제조업
Foxconn, 디지털 트윈을 갖춘 물리 AI 기반 스마트 팩토리 개발
목표
세계 최대 전자제품 제조업체인 Foxconn(Hon Hai Technology Group)은 산업 디지털 혁명을 위한 세계 최첨단 제품의 제작 방식을 재정의하고 있습니다. 이 회사는 NVIDIA Omniverse™와 유니버셜 씬 디스크립션(OpenUSD)으로 구동되며 물리적으로 정확한 디지털 트윈을 사용하여 NVIDIA GB200 Grace™ Blackwell Superchip 시스템 등의 복잡한 대량 생산 시설을 설계, 배포, 관리합니다. Foxconn의 Fii Omniverse 디지털 트윈(FODT) 플랫폼은 NVIDIA Omniverse를 활용하여 포괄적인 가상 팩토리 복제본을 생성합니다. 이 방식으로 회사의 전 세계 지점에서 시뮬레이션 기반 설계, 실시간 모니터링, 운영 최적화가 가능합니다.
Foxconn은 Omniverse를 통해 다음과 같은 산업 혁신을 주도합니다.
- 열 분석 목적으로 NVIDIA PhysicsNeMo AI 모델을 사용한 컴퓨팅 유체 역학(CFD) 시뮬레이션은 150배 더 빠릅니다(몇 분과 몇 시간 비교).
- 표준화된 OpenUSD(Universal Scene Description) 기반 디지털 트윈 에셋을 활용하여 글로벌 팩토리 간 전체 생산 라인을 신속하게 마이그레이션합니다.
- 실제 배포 전에 Isaac Sim을 활용한 시뮬레이션 기반 설계 및 평가를 통해 로봇 운영을 고도화할 수 있습니다.
- Material Control Systems 및 NVIDIA cuOpt™와 시뮬레이션을 연결하여 Dynamic AGV 경로를 최적화했습니다.
- 디지털 트윈 모니터링 실시간 프로덕션 KPI를 통해 운영 가시성을 개선하여 잠재적인 문제에 더 빠르게 대응할 수 있도록 지원합니다.
물리적 세계와 가상 세계를 연결하여 팩토리 계획 개선
현대 전자 산업은 그 어느 때보다 복잡한 과제에 직면해 있습니다. 여러 글로벌 현장에서 대규모 생산 라인을 설정하고 최적화하며 관리하려면 상당한 시간과 리소스가 필요합니다.
팩토리 설계, 레이아웃 평가, 로봇 프로그래밍, 물류 계획, 환경 분석을 위한 기존의 방식은 느리고, 사일로화되어 있으며, 연산 비용이 많이 듭니다. 이는 제조업체가 실시간 분석을 수행하거나 운영을 유동적으로 최적화하며, 모범 사례를 전 사업장에 확산하는 능력을 제한합니다.
Foxconn은 새로운 팩토리 설계가 수행되는 방식을 정확하게 시뮬레이션할 수 있도록 물리적 세계와 가상 세계를 연결할 통합 플랫폼이 필요했습니다. 이 회사에서는 팩토리 전 과정에서 더 빠른 반복, 더 나은 협업, 데이터 기반 의사 결정을 가능하게 하는 솔루션을 찾았습니다.
“수익 창출, 팩토리 구축, 팩토리 계획 등을 고려하면 약 50% 단축할 수 있다고 믿습니다. 가상 환경에서 모든 것을 모델링하여 모든 것이 적합하고 장애물이 없도록 한 다음 장비를 배포할 수 있습니다."
Leo Guo
, Fii Robotic Group
Foxconn의 총괄 관리자
Foxconn
가상 팩토리, 실행 가능한 인사이트 제공
FODT 플랫폼은 Foxconn이 공장을 설계하고 운영하는 방식을 변화시키고 있습니다. FODT는 NVIDIA Omniverse 플랫폼 기술을 활용하여 Foxconn 스마트 팩토리의 디지털 트윈을 구축하고 운영하며 실제 인텔리전스와 성과를 제공하고 있습니다. FODT 플랫폼은 가상 팩토리를 실제 운영 데이터에 연결하며, 제조 실행 시스템(MES), 작업 현장 제어(SFC), 자동화 시스템에서 도출된 주요 지표가 있는 대시보드를 갖추고 있습니다.
팩토리 배포 가속화
FODT와 표준화된 USD 자산을 사용하여 전체 생산 라인을 가상으로 조립하여, Foxconn은 글로벌 현장 간에(예: 대만에서 멕시코로) 레이아웃을 신속하게 마이그레이션하고 복제할 수 있습니다. 그 결과 새로운 팩토리 가동과 확장 속도가 크게 가속화되고 있습니다.
