Production industrielle
Volkswagen Sachsen rationalise le déploiement de robots avec Wandelbots NOVA et NVIDIA Isaac Sim
Wandelbots
Objectif
Wandelbots accélère l'automatisation de la robotique en combinant sa plateforme NOVA indépendante du matériel avec le framework NVIDIA Isaac Sim™. Cette initiative aide des constructeurs comme Volkswagen Sachsen à programmer, simuler et déployer virtuellement des robots dans des environnements d'une grande précision physique avant leur déploiement dans le monde réel, ce qui réduit considérablement la complexité matérielle et les délais de déploiement tout en assurant une exécution transparente dans le monde réel.
Client
Volkswagen
Partenaire
Wandelbots
Cas d'utilisation
Robotique
Produits
NVIDIA Isaac
NVIDIA Omniverse
Principaux enseignements
- Programmation accélérée des robots avec délais réduits de plusieurs semaines à quelques minutes pour des tâches de fabrication complexes sur les principaux sites de production automobile.Compatibilité améliorée avec les robots reposant sur une simplicité de programmation accrue grâce à l'intégration transparente d'une gamme variée de robots et de capteurs, via l'exploitation par NOVA de solutions telles que Isaac Sim et OpenUSD.
- Modèle de déploiement virtuel-à-physique d'une grande transparence permettant aux applications de robotique d'être développées, simulées et validées sur le plan numérique dans des environnements de haute précision physique, pour une exécution en usine sans réécriture de code.
- Accès élargi des développeurs aux technologies d'automatisation de la robotique grâce à l'architecture agnostique de NOVA qui permet à des développeurs de différents horizons, et pas seulement aux experts de la robotique, de concevoir et de déployer des solutions d'automatisation.
L'industrie automobile face aux défis de l'automatisation
Le secteur de la fabrication automobile est actuellement confronté à une convergence de défis majeurs : pénurie de main-d’œuvre, hausse des coûts opérationnels, chaînes d’approvisionnement volatiles et pressions inédites en matière de conformité énergétique et de critères environnementaux, sociaux et de gouvernance.
Le déploiement des solutions d’automatisation de la robotique a toujours été chronophage et tributaire de la programmation manuelle, ce qui limitait les initiatives de déploiement à une poignée de programmeurs experts et de logiciels propriétaires.
Pour Volkswagen Sachsen, le défi était clair : permettre une phase de déploiement à la fois rapide et flexible avec des robots accessibles à davantage d'ingénieurs et adaptables à des lignes de production en constante évolution.
Le processus d’assemblage des revêtements de toit des véhicules de Volkswagen présentait par exemple un défi technique et opérationnel bien spécifique. Le revêtement de toit est un composant de grande taille et très souple qui doit être installé avec précision à l'intérieur d'un véhicule, ce qui rend sa pose éminemment difficile à automatiser en raison de sa taille, de son poids et de la nécessité d'une manipulation précise. Les ingénieurs de Volkswagen ont dû programmer et entraîner manuellement les robots, un processus itératif qui a nécessité de nombreuses ressources et qui a requis des réglages longs de plusieurs semaines. La difficulté était aggravée par la nécessité de tenir compte de changements subtils dans les propriétés des matériaux, mais aussi des variations de conception des véhicules et des faibles tolérances en matière d'assemblage.
Cela signifiait que la préparation des robots pour l'assemblage des revêtements de toit impliquait non seulement de programmer des mouvements exacts, mais aussi de répéter les essais et les erreurs dans l'atelier pour optimiser les conceptions de pinces, les trajets des robots et les paramètres de processus. L'inefficacité de cette approche a provoqué des temps d'arrêt plus fréquents, une forte augmentation des dépenses opérationnelles et un goulot d'étranglement substantiel en matière de mise à l'échelle de l'automatisation dans d'autres stations de montage.
Réduction des délais de production avec une approche axée sur la simulation
Wandelbots a aidé Volkswagen Sachsen à surmonter les obstacles énumérés ci-dessus avec NOVA, le premier système d’exploitation entièrement agnostique pour la robotique. NOVA découple le matériel de robotique de la suite logicielle traditionnellement associée, fournissant ainsi une couche d'abstraction unifiée compatible avec toutes les grandes marques de robots.
Au cœur de la puissance de NOVA figure son intégration fructueuse à NVIDIA Isaac Sim,un framework de référence pour les simulations de robotique basé sur NVIDIA Omniverse™ et OpenUSD. Cette fondation standardisée et interopérable permet aux utilisateurs de contrôler et de simuler une large gamme de robots industriels, quel que soit le contrôleur OEM sous-jacent en "black box", tout en garantissant des échanges de données en toute transparence sur l'ensemble du pipeline de fabrication. En tenant lieu de couche d'abstraction, NOVA agit en tant qu'interface unique et flexible.
