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™-Bibliotheken 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-Bibliotheken, um umfassende virtuelle Nachbildungen der Fabriken von Foxconn zu erstellen. Dies ermöglicht simulationsgestützte Designprozesse, 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 NVIDIA 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
Foxconn
Virtuelle Fabriken liefern umsetzbare Erkenntnisse
Die FODT-Plattform verändert die Art und Weise, wie Foxconn seine Fabriken entwirft und betreibt. FODT nutzt NVIDIA Omniverse-Bibliotheken und -Microservices für die Entwicklung und den Betrieb von digitalen Zwillingen der intelligenten Fabriken von Foxconn und die Bereitstellung handlungsrelevanter Erkenntnisse und Ergebnisse. 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, ein Framework für physikgestütztes maschinelles Lernen, hat die Simulationsdauer erheblich reduziert und ermöglicht so CFD-Simulationen, die bis zu 150-mal schneller sind als bei herkömmlichen Methoden. Erkenntnisse zur Kühlung werden in Minuten statt Stunden geliefert, was eine Echtzeit-Entscheidungsfindung im gesamten Fabrikbetrieb ermöglicht.
Foxconn hat NVIDIA PhysicsNeMo in Omniverse integriert, um KI-Modelle mit Daten aus herkömmlichen CFD-Solvern (z. B. Cadence) zu trainieren. Dieser Ansatz ermöglicht nahezu echtzeitbasierte Kühlungssimulationen (z. B. für die POD-Kühlung im Rechenzentrum) direkt im digitalen Zwilling und beschleunigt Berechnungen erheblich – von Stunden auf wenige Minuten.
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- und FoundationPose-Modellen sowie NVIDIA cuMotion™ für eine kollisionsfreie Bewegungsplanung simuliert und verfeinert.
Foxconn untersucht auch die Integration humanoider Roboter in seinen Betrieb und nutzt NVIDIA Isaac GR00T für die Entwicklung.
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 für intelligente Fabriken voran, indem das Unternehmen 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 Simulationszeiten, der Ressourcenoptimierung und der Fertigungsprozesse geführt.
Foxconn
Beschleunigte Fertigung durch Computertechnologien in Amerika
Foxconn baut eine hochmoderne Anlage in Houston, Texas, wobei die Ingenieure den neuen Lösungsstack für digitale Zwillinge von Siemens nutzen, der auf NVIDIA Omniverse-Bibliotheken basiert. Auf diese Weise kann vor dem Bau jedes mechanische, elektrische und sanitäre System virtuell zusammengesetzt und überprüft werden.
Für diesen von Grund auf digital konzipierten Fabrikansatz wird der NVIDIA Omniverse Blueprint „Mega“ sowie das Open-Source-Framework NVIDIA Isaac Sim genutzt, um Flotten KI-gestützter Roboter zu entwickeln, zu simulieren, zu trainieren und zu prüfen. Diese Roboter sollen mit Fabrikangestellten zusammenarbeiten und bei der Herstellung von KI-Infrastruktursystemen mit NVIDIA helfen.
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.
Erfahren Sie, wie NVIDIA Omniverse und NVIDIA KI-Plattform-Technologien Ihnen helfen können, Ihre eigenen industriellen digitalen Zwillinge zu entwickeln und Ihre Betriebsabläufe zu optimieren.