NVIDIA y BMW Fusionan la Realidad y los Mundos Virtuales para Mostrar la Fábrica del Futuro

por Brian Caulfield

Las fábricas del futuro tendrán un alma: un “gemelo digital” que fusiona al hombre y la máquina de formas asombrosas y nuevas.

El CEO de NVIDIA, Jensen Huang, presentó una impresionante visión del futuro de la fabricación, gracias una demostración que combina realidad y realidad virtual, robótica e inteligencia artificial, para administrar una de las fábricas automotrices de BMW.

“Estamos trabajando con BMW para crear la fábrica del futuro”, anunció Huang durante su discurso de apertura del evento GPU Technology Conference de NVIDIA, antes de darle una mirada a su audiencia.

La demostración destaca la disponibilidad general de NVIDIA Omniverse Enterprise, la primera plataforma tecnológica que permite a los equipos de diseño 3D globales trabajar juntos simultáneamente en múltiples paquetes de software en un espacio virtual compartido.

La demostración de la fábrica de IA ofrece un conjunto completo de tecnologías NVIDIA en Omniverse, incluida la plataforma NVIDIA Isaac para la robótica, la plataforma de computación de edge NVIDIA EGX y el conjunto de desarrollo de software NVIDIA Aerial, que ofrece redes de acceso de radio inalámbrica 5G definidas por software y aceleradas por GPU en piso de la fábrica.

“La Empresa de Manufactura Personalizada Más Grande del Mundo”

El interior del digital twin del sistema de ensamblaje de BMW, impulsado por Omniverse, toda una fábrica en simulación.

Cada una de las líneas de fábrica de BMW puede producir hasta 10 automóviles diferentes, y BMW se enorgullece de ofrecer a los clientes muchas opciones.

Hay más de 100 opciones para cada automóvil y más de 40 modelos BMW. En total, hay 2.100 formas posibles de configurar un nuevo BMW.

“Es muy posible que BMW sea la empresa de fabricación personalizada más grande del mundo”, dijo Huang.

Estos vehículos se producen en 31 fábricas ubicadas en todo el mundo, explicó Milan Nedeljković, miembro del Consejo de Administración de BMW AG.

Mover las Piezas que Van a las Máquinas que Mueven tus Piezas

En un instante, Huang y Nedeljković invocaron un digital twin de una de las fábricas de BMW, y la pantalla se llenó de autos relucientes ensamblados por bancos de robots perfectamente sincronizados, todo simulado.

Para diseñar y reconfigurar sus fábricas, los equipos globales de BMW pueden colaborar en tiempo real utilizando diferentes paquetes de software como Revit, Catia o clouds de puntos para diseñar y planificar la fábrica en 3D y todos los cambios son visibles, en tiempo real, en Omniverse.

“La capacidad de operar en una simulación perfecta revoluciona los procesos de planificación de BMW”, dijo Nedeljković.

Parte de ese trabajo tiene que ser práctico. BMW reconfigura regularmente nuestras fábricas para adaptarse a los lanzamientos de nuevos vehículos. Ahora, gracias a Omniverse, eso no significa que los trabajadores tengan que viajar.

Nedeljković mostró a dos expertos en planificación de BMW ubicados en diferentes partes del mundo probando un nuevo diseño de línea en Omniverse.

Uno de ellos hace “agujeros de gusano”, o viaja virtualmente, a una simulación de ensamblaje con un traje de captura de movimiento y registra los movimientos de la tarea.

El otro ajusta el diseño de la línea, en tiempo real.

“Trabajan juntos para optimizar la línea, así como la ergonomía y la seguridad del trabajador”, dijo Nedeljković.

“El siguiente paso: recrear este tipo de interacciones, a escala, en simulaciones”, dijo Nedeljković.

Para simular el workflow en Omniverse, los humanos digitales se entrenan con datos de asociados reales, luego se utilizan para probar nuevos workflows de simulación para planificar la ergonomía y la eficiencia del trabajador.

“Esa es exactamente la razón por la que NVIDIA tiene humanos digitales para la simulación”, dijo Huang. “Los humanos digitales están entrenados con datos de asociados reales”.

Estos humanos digitales se pueden utilizar en simulaciones para probar nuevos workflows para la ergonomía y la eficiencia del trabajador.

Los 57,000 trabajadores de la fábrica de BMW comparten el espacio de trabajo con robots diseñados para facilitar su trabajo.

Omniverse, dijo Nedeljković, ayudará a los robots a adaptarse rápidamente a las fábricas reconfiguradas de BMW.

“Con la plataforma de robótica NVIDIA Isaac, BMW está desplegando una flota de robots inteligentes para la logística, que permiten mejorar el flujo de material en nuestra producción”, dijo Nedeljković.

Esa agilidad es necesaria ya que BMW produce 2.5 millones de vehículos al año, y el 99 por ciento de ellos son personalizados.

Omniverse puede aprovechar NVIDIA Isaac para la generación de datos sintéticos y la aleatorización de dominios, dijo Huang. Esa es la clave para iniciar el machine learning.

“Isaac Sim genera millones de imágenes sintéticas importantes y varía el entorno para enseñar a los robots ”, dijo Huang.

“La aleatorización de dominios puede generar una permutación infinita de objetos, texturas, orientaciones y condiciones de iluminación fotorrealistas”, dijo Huang.

“La simulación ofrece una verdad absoluta, ya sea para la detección, la segmentación o la percepción de profundidad”, agregó.

Huang y Nedeljković mostraron a un empleado de BMW que supervisaba las operaciones en la fábrica. El operador puede asignar misiones a diferentes robots y ver una ganancia digital fotorrealista de su progreso en Omniverse, todo actualizado por sensores en toda la fábrica.

“Con el software NVIDIA Fleet Command, los trabajadores pueden organizar de forma segura robots y otros dispositivos en la fábrica”, explicó Huang.

Pueden monitorear celdas de fabricación complejas en tiempo real, actualizar software por aire y enviar robots en la fábrica para que realicen tareas.

Los humanos incluso pueden ayudar a los robots. Cuando se envía una alerta a Mission Control, una de las asociaciones humanas de BMW puede teleoperar el robot, mirando a través de su cámara para guiarlo mediante una conexión 5G.

Luego, con solo presionar un botón, el operador devuelve el robot al control autónomo.

Mejora Continua y Constante

Omniverse ayudará a BMW a reducir el tiempo de planificación y a mejorar la flexibilidad y precisión, ya que produce procesos de planificación un 30% más eficientes.

“NVIDIA Omniverse y NVIDIA AI nos dan la oportunidad de simular las 31 fábricas de nuestra red de producción”, dijo Nedeljković.

“Todos los elementos del modelo de fábrica completo, incluidos los asociados, los robots, los edificios, las piezas de ensamblaje, se pueden simular para admitir una amplia gama de casos de uso habilitados por IA, como la planificación de fábrica virtual, los robots autónomos, el mantenimiento predictivo y el análisis de Big Data”, explicó.

“Estas nuevas innovaciones reducirán los tiempos de planificación, mejorarán la flexibilidad y precisión y, en definitiva, producirán procesos de planificación un 30 por ciento más eficientes”, dijo Nedeljković.

El resultado: un automóvil nuevo bellamente diseñado, una máquina asombrosa que es el producto de una máquina asombrosa: una fábrica capaz de capturar y replicar cada movimiento en el mundo real a uno digital, y viceversa.