Ziel
NVIDIA und BMW zeigen gemeinsam, wie digitale Zwillinge und virtuelle Welten die Zukunft der Fertigung vorantreiben werden.
Kunde
BMW
Partner
Bentley Systems, Autodesk
Anwendungsfall
Virtualisierung in der Industrie
Technologie
NVIDIA Isaac Sim, NVIDIA Omniverse, NVIDIA Quadro RTX 8000, NVIDIA RTX-betriebene Server auf der EGX-Plattform
Effizienz steigern – weltweit
BMW produziert jährlich 2,5 Millionen Autos, und Kunden passen 99 Prozent dieser Autos vor dem Kauf individuell an. Die Herausforderungen für die Fertigung sind komplex und um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss BMW kontinuierlich Lösungen finden, um die hohen Anforderungen seiner Kunden zu erfüllen. Mit NVIDIA Omniverse Enterprise will BMW viele Aspekte einer ganzen Fabrik in Echtzeit simulieren und einen digitalen Zwilling oder ein virtuelles Modell erstellen, das ein physisches Objekt genau widerspiegelt. Durch die Integration von NVIDIA Omniverse in ihre Arbeitsabläufe kann das Team von BMW seine Konstruktions- und Managementprozesse verbessern, seine Produktionsziele erreichen und die Erwartungen der Kunden übertreffen.
Personalisierung im großen Maßstab
Um industrielle digitale Zwillinge effektiv für die Gestaltung des Workflows einer Fabrik einzusetzen, muss BMW die genauesten Daten von seinem physischen Gegenstück sammeln. Das Unternehmen nutzte bisher verschiedene Softwareplattformen, um Betriebsdaten von globalen Teams zu erfassen, doch mit über 30 Fabriken weltweit wurde es schwierig und zeitaufwendig, die umfangreiche Datenmenge zu verfolgen. Dadurch wurden die Daten anfällig für Ungenauigkeiten und Diskrepanzen.
Bild mit freundlicher Genehmigung von BMW.
- NVIDIA Omniverse Enterprise bietet einen offenen, virtuellen Raum, in dem die BMW-Teams von jedem Ort aus in Echtzeit an den gleichen Modellen zusammenarbeiten können.
- Mit Omniverse Connectors können verschiedene Benutzer einfach auf Anwendungen wie Bentley Microstation und Autodesk Revit zugreifen und gemeinsam an denselben Projekten arbeiten.
- Mit NVIDIA Isaac Sim kann BMW eine Flotte intelligenter Roboter für die Logistik einsetzen, um den Materialfluss in der Produktion zu verbessern.
- Das Team kann auch NVIDIA Isaac für die synthetische Datengenerierung und Domänenrandomisierung nutzen.
- Mit der NVIDIA Fleet Command Software können BMW-Mitarbeiter Roboter und Maschinen auch in der Fabrik sicher orchestrieren.
Bilder mit freundlicher Genehmigung von BMW
Zusätzlich erfolgt die Planung einer Fabrik-Rekonfiguration in der Regel beim Start eines neuen Fahrzeugs, und BMW muss die Sicherheit und Ergonomie der Arbeiter berücksichtigen sowie die Interaktionen eines Roboters mit der neuen Umgebung umschulen. Die Ausführung des effizientesten Plans ist eine mühsame Aufgabe, da 57.000 Mitarbeiter von BMW neben Tausenden von Robotern arbeiten. Neben Menschen kann die Programmierung eines Robotersystems für mehrere Umgebungsszenarien Wochen oder Monate dauern. Selbst die Verwendung von KI zum Trainieren der Roboter erfordert Hunderttausende virtueller Szenarien und steigt in der Komplexität mit der Anzahl der eingesetzten Roboter.
Wenn es darum geht, die Rekonfiguration einer Fabrik zu optimieren, um den effizientesten und sichersten Weg für die Arbeiter zu finden, kann der Prozess Monate dauern und Hunderttausende von Dollar kosten. Die Unfähigkeit, Daten zwischen der physischen Fabrik und ihrem digitalen Zwilling zu synchronisieren, kann zu fehlerhaften Entscheidungen führen, wodurch möglicherweise höhere Kosten entstehen.
Um all diese Herausforderungen zu bewältigen und weiterhin hochwertige Fahrzeuge herzustellen, haben die Produktionsplaner bei BMW einen realitätsgetreuen Planungs- und Bereitstellungslebenszyklus für jede Fabrik innerhalb ihres globalen Produktionsnetzwerks simuliert.