팩토리 수준 공기 흐름 시뮬레이션
NVIDIA PhysicsNeMo는 시뮬레이션 시간을 대폭 단축하여 CFD 시뮬레이션이 기존의 방식보다 최대 150배 더 빠르도록 지원합니다. 열 인사이트는 몇 시간이 아닌 몇 분 이내에 제공되므로 팩토리 운영 전반에서 실시간 의사 결정이 용이해집니다.
Foxconn은 물리 기반 머신 러닝을 위한 프레임워크인 NVIDIA PhysicsNeMo를 Omniverse와 통합합니다. Foxconn은 기존의 CFD 솔버(예: Cadence)의 데이터로 AI 모델을 훈련함으로써, 디지털 트윈 내에서 직접 실시간에 가까운 열 시뮬레이션(예: 데이터센터 POD 냉각)을 수행하여 연산 시간을 몇 시간에서 몇 분으로 대폭 단축할 수 있습니다.
최적화된 자동화 및 로보틱스
Foxconn은 FODT 플랫폼에서 로봇 워크셀과 자동 유도 차량(AGV) 물류를 시뮬레이션하여 물리적 하드웨어에 대한 자본 투자에 앞서 더 안전하고 효율적인 레이아웃과 운영을 설계할 수 있습니다.
Isaac Sim, Isaac Lab, FoundationPose 모델, cuMotion™을 사용하여 나사 조임 및 케이블 삽입과 같은 복잡한 로보틱스 작업을 시뮬레이션하고 개선하여 충돌 없는 모션 계획을 지원합니다.
Foxconn은 또한 NVIDIA Isaac GR00T를 개발에 사용하고, Mega NVIDIA Omniverse Blueprint를 채택하여 배포 전에 로봇 그룹을 대규모로 테스트하고 시뮬레이션하여 휴머노이드 로봇을 운영에 통합하는 방법을 탐색하고 있습니다.
실행 가능한 운영 인사이트
또한 Foxconn은 NVIDIA Metropolis에 기반하여, 비디오 검색 및 요약 목적으로 NVIDIA AI Blueprint를 사용하여 비디오 분석 AI 에이전트를 구축함으로써 팩토리 현장을 모니터링합니다. AI 에이전트는 비디오 영상을 분석하여 제한 구역 무단 침입 감지 등 다양한 시나리오에 대한 인사이트를 제공합니다. 사용자는 채팅 인터페이스를 통해 비디오와 상호 작용하거나 분석 결과를 기반으로 관리에 필요한 보고서를 자동으로 생성할 수 있습니다.
또한 관리자는 생산 라인을 몰입형 방식으로 탐색하면서 성능을 모니터링하고 문제를 즉시 해결할 수 있습니다.
지능형 팩토리를 위한 AI 모델
Foxconn은 NVIDIA NeMo로 구동되는 AI 플랫폼인 FoxBrain을 개발하여 지능형 팩토리라는 비전을 발전시키고 있습니다. 단 4주 만에 훈련된 FoxBrain은 번체 중국어에 최적화되어 있으며, 고급 추론 기능을 갖춘 대만 최초의 거대 언어 모델로 자리매김했습니다. 처음에는 자체 팩토리에서 사용하기 위해 설계되었던 FoxBrain은 Foxconn의 스마트 제조, 스마트 시티, 전기 자동차 플랫폼 전반에서 데이터 분석, 의사 결정 및 자동화를 강화합니다. 최적화된 리소스 활용에 중점을 둔 이 모델의 효율적인 학습 전략은 시뮬레이션 시간, 리소스 최적화 및 제조 프로세스를 크게 개선하는 데 기여했습니다.
Foxconn
디지털 트윈으로 구동되는 차세대 스마트 팩토리
Foxconn의 Fii Omniverse Digital Twin(FODT) 플랫폼은 팩토리 설계와 운영을 혁신하고 있습니다.
표준화된 USD 자산 라이브러리와 FODT 방법론은 글로벌 사이트 간 생산 라인을 신속하게 마이그레이션하고 복제할 수 있도록 하여 팩토리 배포를 가속화했습니다. 이로써 새로운 팩토리 가동 및 프로세스 확장에 필요한 시간이 크게 단축되었습니다.
디지털 트윈 기능은 실시간 프로덕션 KPI를 직관적인 몰입형 방식으로 모니터링합니다. 운영 가시성이 개선되었으며, 제조 공정 전반에서 문제에 대한 대응이 더 빠르게 이루어집니다.
이러한 기술과 방법론은 Foxconn의 스마트 팩토리를 위한 기반입니다. 디지털 트윈, AI, 시뮬레이션 기술이 통합되어 고급 공장 모델링, 시뮬레이션, 계획, 운영 관리를 뒷받침하고 있으며, Foxconn은 제조 혁신의 선두에 서게 되었습니다.
NVIDIA Omniverse와 NVIDIA AI 플랫폼 기술을 활용하여 자체 산업 디지털 트윈을 구축하고 운영을 혁신하는 방법을 알아보세요.