Fabrication de véhicules

Préparer l'avenir des usines avec NVIDIA Omniverse Enterprise

Objectif

NVIDIA et BMW collaborent pour démontrer comment les jumeaux numériques et les mondes virtuels façonneront l’avenir de la fabrication.

Client

BMW

Partenaire

Bentley Systems, Autodesk

Utilisation

Virtualisation industrielle

Technologie

NVIDIA Fleet Command, NVIDIA Isaac Sim, NVIDIA Omniverse, NVIDIA Quadro RTX 8000, Serveur NVIDIA RTX sur la plateforme EGX

Améllioration de l’efficacité – dans le monde

BMW produit 2,5 millions de voitures chaque année et les clients personnalisent 99% de ces voitures avant leur achat. Les défis de la fabrication sont complexes et, pour rester compétitif, BMW doit continuellement trouver des solutions pour répondre aux exigences élevées de ses clients. Grâce à NVIDIA Omniverse™ Enterprise, BMW vise à simuler en temps réel de nombreux aspects d’une usine entière et à produire un jumeau numérique ou un modèle virtuel conçu pour refléter avec précision un objet physique. En intégrant NVIDIA Omniverse dans leurs flux de travail, l’équipe de BMW peut améliorer ses processus de construction et de gestion, atteindre ses objectifs de production et dépasser les attentes des clients.

Personnalisation à grande échelle

Pour déployer efficacement des jumeaux numériques industriels en vue de la conception du workflow d’une usine, BMW doit collecter les données les plus précises de son homologue physique. La société utilisait traditionnellement diverses plates-formes logicielles pour collecter des données opérationnelles auprès d’équipes mondiales, mais avec plus de 30 usines dans le monde, il était devenu difficile et fastidieux de suivre la grande quantité de données. Les données étaient donc susceptibles d’être imprécises et inexactes.

Image fournie par BMW.

NVIDIA Omniverse Enterprise fournit un espace virtuel ouvert qui permet aux équipes BMW de collaborer sur les mêmes modèles en temps réel, où qu’ils soient.

Grâce aux connecteurs Omniverse, différents utilisateurs peuvent facilement accéder à des applications telles que Bentley Microstation et Autodesk Revit, et travailler sur les mêmes projets ensemble.

Avec NVIDIA Isaac Sim, BMW peut déployer une flotte de robots intelligents pour la logistique afin d’améliorer le flux de matériaux de sa production.

L’équipe peut également tirer parti de NVIDIA Isaac pour la génération de données synthétiques et la randomisation de domaines.

Avec le logiciel NVIDIA Fleet Command, les employés de BMW peuvent également orchestrer des robots et des machines en toute sécurité dans l’usine.

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Images fournies par BMW

En outre, la planification d’une reconfiguration d’usine se produit généralement lors du lancement d’un nouveau véhicule, et BMW doit tenir compte de la sécurité et de l’ergonomie des travailleurs, ainsi que de la reconversion des interactions d’un robot avec le nouvel environnement. L’exécution du plan le plus efficace est une tâche ardue, étant donné les 57 000 employés de BMW qui travaillent aux côtés de milliers de robots. En plus des humains, la programmation du système d’un robot pour de multiples scénarios environnementaux peut prendre des semaines ou des mois. Même l’utilisation de l’IA pour former les robots nécessite des centaines de milliers de scénarios virtuels et la complexité est encore plus accrue selon le nombre de robots utilisés.

De plus, lorsqu’il s’agit d’optimiser la reconfiguration d’une usine pour trouver le chemin le plus efficace et le plus sûr pour les travailleurs, le processus peut prendre des mois à mettre en œuvre et coûter des centaines de milliers de dollars. L’incapacité à synchroniser les données entre l’usine physique et son jumeau numérique peut entraîner des décisions erronées, résultant sur des coûts potentiellement plus élevés

Pour faire face à ces défis et continuer de produire des véhicules de haute facture, les responsables en charge de la planification de la production chez BMW ont essayé de simuler un cycle de vie de planification et de déploiement réaliste pour chacun de leurs réseaux de production mondiale.

