As fábricas do futuro terão uma alma, um “gêmeo digital” que mistura ser humano e máquina de modo inovadora e impressionante.
O CEO da NVIDIA, Jensen Huang, apresentou uma demonstração da gestão de uma das fábricas de automóveis da BMW que mistura realidade, realidade virtual, robótica e AI, trazendo uma visão impressionante do futuro da manufatura. “Estamos colaborando com a BMW para criar uma fábrica do futuro”, anunciou Huang.
A demonstração destaca o lançamento do NVIDIA Omniverse Enterprise, a primeira plataforma de tecnologia que permite que equipes mundiais de design 3D trabalhem juntas simultaneamente com vários pacotes de softwares em um espaço virtual compartilhado.
A demonstração da fábrica com AI traz um pacote completo de tecnologias da NVIDIA no Omniverse, como a plataforma NVIDIA Isaac para robótica, a plataforma de computação no edge NVIDIA EGX e o kit de desenvolvimento de software NVIDIA Aerial, que oferece redes 5G de acesso sem fio e aceleradas por GPU definidas por software no chão de fábrica.
“A Maior Empresa de Manufatura Personalizada do Mundo”
Cada linha das fábricas da BMW produz até 10 carros diferentes, e a empresa tem orgulho de oferecer aos clientes várias opções.
Há mais de 100 opções para cada carro e mais de 40 modelos da BMW. Ao todo, existem 2,1 mil formas possíveis de configurar uma nova BMW.
“A BMW pode muito bem se tornar a maior empresa de manufatura personalizada do mundo”, disse Huang.
Os automóveis são produzidos em 31 fábricas localizadas ao redor do mundo, explicou Milan Nedeljković, membro do Conselho de Administração da BMW AG.
Movimentando as Peças das Máquinas que Movimentam Outras Peças
Em um instante, Huang e Nedeljković apresentaram o digital twin de uma das fábricas da BMW, e na tela surgiram carros brilhantes sendo montados por conjuntos de robôs perfeitamente sincronizados, tudo simulado.
Para projetar e reconfigurar as fábricas, as equipes mundiais da BMW podem colaborar em tempo real usando diferentes pacotes de softwares, como o Revit e o Catia. Elas também podem recorrer a clouds para projetar e planejar a fábrica em 3D, e é possível visualizar todas as alterações em tempo real no Omniverse.
“A capacidade de realizar operações em uma simulação perfeita revoluciona os processos de planejamento da BMW”, afirmou Nedeljković.
Uma parte do trabalho precisa ser manual. A BMW reconfigura as fábricas regularmente para adaptá-las a lançamentos de novos automóveis. Agora, graças ao Omniverse, os funcionários não precisam mais viajar.
Nedeljković mostrou dois especialistas em planejamento da BMW alocados em diferentes partes do mundo testando um novo design de linha no Omniverse.
Um deles se transporta ou viaja virtualmente para uma simulação de montagem com uma roupa para captura de movimentos e grava os movimentos da tarefa.
O outra ajusta o design da linha em tempo real.
“Eles trabalham juntos para otimizar a linha, além da ergonomia e da segurança dos funcionários”, disse Nedeljković.
O próximo passo é recriar esses tipos de interações em grande escala e em simulações, segundo Nedeljković.
“É exatamente por isso que a NVIDIA tem o humano digital para simulação. Os humanos digitais são treinados com dados de funcionários reais”, disse Huang.
Esses humanos digitais podem ser usados em simulações para testar novos workflows e garantir a ergonomia e a eficiência dos profissionais.
Os 57 mil funcionários das fábricas da BMW compartilham o espaço de trabalho com robôs projetados para facilitar o trabalho deles.
Segundo Nedeljković, o Omniverse ajudará os robôs a se adaptar às fábricas reconfiguradas da BMW rapidamente.
“Com a plataforma de robótica NVIDIA Isaac, a BMW implementará uma frota de robôs inteligentes para a logística a fim de melhorar o fluxo de materiais na produção”, afirmou Nedeljković.
Essa agilidade é necessária, pois a BMW produz 2,5 milhões de automóveis por ano, e 99% deles são personalizados.
O Omniverse pode usar o NVIDIA Isaac para gerar dados sintéticos e randomizar domínios, segundo Huang. Essa atividade é fundamental para o machine learning.
“O Isaac Sim gera milhões de imagens sintéticas úteis e varia o ambiente para ensinar robôs”, afirmou Huang.
A randomização de domínio pode gerar uma permuta infinita de objetos, texturas, orientações e condições de iluminação fotorrealistas, segundo Huang.
“A simulação oferece o valor de referência perfeito, seja para detecção, segmentação ou percepção de profundidade”, acrescentou.
Huang e Nedeljković mostraram um funcionário da BMW monitorando as operações na fábrica. O operador pode atribuir missões a diferentes robôs e ver, no Omniverse, um gêmeo digital fotorrealista do andamento, tudo atualizado por sensores espalhados pela fábrica.
Com o software NVIDIA Fleet Command, os trabalhadores podem orquestrar robôs e outros dispositivos com segurança na fábrica, explicou Huang.
Eles podem monitorar fábricas complexas em tempo real, atualizar softwares over-the-air e atribuir missões aos robôs da fábrica.
Os humanos podem até dar uma “mãozinha” aos robôs. Quando um alerta é enviado ao Mission Control, um dos funcionários humanos da BMW pode operar o robô remotamente, observando a câmera para guiá-lo por uma conexão 5G.
Depois, basta apertar um botão para reativar o piloto automático do robô.
Melhoria Contínua Sempre
“Com o NVIDIA Omniverse e a AI da NVIDIA, conseguimos simular as 31 fábricas em nossa rede de produção”, disse Nedeljković.
Todos os elementos do modelo de fábrica completa, como funcionários, robôs, edifícios e peças de montagem, podem ser simulados para possibilitar vários casos de uso com AI, como planejamento de fábrica virtual, robôs autônomos, manutenção preditiva e análise de Big Data, explicou.
“Essas inovações reduzirão o tempo de planejamento, aumentarão a flexibilidade e a precisão e, no final, proporcionarão processos de planejamento 30% mais eficientes”, afirmou Nedeljković.
O resultado: um novo carro sofisticado, uma máquina incrível que é o produto de outra máquina incrível, uma fábrica capaz de capturar e reproduzir todos os movimentos do mundo real em um mundo digital.
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