Manufactura
Foxconn Desarrolla Fábricas Inteligentes Habilitadas para IA con Gemelos Digitales
Objectivo
Foxconn (Hon Hai Technology Group), el fabricante de productos electrónicos más grande del mundo, está redefiniendo la forma en que se diseñan los productos más avanzados del mundo para la revolución digital industrial. La compañía utiliza gemelos digitales físicamente precisos impulsados por NVIDIA Omniverse™ y Universal Scene Description (OpenUSD) para diseñar, implementar y administrar instalaciones de producción complejas y de alto volumen, incluidas las que producen sistemas con superchips NVIDIA GB200 Grace™ Blackwell. La plataforma Fii Omniverse Digital Twin (FODT) de Foxconn utiliza NVIDIA Omniverse para crear réplicas virtuales integrales de sus fábricas. Esto permite el diseño basado en simulación, monitoreo en tiempo real y operaciones optimizadas en todas las operaciones mundiales de la compañía.
Con Omniverse, Foxconn impulsa la transformación industrial, lo que incluye:
- Simulaciones de dinámica de fluidos por computación (CFD) 150 veces más rápidas para análisis de refrigeración utilizando modelos de IA NVIDIA PhysicsNeMo (minutos en comparación con horas).
- Migración rápida de líneas de producción completas entre fábricas globales, habilitada por recursos de gemelo digital estandarizados basados en Universal Scene Description (OpenUSD).
- Operaciones mejoradas de robots mediante diseño y evaluación basados en simulación en Isaac Sim antes de la implementación física.
- Ruta optimizada para AGV dinámico mediante la conexión de simulaciones con Sistemas de Control de Materiales y NVIDIA cuOpt™.
- Visibilidad operativa mejorada a través de un gemelo digital que monitorea los KPI de producción en tiempo real, lo que permite una respuesta más rápida ante posibles problemas.
Los Mundos Físico y Virtual se Fusionan para Mejorar la Planificación de Fábricas
La manufactura electrónica moderna se enfrenta a una complejidad sin precedentes. La configuración, la optimización y la administración de líneas de producción a gran escala en múltiples sitios globales requieren una cantidad significativa de tiempo y recursos.
Los métodos tradicionales para el diseño de fábricas, la evaluación de la disposición, la programación de robots, la planificación logística y el análisis ambiental pueden ser lentos, aislados y costosos a nivel computacional. Limitan la capacidad de un fabricante de realizar análisis en tiempo real, optimizar operaciones de manera dinámica o replicar las mejores prácticas en todas las instalaciones.
Foxconn necesitaba una plataforma unificada que uniera los mundos físico y virtual, y que les permitiera simular con precisión cómo se desempeñarían los nuevos diseños de fábricas. Buscaban una solución que impulse una iteración más rápida, una mejor colaboración y una toma de decisiones basada en datos durante todo el ciclo de vida de la fábrica.
"Si pensamos en el tiempo de generación de ingresos, la configuración y la planificación de la fábrica, creemos que podemos reducir eso en aproximadamente un 50%. Podemos modelar todo en un entorno virtual para asegurarnos de que todo encaje y que no haya obstrucciones. Luego, podemos implementar nuestro equipo”.
Leo Guo
Gerente General de Fii Robotic Group
Foxconn
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Las Fábricas Virtuales Ofrecen Información Procesable
La plataforma FODT está transformando la forma en que Foxconn diseña y opera sus fábricas. FODT aprovecha las tecnologías de la plataforma NVIDIA Omniverse para desarrollar y operar gemelos digitales de las fábricas inteligentes de Foxconn y ofrecer inteligencia y resultados realistas. La plataforma FODT conecta las fábricas virtuales con datos operativos del mundo real, incorporando paneles con métricas clave de los sistemas de ejecución de manufactura (MES), control de planta (SFC) y sistemas de automatización.
Implementación Acelerada en Fábrica
Las líneas de producción completas se ensamblan virtualmente con FODT y recursos de USD estandarizados, lo que le permite a Foxconn migrar y duplicar rápidamente los diseños entre los sitios globales (por ejemplo, de Taiwán a México). Como resultado, la puesta en marcha y el escalado de nuevas fábricas se están acelerando significativamente.