Rationaliser la collaboration en usine

NVIDIA Omniverse Enterprise permet à BMW de prendre des données capturées en temps réel ou stockées dans des bases de données séparées et d’utiliser l’IA pour simuler un jumeau numérique vivant et précis de l’usine physique. La plate-forme, conçue pour que les équipes de conception 3D travaillent simultanément sur plusieurs suites logicielles dans un espace virtuel partagé, permet aux concepteurs et aux opérateurs de BMW de voir tous les détails et de collaborer sur un modèle.

BMW a utilisé des serveurs HPE Apollo 6500 certifiés par NVIDIA équipés de GPU NVIDIA RTX™ 8000 pour héberger Omniverse Kit, une plate-forme pour la création d’applications et de microservices utilisés pour l’édition et le rendu, aux côtés des postes de travail d’Altair. Un seul serveur léger héberge Omniverse Nucleus, le hub de base de données centrale pour la création de contenu numérique (DCC) que les utilisateurs utilisent pour se connecter et collaborer dans un espace virtuel partagé. Cela est possible car le serveur Nucleus reformate les fichiers d’autres applications DCCau format Universal Scene Description (USD).

BMW utilise des applications telles que Bentley Microstation, Autodesk Revit, et Dassault Systèmes CATIA pour exporter vers Omniverse afin que les utilisateurs travaillant dans n’importe quelle application uissent se connecter à un projet sur le serveur et manipuler les mêmes ressources que les autres.

BMW utilise NVIDIA Isaac Sim pour entraîner ses robots de livraison. Avec Isaac Sim, BMW peut générer des données synthétiques avec une randomisation du domaine pour le machine learning. Il s’agit d’utiliser des millions d’images générées à base d’objets photo réalistes aux variations infinies (textures, orientations, et conditions d’éclairage) dans divers environnements de simulation, ce qui permettrait aux robots virtuels d’apprendre la conduite à tenir en toutes circonstances. Une fois la séquence trouvée, les matériaux du monde réel et les robots peuvent être construits sur la base de ces informations.

« Omniverse nous offre d’importants gains de vitesse et de précision, ce qui va renforcer l’efficacité de nos processus de planification. »

Milan Nedeljkovic
Membre du Conseil d’administration de BMW AG pour la production

Connecter les mondes virtuels

Avec Omniverse Enterprise, les concepteurs et planificateurs de production de BMW peuvent utiliser le même environnement virtuel que les équipes robotiques utilisant Isaac Sim. Cela élimine le besoin de reconstruire l’environnement dans tous les logiciels de simulation alternatifs utilisés par d’autres équipes.

Le déploiement de logiciels et les états des systèmes de surveillance sur de nombreux sites de simulation artificielle à travers le monde peut être un défi difficile à relever d’un point de vue financier. Mais en utilisant NVIDIA Fleet Command, non seulement les robots et les machines peuvent être contrôlés et mis à jour à distance, mais les données capturées à partir des capteurs sont téléchargées dans Omniverse. Cette boucle de données continue entre les environnements physiques et virtuels synchronise les informations les plus récentes et rend possible un jumeau numérique réaliste, ce qui permet à BMW de prendre les meilleures décisons en tous temps.

Image fournie par BMW.

Ensemble, nous sommes sur le point de faire un énorme bond en avant et d’ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine de la planification virtuelle et numérique », a déclaré Milan Nedeljkovic, membre du conseil d’administration de BMW AG en charge de la production. Prochainement, une représentation virtuelle de notre réseau de production nous permettra de mettre en œuvre une approche innovante et intégrée pour tous nos processus de planification. Omniverse nous offre d’importants gains de vitesse et de précision, ce qui va renforcer l’efficacité de nos processus de planification. »

BMW ouvre la voie pour que des dizaines de millions d’autres usines dans le monde puissent améliorer leurs flux de production. Cette efficacité et cette productivité accrues réduiront la consommation, amélioreront les conditions de travail et, en fin de compte, permettront d’obtenir de meilleurs produits.