Fertigung
Foxconn entwickelt mit physischer KI gestützte intelligente Fabriken mit digitalen Zwillingen.
Ziel
Foxconn (Hon Hai Technology Group), der weltweit größte Elektronikhersteller, definiert neu, wie die weltweit fortschrittlichsten Produkte für die industrielle digitale Revolution hergestellt werden. Das Unternehmen nutzt physisch präzise digitale Zwillinge, die von NVIDIA Omniverse™ und Universal Scene Description (OpenUSD) unterstützt werden, um komplexe, hochvolumige Produktionsanlagen zu entwerfen, bereitzustellen und zu verwalten – einschließlich derer, die NVIDIA GB200 Grace™ Blackwell Superchip-Systeme herstellen. Die Plattform Fii Omniverse Digital Twin (FODT) von Foxconn nutzt NVIDIA Omniverse, um umfassende virtuelle Nachbildungen der Fabriken von Foxconn zu erstellen. Dies ermöglicht simulationsgestütztes Design, Echtzeitüberwachung und optimierte Abläufe an den weltweiten Standorten des Unternehmens.
Mit Omniverse treibt Foxconn die industrielle Transformation voran, darunter:
- 150-mal schnellere CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) für die Kühlungsanalyse mit NVIDIA PhysicsNeMo KI-Modellen (Minuten statt Stunden).
- Schnelle Migration ganzer Produktionslinien zwischen globalen Fabriken, ermöglicht durch standardisierte digitale Zwillings-Assets, die auf Universal Scene Description (OpenUSD) basieren.
- Verbesserter Roboterbetrieb durch simulationsgestütztes Design und Bewertung in Isaac Sim vor der physischen Bereitstellung.
- Optimierter dynamischer AGV-Weg durch Verbindung von Simulationen mit Materialkontrollsystemen und NVIDIA cuOpt™.
- Verbesserte betriebliche Transparenz durch digitale Zwillinge, die Produktions-KPIs in Echtzeit überwachen, um schnellere Reaktionen auf potenzielle Probleme zu ermöglichen.
Überbrückung physischer und virtueller Welten für verbesserte Fabrikplanung
Die moderne Elektronikfertigung ist mit beispielloser Komplexität konfrontiert. Das Einrichten, Optimieren und Verwalten großer Produktionslinien an mehreren globalen Standorten erfordert erhebliche Zeit und Ressourcen.
Herkömmliche Methoden für Fabrikdesign, Layout-Bewertung, Roboterprogrammierung, Logistikplanung und Umweltanalyse können langsam, isoliert und rechenintensiv sein. Sie begrenzen die Fähigkeit eines Herstellers, Echtzeitanalysen durchzuführen, Abläufe dynamisch zu optimieren oder Best Practices in verschiedenen Einrichtungen zu replizieren.
Foxconn benötigte eine einheitliche Plattform, um die physische und virtuelle Welt zu überbrücken, damit das Unternehmen die Leistung neuer Fabrikdesigns genau simulieren konnte. Es suchte nach einer Lösung, die eine schnellere Iteration, eine bessere Zusammenarbeit und eine datengestützte Entscheidungsfindung während des gesamten Lebenszyklus der Fabrik ermöglicht.
„Wenn man die Zeit bis zur Umsatzgenerierung, die Einrichtung der Fabrik und die Fabrikplanung berücksichtigt, konnten wir diese Zeit um etwa 50 % verkürzen. Wir können jetzt alles in einer virtuellen Umgebung modellieren, um sicherzustellen, dass alles zusammenpasst und es keine Hindernisse gibt. Dann können wir unsere Ausrüstung bereitstellen.“
Leo Guo
General Manager der Fii Robotic Group
Foxconn
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Virtuelle Fabriken liefern umsetzbare Erkenntnisse
Die FODT-Plattform verändert die Art und Weise, wie Foxconn seine Fabriken entwirft und betreibt. FODT nutzt die Plattformtechnologien von NVIDIA Omniverse, um digitale Zwillinge der intelligenten Fabriken von Foxconn zu entwickeln und zu betreiben und umsetzbare Erkenntnisse und Ergebnisse zu liefern. Die FODT-Plattform verbindet virtuelle Fabriken mit realen Betriebsdaten und bettet Dashboards mit Schlüsselmetriken von Manufacturing Execution Systems (MES), Shopfloor Control (SFC) und Automatisierungssystemen ein.
Beschleunigte Bereitstellung
Ganze Produktionslinien werden mit FODT und standardisierten USD-Assets virtuell zusammengestellt, sodass Foxconn Layouts schnell zwischen globalen Standorten migrieren und duplizieren kann (z. B. von Taiwan nach Mexiko). Die Einrichtung und Skalierung neuer Fabriken wird dadurch erheblich beschleunigt.