Optimierung der Zusammenarbeit in der Fabrik
Mit NVIDIA Omniverse Enterprise kann BMW Daten in Echtzeit erfassen oder in separaten Datenbanken gespeichert und mithilfe von KI einen fotorealistischen, akkuraten, lebenden digitalen Zwilling der physischen Fabrik simulieren. Die Plattform, die für 3D-Designteams entwickelt wurde, um gleichzeitig über mehrere Software-Suiten in einem gemeinsamen virtuellen Raum zusammenzuarbeiten, ermöglicht es Designern und Bedienern be BMW, jedes Detail zu sehen und an einem Modell zusammenzuarbeiten.
BMW verwendete NVIDIA-zertifizierte HPE Apollo 6500-Server, die mit NVIDIA RTXTM 8000-GPUs ausgestattet sind, um Omniverse Kit zu hosten, eine Plattform zum Erstellen von Apps und Microservices, die für Bearbeitung und Rendering verwendet werden, neben Workstations von Altair. Ein einziger leichter Server hostet Omniverse Nucleus, den zentralen Datenbank-Hub für die Erstellung digitaler Inhalte (DCC), den Benutzer nutzen, um sich in einem gemeinsamen virtuellen Raum zu verbinden und zusammenzuarbeiten. Dies ist möglich, weil der Nucleus-Server Dateien aus anderen DCC-Anwendungen in das Universal Scene Description (USD) Format neu formatiert.
BMW nutzt Anwendungen wie Bentley Microstation, Autodesk Revit und Dassault Systèmes CATIA-Export nach Omniverse, sodass Benutzer, die in einer der Apps arbeiten, sich mit einem Projekt auf dem Server verbinden und dasselbe Asset wie andere bearbeiten können.
BMW trainiert seine Bereitstellungsroboter mit NVIDIA Isaac Sim. Mit Isaac Sim kann BMW synthetische Daten mit Domain-Randomisierung für das maschinelle Lernen generieren. Das bedeutet, dass Millionen von generierten Bildern mit fotorealistischen Objekten unendlicher Variation – einschließlich Texturen, Ausrichtungen und Lichtbedingungen – in verschiedenen simulierten Umgebungen verwendet werden, was es virtuellen Robotern ermöglicht, das entsprechende Verhalten unter jeder Bedingung zu lernen. Sobald die gewünschte Sequenz gefunden ist, können die realen Materialien und Roboter gebaut werden, um diese Informationen widerzuspiegeln.
„Omniverse erhöht die Präzision und Geschwindigkeit und damit die Effizienz unserer Planungsprozesse erheblich.“
Milan Nedeljkovic
| Vorstandsmitglied Produktion, BMW AG
Virtuelle Welten verbinden
Mit Omniverse Enterprise können die Produktionsdesigner und -planer von BMW dieselbe virtuelle Umgebung nutzen wie die Roboter-Teams mit Isaac Sim. Dadurch ist es nicht erforderlich, die Umgebung in jeder alternativen Simulationssoftware, die von anderen Teams verwendet wird, neu aufzubauen.
Die effiziente Bereitstellung von Software und Überwachung der Systemzustände an so vielen Edge-AI-Standorten weltweit kann eine kostspielige Herausforderung sein. Mit NVIDIA Fleet Command können jedoch nicht nur Roboter und Maschinen aus der Ferne gesteuert und aktualisiert werden, sondern von Sensoren erfasste Daten werden auch wieder in Omniverse hochgeladen. Diese kontinuierliche Datenschleife zwischen physischen und virtuellen Umgebungen synchronisiert die aktuellsten Informationen und ermöglicht einen realitätsgetreuen digitalen Zwilling, sodass BMW zu jedem Zeitpunkt die fundiertesten Entscheidungen treffen kann.
Bild mit freundlicher Genehmigung von BMW.
„Gemeinsam machen wir einen großen Sprung nach vorne und eröffnen völlig neue Perspektiven im Bereich der virtuellen, digitalen Planung“, sagt Milan Nedeljkovic, Vorstand der BMW AG für Produktion. „Eine virtuelle Darstellung unseres Produktionsnetzwerks wird es uns zukünftig ermöglichen, einen innovativen, integrierten Ansatz für unsere Planungsprozesse umzusetzen. Omniverse erhöht die Präzision und Geschwindigkeit und damit die Effizienz unserer Planungsprozesse erheblich.“
BMW ebnet damit den Weg für Millionen von Fabriken in der Welt, um ihre Produktionsabläufe zu erweitern. Diese erhöhte Effizienz und Produktivität wird den Verbrauch reduzieren, die Arbeitsbedingungen verbessern und letztendlich zur Herstellung besserer Produkte beitragen.