Cette approche logicielle permet de répondre aux défis liés à l'exploitation d'une logique de contrôleur propriétaire, ce qui permet de simuler, programmer et tester différentes variations entre différentes marques de robots au sein de l'environnement numérique d'Isaac Sim. Les développeurs peuvent ainsi créer, simuler et perfectionner des workflows avec un système de jumeaux numériques à haute précision physiqueen simulant absolument tout, du comportement du robot à la simulation de capteurs en passant par le déploiement d'applications sur des robots physiques.
Wandelbots
Cette approche novatrice a été présentée à la Gläserne Manufaktur (usine transparente) de Volkswagen Sachsen à Dresde, au sein de laquelle Wandelbots, en étroite collaboration avec les ingénieurs de Volkswagen, a expérimenté de nouvelles méthodes pour accélérer l’assemblage de composants complexes tels que les revêtements de toit. Bien que ce projet ambitieux n’ait pas encore été déployé à des fins de production en série, il démontre comment la robotique basée sur la simulation peut transformer les processus de fabrication, ouvrant la voie à une adoption plus large dans l’ensemble du réseau de production mondial de Volkswagen.
En adoptant la plateforme de Wandelbots axée sur les logiciels et en s’intégrant à la plateforme NVIDIA Omniverse basée sur OpenUSD, Volkswagen Sachsen a pu progressivement s’éloigner des approches manuelles généralement chronophages. L’entreprise peut désormais itérer et tester de nouveaux scénarios au sein d'un monde virtuel, en réduisant les délais de développement de plusieurs mois à moins d’une journée pour expérimenter de nouvelles solutions d’assemblage robotisé et réduire la dépendance à l’égard des programmeurs de robots hautement spécialisés. La fondation OpenUSD garantit que les configurations robotiques et les jumeaux numériques développés pour une application unique peuvent être réutilisés et modifiés en toute fluidité pour d'autres lignes de production. Cette flexibilité accélère l'évolutivité pour l'ensemble des opérations de fabrication de Volkswagen.
Au-delà de Volkswagen, certains de nos partenaires tels que Grid Dynamics et SmartRay utilisent NOVA pour des cas d'utilisation tels que l'inspection automatisée du soudage, le baking pour l'optimisation de projets reposant sur la simulation et l'expérimentation physique sans les contraintes habituelles de délais et de coûts.
Une transformation majeure
Comme l'illustre son déploiement à succès chez Volkswagen Sachsen, la plateforme NOVA de Wandelbots a permis d’obtenir trois résultats particulièrement frappants :
- Un développement nettement plus rapide: Volkswagen Sachsen a pu former, tester et valider des compétences avancées pour la robotique dans son environnement de jumeaux numériques, puis transférer les compétences acquises à sa flotte de robots sur site en une fraction du temps requis par les méthodes existantes.
- Une grande flexibilité opérationnelle: le recours à une architecture indépendante du cœur permet à Volkswagen d’adapter rapidement l’automatisation aux nouvelles exigences de production, réduisant ainsi les besoins en intégrations ou en reconversions coûteuses spécifiques aux fournisseurs.
- Un bassin de talents plus important: en minimisant les obstacles le plus souvent associés à la programmation de robots, NOVA a permis à un groupe plus diversifié d'ingénieurs et de développeurs de participer au processus d'automatisation. Cela accélère l'innovation et réduit la dépendance à l'égard des spécialistes en robotique.
Redéfinir la robotique pour écrire l’avenir de la production industrielle
En s’associant à Wandelbots, des constructeurs comme Volkswagen utilisent un workflow basé sur la simulation pour atteindre de tout nouveaux niveaux de productivité, d’adaptabilité et d’innovation en robotique. Cette approche de la simulation axée sur les logiciels et alimentée par la technologie de NVIDIA établit une nouvelle norme pour une automatisation industrielle à la fois accessible et rapide.
"Grâce à NOVA, NVIDIA Isaac Sim et NVIDIA Omniverse, nous faisons le pont entre l’infrastructure informatique et les opérations pour les usines définies par logiciel. Nous pouvons désormais créer, tester et déployer des applications de robotique de manière totalement virtuelle, ce qui démocratise l'accès à des techniques d’automatisation évolutives et universelles pour des clients comme Volkswagen, l’un de nos principaux partenaires."
Christian Piechnick
Fondateur et PDG, Wandelbots
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