Simulation des Luftstroms auf Fabrikebene
NVIDIA PhysicsNeMo hat die Simulationszeit erheblich reduziert und ermöglicht so CFD-Simulationen, die bis zu 150-mal schneller sind als herkömmliche Methoden. Kühlungserkenntnisse werden in Minuten statt Stunden geliefert, was die Echtzeit-Entscheidungsfindung im gesamten Fabrikbetrieb erleichtert.
Foxconn integriert NVIDIA PhysicsNeMo, ein Framework für physikgestütztes maschinelles Lernen, in Omniverse. Durch das Training von KI-Modellen mit Daten von herkömmlichen CFD-Solvern (z. B. Cadence) kann Foxconn nahezu Echtzeit-Wärmesimulationen (z. B. für die POD-Kühlung von Rechenzentren) direkt im digitalen Zwilling durchführen, wodurch die Berechnungszeit von Stunden auf Minuten erheblich reduziert wird.
Optimierte Automatisierung und Robotik
Roboterarbeitszellen und Automated Guided Vehicle (AGV)-Logistik werden in der FODT-Plattform simuliert, sodass Foxconn sicherere und effizientere Layouts und Abläufe entwerfen kann, bevor in physische Hardware investiert wird.
Komplexe Roboteraufgaben wie das Festziehen von Schrauben und das Einführen von Kabeln werden mit Isaac Sim-, Isaac Lab-, FoundationPose-Modellen und cuMotion™ für eine kollisionsfreie Bewegungsplanung simuliert und verfeinert.
Foxconn untersucht außerdem die Integration von humanoiden Robotern in seine Betriebsabläufe, nutzt NVIDIA Isaac GR00T für die Entwicklung und nutzt den Mega NVIDIA Omniverse Blueprint, um Roboterflotten vor der Bereitstellung in großem Maßstab zu testen und zu simulieren.
Umsetzbare betriebliche Erkenntnisse
Mit NVIDIA Metropolis entwickelte Foxconn außerdem KI-Agenten für die Videoanalyse mit dem NVIDIA AI Blueprint (eine Plattform zur Videosuche und -zusammenfassung), um die Fabrikhalle zu überwachen. Der KI-Agent analysiert Videomaterial, um Erkenntnisse für verschiedene Szenarien zu liefern, beispielsweise durch die Erkennung von unbefugtem Zutritt zu eingeschränkten Bereichen. Benutzer können über eine Chat-Oberfläche mit dem Video interagieren oder automatisch Berichte generieren, die vom Management auf Grundlage der Analyseergebnisse erforderlich sind.
Manager können auch Produktionslinien immersiv erkunden, während sie die Leistung überwachen und Probleme sofort lösen.
KI-Modelle für intelligente Fabriken
Foxconn treibt seine Vision intelligenter Fabriken voran, indem es FoxBrain entwickelt, eine KI-Plattform, die von NVIDIA NeMo unterstützt wird. FoxBrain wurde in nur vier Wochen trainiert und für traditionelles Chinesisch optimiert. Damit ist es Taiwans erstes großes Sprachmodell mit fortschrittlichen Reasoning-Funktionen. Ursprünglich für den Einsatz in eigenen Fabriken entwickelt, verbessert FoxBrain die Datenanalyse, Entscheidungsfindung und Automatisierung in den Smart-Manufacturing-, Smart-City- und Elektrofahrzeugplattformen von Foxconn. Die effiziente Trainingsstrategie des Modells, die sich auf eine optimierte Ressourcenauslastung konzentriert, hat zu erheblichen Verbesserungen der Simulation, der Ressourcenoptimierung und der Fertigungsprozesse geführt.
Foxconn
Intelligente Fabriken der nächsten Generation, die durch digitale Zwillinge unterstützt werden
Die Plattform Fii Omniverse Digital Twin (FODT) von Foxconn verändert das Design und den Betrieb von Fabriken.
Die standardisierten USD-Asset-Bibliotheken und die FODT-Methodik haben die Fabrikbereitstellung beschleunigt, indem sie eine schnelle Migration und Duplizierung von Produktionslinien zwischen globalen Standorten ermöglicht haben. Dadurch wurde die Zeit für neue Fabrikinbetriebnahmen und Skalierungsprozesse erheblich verkürzt.
Funktionen digitaler Zwillinge bieten eine immersive, intuitive Überwachung von Echtzeit-Produktions-KPIs. Die betriebliche Transparenz hat sich verbessert, und die Reaktionen auf Probleme während des gesamten Fertigungsprozesses sind schneller.
Diese Technologien und Methoden bilden die Grundlage für die intelligenten Fabriken von Foxconn. Die Integration von digitalen Zwillingen, KI und Simulationstechnologien unterstützt fortschrittliche Anlagenmodellierung, Simulation, Planung und Betriebsmanagement, sodass Foxconn an der Spitze der Fertigungsinnovationen steht.
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