自動車製造

NVIDIA Omniverse Enterprise で工場の未来を切り開く

目的

NVIDIA と BMW は協力して、デジタル ツインと仮想世界が、製造業の未来をどのように推し進めていくのかをご紹介します。

顧客

BMW

パートナー

Bentley Systems、Autodesk

ユース ケース

産業の仮想化

テクノロジ

NVIDIA Isaac Sim、NVIDIA Omniverse、NVIDIA Quadro RTX 8000、EGX プラットフォーム上の NVIDIA RTX 搭載サーバー

世界規模の効率化の推進

BMW は年間 250 万台の車を生産していますが、そのうち 99% は購入前にカスタマイズされています。製造業の課題は複雑であるため、競争力を維持するために、BMW は顧客の高い要求に応える解決策を継続的に見つける必要があります。BMW は、NVIDIA Omniverse™ Enterprise を使用して、工場全体の多くの側面をリアルタイムでシミュレーションし、物理的な物体を正確に反映するように設計されたデジタル ツイン、または仮想モデルを生成することを目指しています。NVIDIA Omniverse をワークフローに統合することで、BMW のチームは建設と管理プロセスを強化し、生産目標を達成して、顧客の期待を上回ることができます。

大規模なカスタマイズ

工場のワークフローを設計する産業用デジタル ツインを効果的に展開するため、BMW は物理的な対象から最も正確なデータを収集する必要があります。従来、同社はグローバル チームから業務データを収集するために、さまざまなソフトウェア プラットフォームを使用していましたが、世界中に 30 を超える工場があるため、膨大な量のデータを追跡することは、困難で時間のかかるものでした。これにより、データが不正確になったり矛盾に陥りやすくなりました。

画像提供: BMW

  • NVIDIA Omniverse Enterprise は、BMW チームが同じモデルでリアルタイムに、どこからでも共同作業できるオープンな仮想空間を提供します。
  • Omniverse Connector を使用することで、さまざまなユーザーが Bentley Microstation や Autodesk Revit などのアプリケーションに簡単にアクセスし、同じプロジェクトに一緒に取り組むことができます。
  • NVIDIA の Isaac Simを使用することで、BMW は物流にインテリジェント ロボットを導入し、生産における資材の流れを改善することができます。
  • チームはまた、合成データの生成とドメイン ランダムゼーションのために NVIDIA Isaac を活用できます。
  • また、NVIDIA Fleet Command ソフトウェアを使用し、BMW の作業員は工場内でロボットや機械を安全に操作することができます。

画像提供: BMW

さらに、工場の再構成は、通常、新型車を発売するときに計画されます。BMW は、作業員の安全と人間工学を考慮し、新しい環境にロボットの動作を再適応させる再トレーニングをする必要があります。最も効率的な計画を実行するのは、努力を要するタスクです。というのも、BMW の 5 万 7 千 人の従業員と数千台のロボットが共に作業することを考慮する必要があるからです。人間に加えて、複数の環境シナリオに対応するロボットのシステムをプログラムするには、完了に数週間から数ヶ月かかることがあります。AI を使用してロボットを訓練する場合でも、数十万の仮想シナリオが必要であり、使用中のロボットの数が増加すると複雑さが増します。

さらに、工場の再構成を最適化して、作業員にとって最も効率的で安全なパスを見つけるとなると、プロセスの実装に数ヶ月かかり、費用が数十万ドルにのぼることもあります。実際の工場とデジタル ツインの間でデータを同期できないと、デジタル ツインの誤った決定につながり、潜在的に高額な費用が生じることも起こり得ます。

これらの課題をすべて克服し、高品質の車両を作り続けるために、BMW のプロダクト プランナーは、世界的規模の生産ネットワーク内のすべての工場で、現実に忠実な計画およびデプロイ ライフサイクルをシミュレーションをすることを目指しました。

工場連携の合理化

NVIDIA Omniverse Enterprise により、BMW はリアルタイムでキャプチャされたデータや個別のデータベースに保存されたデータを使用し、AI を用いて写真のようにリアルで正確な物理的工場のデジタル ツインをシミュレーションすることができます。このプラットフォームは、3D デザイン チームが共有の仮想空間内で、複数のソフトウェア スイートで同時に共同作業できるように構築されているため、BMW のデザイナーやオペレーターは、あらゆる詳細情報を把握し、1 つのモデルで共同作業を行うことができます。

BMW は、NVIDIA RTX™ 8000 GPU を搭載した NVIDIA 認定システム HPE Apollo 6500 サーバーを使用し、Altair のワークステーションとともに、編集やレンダリングに使用されるアプリやマイクロサービスの開発プラットフォームである Omniverse Kit をホストしました。単一の軽量サーバーで、ユーザーが共有仮想空間でつながり、コラボレーションを行うために使用する、デジタル コンテンツ作成 (DCC) の中央データベース ハブである Omniverse Nucleus をホストします。これは、Nucleus サーバーが他の DCC アプリのファイルを Universal Scene Description (USD) 形式に書き換えるため、可能です。

BMW は、Bentley Microstation、Autodesk Revit、Dassault Systèmes CATIA などのアプリケーションから Omniverse へのエクスポート機能を使用しているため、ユーザーはこれらのどのアプリで作業していても、サーバー上のプロジェクトに接続して、他のアプリと同じアセットを操作することができます。

BMW は、配送ロボットのトレーニングに NVIDIA Isaac Sim を採用しています。Isaac Sim を使用することで、BMW は機械学習のためにドメイン ランダムゼーションで合成データを生成できます。つまり、テクスチャ、方向、照明条件など、無限のバリエーションを持つ写真のようにリアルな物体の、何百万という生成画像を使用し、仮想ロボットがどのような条件下でも適切な行動を学習できることを意味します。望ましいシーケンスが見つかったら、この情報を反映して現実世界の素材やロボットを構築することができます。

Omniverse は当社のプランニング プロセスの精度、スピード、ひいては効率を大幅に向上させます。

BMW AG 制作部門重役
Milan Nedeljkovic 氏

仮想世界をつなぐ

Omniverse Enterprise により、BMW のプロダクト デザイナーやプランナーは、Isaac Sim を使用するロボット チームと同じ仮想環境を使用できます。これにより、他のチームが使用する代替シミュレーション ソフトウェアごとに、環境を再構築する必要がなくなります。

世界中のエッジ AI の拠点は数多く存在しており、ソフトウェアの導入とシステムの状態の監視を効率的に実行するのは、コスト面で課題となる可能性があります。しかし、NVIDIA Fleet Command を使用することで、ロボットやマシンを遠隔操作で制御し、更新できるだけでなく、センサーからキャプチャされたデータを Omniverse にアップロードできます。物理環境と仮想環境との間で継続的にデータをやり取りすることで、最新の情報を同期し、現実を忠実に再現したデジタル ツインが可能になります。これにより、BMW はどのような場合でも、最も多くの情報に基づいた判断を行うことができます。

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画像提供: BMW

我々は一丸となって、仮想デジタル プランニングの分野で、飛躍的に前進し、全く新しい視点を切り開いています」と、BMW AG の本番環境担当取締役である Milan Nedeljkovic は述べています。将来、当社の本番環境ネットワークを仮想化することで、革新的な統合手法をプランニング プロセスに導入できるでしょう。Omniverse は当社のプランニング プロセスの精度、スピード、ひいては効率を大幅に向上させます」

BMW は、世界中の数千万の工場が生産ワークフローを強化する道筋を整えています。これにより、効率と生産性が向上し、消費を減らし、作業員の労働条件の改善につながり、最終的により良い製品を生み出します。