVIDIA RTX A40

Avec Omniverse, Delta offre des avantages majeurs, notamment :

  • Réduction des interruptions en production grâce aux données synthétiques pour améliorer l'entraînement des modèles de vision par ordinateur.
  • Augmentation de l’efficacité de la production en identifiant et en résolvant les problèmes sur les lignes de production grâce à des simulations de jumeaux numériques. 
  • Amélioration de la collaboration en centralisant toutes les ressources 3D provenant de sources disparates avec OpenUSD.
  • Entraînement IA 100 fois plus rapide avec des données synthétiques
  • Précision à 90 % de la détection de modèles d’objets avec des données synthétiques

Optimisation des lignes de production grâce à la simulation

Delta modifie et optimise fréquemment ses lignes de production en fonction des composants et des produits qu’elle doit fabriquer pour ses clients. Pour y parvenir sur une ligne d’assemblage électronique incroyablement complexe et rapide destinée aux alimentations électriques, l’équipe connecte les machines sur la ligne de production, puis utilise des maquettes et des images statiques pour identifier et supprimer les collisions, les problèmes et les erreurs d’ordre physique. 

Cependant, cette approche repose sur des commutateurs de position chargés de détecter les plateaux et les objets sur la ligne de production. Lorsque le nombre de robots et de machines a augmenté sur ses lignes de production, Delta a dû ajouter des commutateurs de position. Cette solution n’était ni évolutive ni adaptée à ses besoins de flexibilité de production car il fallait plus de 30 minutes pour configurer chaque commutateur, ce qui entraînait des interruptions de production coûteuses dès qu'il fallait changer de configuration. 

Pour y remédier, Delta a conçu un jumeau numérique précis de ses lignes de production lui permettant de procéder à des itérations de la reconfiguration bien plus rapidement et d’effectuer de multiples simulations hypothétiques pour identifier les conceptions optimales.

Un autre avantage clé du jumelage numérique réside dans la possibilité de générer rapidement des données synthétiques à l’échelle pour tester et entraîner des modèles de vision par ordinateur très précis dans le but de détecter les plateaux et les produits sur la ligne de production. Cette nouvelle approche a permis à l’équipe d’accélérer considérablement le processus de planification de la production puisqu'elle ne dépendait plus de la reconfiguration de chaque commutateur de position.

Ligne de production de Delta Electronics

Delta Electronics

Un pipeline de ressources unifié pour la création de jumeaux numériques

Le processus de création d’un jumeau numérique commence par l’agrégation et la visualisation des ressources 3D à partir de l’environnement. Delta utilise plusieurs applications 3D comme Autodesk 3ds Max, FlexSim et Visual Components pour modéliser et simuler sa ligne de production. Historiquement, il était presque impossible de transférer les données de ces outils de modélisation et de simulation dans un seul environnement sans faire face à des transferts de données chronophage, à la décimation de modèles et à des obstacles d’interopérabilité. Même dans ce cas, une fois les données agrégées, si des modifications sont apportées aux modèles ou aux processus dans les applications 3D sources, le processus d’agrégation se déclenche à nouveau pour prendre en compte ces modifications.

Avec Omniverse, Delta peut connecter ses différentes applications et données en utilisant un pipeline de ressources unifié, ce qui permet à ses équipes de visualiser et de collaborer sur l’instance de sortie dans un environnement unique. Tout cela est rendu possible par OpenUSD, avec des connecteurs et des extensions supplémentaires qui permettent à des outils tiers d’alimenter des données en direct dans une scène USD via un serveur Nucleus. 

Une fois toutes les ressources agrégées dans le jumeau numérique, l’équipe de Delta peut effectuer des simulations et identifier les problèmes dès le début du processus de conception et de reconfiguration, bien avant de devoir modifier ses lignes de production physiques, ce qui lui permet d’éviter des interruptions coûteuses et des demandes de modifications.

"La connexion des applications à Omniverse permet de synchroniser simultanément tous nos fichiers et toutes nos données, de sorte que les membres de l’équipe peuvent voir les mises à jour dans la scène USD et collaborer en temps réel", a déclaré Ares Chen, Directeur général de PSBGG chez Delta Electronics. "USD permet une collaboration sans faille avec chaque membre de l’équipe dans le but de concevoir une ligne de production de manière plus rapide et efficace qu'auparavant."

"Utiliser Isaac Sim et Omniverse Replicator nous a permis de multiplier nos capacités de génération de données synthétiques par plus de 100, par rapport aux méthodes d'entraînement précédentes. Cela augmente considérablement l’efficacité et accélère par conséquent la conception de nos nouvelles lignes de production."

Ares Chen
Directeur général de PSBG, Delta Electronics

Inspection optique automatisée assistée par l'IA

Delta Electronics

Accélération de l’inspection industrielle avec des données synthétiques

Delta utilise la vision par ordinateur pour l’inspection automatisée de l’assemblage final, en prenant en compte des problèmes tels que les composants manquants ou les vis mal alignées. L’inspection optique automatisée (AOI) assistée par l’IA accélère considérablement le processus, ce qui permet à Delta de détecter les défauts à un stade précoce et de minimiser ainsi le besoin d’intervention manuelle.

Delta a dû relever un véritable défi lors de l'entraînement des modèles d’IA car la collecte et l’étiquetage manuels des données prennent beaucoup de temps (jusqu’à deux jours pour 1 000 images). Pour accélérer le processus et réduire les coûts, l'entreprise a eu recours aux données synthétiques avec Omniverse Replicator. Désormais, elle peut générer la même quantité d’images étiquetées en seulement 10 minutes, contre deux jours manuellement.

L’équipe atteint également un taux de précision de 90 % avec les données synthétiques similaires aux données d’archive. L’avantage principal réside dans le fait d’atteindre ce niveau de précision en une fraction du temps habituellement consacré à la collecte des données réelles, le délai étant divisé par cent. Non seulement l’entraînement IA est accéléré, mais l'ensemble du processus devient plus rentable et efficace pour les applications de vision par ordinateur.

Delta utilise aussi NVIDIA Isaac Sim (une application de simulation robotique évolutive) pour simuler avec précision les performances du modèle et détecter la position d’un plateau sur la ligne de production.

En créant des jumeaux numériques dans Omniverse, Delta peut minimiser les interruptions et les risques tout en optimisant les lignes de production.

Delta Electronics

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