Simulación del Flujo de Aire en Fábrica
NVIDIA PhysicsNeMo ha reducido significativamente el tiempo de simulación, lo que permite simulaciones de CFD hasta 150 veces más rápidas que los métodos tradicionales. La información de refrigeración se entrega en minutos en lugar de horas, lo que facilita la toma de decisiones en tiempo real en todas las operaciones en la fábrica.
Foxconn integra NVIDIA PhysicsNeMo, un framework para machine learning informado por la física, con Omniverse. Al entrenar modelos de IA en datos de solucionadores de CFD tradicionales (por ejemplo, Cadence), Foxconn puede realizar simulaciones de refrigeración casi en tiempo real (por ejemplo, para el enfriamiento de POD en el data center) directamente en el gemelo digital, lo que reduce drásticamente el tiempo de computación de horas a minutos.
Automatización y Robótica Optimizadas
Las células de trabajo de robots y la logística de Vehículos Guiados Automatizados (AGV) se simulan en la plataforma FODT, lo que permite a Foxconn crear diseños y operaciones más seguros y eficientes antes de que se realice una inversión de capital en hardware físico.
Las tareas robóticas complejas, como el ajuste de tornillos y la inserción de cables, se simulan y refinan con los modelos Isaac Sim, Isaac Lab, FoundationPose y cuMotion™ para la planificación de movimiento sin colisiones.
Foxconn también está explorando la integración de robots humanoides en sus operaciones, utilizando NVIDIA Isaac GR00T para el desarrollo e implementando Mega NVIDIA Omniverse Blueprint para probar y simular flotas de robots a escala antes de la implementación.
Información Operativa Procesable
Impulsado por NVIDIA Metropolis, Foxconn también creó agentes de IA para análisis de video con la IA de NVIDIA Blueprint para la búsqueda y el resumen de videos que se utilizan para monitorear la planta. El agente de IA analiza las imágenes de video para proporcionar información para varios escenarios; por ejemplo, detectar la entrada no autorizada a áreas restringidas. Los usuarios pueden interactuar con el video a través de una interfaz de chat o generar automáticamente los informes que requiere la gerencia basándose en los resultados del análisis.
Los gerentes también pueden explorar las líneas de producción de forma inmersiva mientras monitorean el rendimiento y resuelven problemas de forma instantánea.
Modelos de IA para Fábricas Inteligentes
Foxconn está avanzando en su visión de fábricas inteligentes mediante el desarrollo de FoxBrain, una plataforma de IA impulsada por NVIDIA NeMo. FoxBrain se entrenó en solo cuatro semanas y está optimizado para el chino tradicional, por lo que es el primer modelo extenso de lenguaje de Taiwán con capacidades avanzadas de razonamiento. FoxBrain, que se diseñó inicialmente para el uso en sus propias fábricas, mejora el análisis de datos, la toma de decisiones y la automatización en todas las plataformas de manufactura inteligente, ciudades inteligentes y vehículos eléctricos de Foxconn. La estrategia de entrenamiento eficiente del modelo, que se centra en la utilización optimizada de recursos, ha llevado a mejoras significativas en los tiempos de simulación, la optimización de recursos y los procesos de manufactura.
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Fábricas Inteligentes de Próxima Generación Impulsadas por Gemelos Digitales
La plataforma Fii Omniverse Digital Twin (FODT) de Foxconn está transformando el diseño y las operaciones de las fábricas.
Las bibliotecas de recursos de USD estandarizadas y la metodología FODT han acelerado la implementación en las fábricas al permitir la migración rápida y la duplicación de líneas de producción entre sitios globales. Esto ha reducido significativamente el tiempo que se requiere para nuevos lanzamientos en fábrica y procesos de escalado.
Las capacidades de gemelo digital proporcionan un monitoreo inmersivo e intuitivo de los KPI de producción en tiempo real. La visibilidad operativa ha mejorado y la respuesta ante problemas es más rápida durante todo el proceso de manufactura.
Estas tecnologías y metodologías son la base de las fábricas inteligentes de Foxconn. La integración de gemelos digitales, IA y tecnologías de simulación respalda el modelado, la simulación, la planificación y la gestión de operaciones avanzadas de plantas, lo que posiciona a Foxconn a la vanguardia en cuanto a innovación de manufactura se trata.
Descubra cómo las tecnologías de la plataforma NVIDIA Omniverse y la IA de NVIDIA pueden ayudarle a desarrollar sus propios gemelos digitales industriales y transformar sus operaciones.