制造商在縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)力與質(zhì)量方面所面臨的壓力越來越大，而且還要在做到這一切的同時降低成本。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，他們正在通過投資工業(yè)數(shù)字化和 AI 賦能的數(shù)字孿生，為從規(guī)劃到運營等各個環(huán)節(jié)帶來新的可能性。

電子制造商 Pegatron 的開發(fā)人員使用 NVIDIA AI、NVIDIA Omniverse 和通用場景描述（OpenUSD）構(gòu)建了一個能夠深入改變企業(yè)生產(chǎn)運營方式的數(shù)字孿生平臺 PEGAVERSE。

Pegatron 的開發(fā)者構(gòu)建的這個靈活數(shù)字孿生平臺使工程師和工廠經(jīng)理能夠協(xié)作規(guī)劃、模擬和優(yōu)化生產(chǎn)線，為他們提供了有關(guān)設(shè)施、設(shè)備和維護任務(wù)的實時洞察。團隊現(xiàn)在可以快速、有效地識別并解決運營問題。

Pegatron AI 研發(fā)部副總裁 Andrew Hsiao 表示：“借助 PEGAVERSE，我們可以輕松地將設(shè)計、優(yōu)化、維護和運營等所有資源集成到虛擬世界中。”

“它滿足了我們在生產(chǎn)運營過程中對實時可視化、預(yù)測性維護、流程優(yōu)化、遠程操作、質(zhì)量保證、風(fēng)險管理、創(chuàng)新以及降低成本的需求?！?

圖 1 數(shù)字孿生與實體生產(chǎn)線的對比

使用虛擬工廠優(yōu)化運營

工程師和工廠經(jīng)理將 PEGAVERSE 用于許多用例，包括預(yù)測性維護、流程優(yōu)化、資源規(guī)劃、遠程監(jiān)控和質(zhì)量控制等。

自最初 15 名開發(fā)團隊成員成功完成第一次試點以來，該開發(fā)團隊已擴展至 100 多人，其中包括 3D 專家、CFD 和 FEA 專家、AI 工程師、數(shù)據(jù)工程師和全棧工程師。

目前，該平臺由三個主要部分組成：

1. PEGAAi：一個具有無代碼和低代碼功能的 MLOps 深度學(xué)習(xí)平臺，可簡化并自動執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、生成、標(biāo)記、訓(xùn)練、部署和監(jiān)控。

2. 大語言模型（LLM）：使工程師能夠開發(fā)符合其要求的自動化流程并實現(xiàn)設(shè)計和制造流程的靈活性與智能化。

3. 數(shù)字孿生技術(shù)：幫助工程師創(chuàng)建達到物理精確的大規(guī)模虛擬生產(chǎn)環(huán)境，以用于模型訓(xùn)練和模擬。團隊可以利用這些環(huán)境，回放和分析歷史事件并預(yù)測生產(chǎn)線上的實時性能，以此保證質(zhì)量。

借助 PEGAVERSE 平臺，Pegatron 在印度、印度尼西亞和越南等地開發(fā)了多個虛擬工廠。團隊可以利用這些虛擬工廠遠程監(jiān)控運營情況并運行生產(chǎn)線模擬，從而找出瓶頸并優(yōu)化運營。

借助 OpenUSD 統(tǒng)一工具、數(shù)據(jù)和工作流

長期以來，Pegatron 團隊一直希望為其設(shè)施構(gòu)建基于物理學(xué)的實時模型，但在實現(xiàn)目標(biāo)的過程中，連接工具和數(shù)據(jù)成為了一大難題。Pegatron 的產(chǎn)品和工廠設(shè)計以及生產(chǎn)線模擬團隊依靠 Autodesk Revit、Blender 和 Visual Components 重要的專業(yè)工具完成工作，但他們需要一種簡便的方法將其數(shù)據(jù)統(tǒng)一到數(shù)字孿生中，供所有利益相關(guān)方使用。

在 Omniverse 上開發(fā) PEGAVERSE 平臺時，Pegatron 開發(fā)者使用了 OpenUSD 這一用于在 3D 世界內(nèi)進行描述、組合、模擬和協(xié)作的可擴展框架和生態(tài)系統(tǒng)。借助 OpenUSD，Pegatron 團隊能夠?qū)⒉煌臄?shù)據(jù)、工具和流程集成到 PEGATRON 平臺中，大大加快了自動化設(shè)備和生產(chǎn)線的設(shè)計、模擬與開發(fā)。

開發(fā)團隊認(rèn)為 OpenUSD 是一項至關(guān)重要的新興 3D 標(biāo)準(zhǔn)，其重要性堪比推動了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的通用語言 HTML。

Hsiao 表示：“AI 時代需要能夠描述更多現(xiàn)實世界信息的標(biāo)準(zhǔn)，而 OpenUSD 正好填補了這一空白。我們將 OpenUSD 視為一種新型數(shù)字資產(chǎn)，它將成為建立新流程和管理原則的基礎(chǔ)，在提高效率的同時，為我們的客戶創(chuàng)造更大的價值。”

借助物聯(lián)網(wǎng)和生成式 AI 提升數(shù)字孿生體驗

為了獲得實時洞察，他們將生成式 AI 集成到 PEGAVERSE 中，并使用內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)服務(wù) PEGAAIoT 連接該平臺與設(shè)施內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)。他們還為團隊開發(fā)了實時同步、遠程控制、日志回放等關(guān)鍵功能。

通過開發(fā)和集成 NVIDIA NeMo 賦能的 AI 智能體，工程師可以輕松地使用自然語言與虛擬工廠進行交互，并快速檢索分析和優(yōu)化運營所需要的關(guān)鍵信息。

借助 NVIDIA Isaac Sim 平臺，團隊既可以訓(xùn)練感知 AI 模型，也可以仿真和微調(diào)他們的移動機器人與拾放機械臂。

他們還可以使用 NVIDIA Metropolis 在生產(chǎn)線上快速開發(fā)和部署高精度的自動化光學(xué)檢測工作流。

圖 2 使用數(shù)字孿生的設(shè)備故障恢復(fù)過程圖示

通過將 NVIDIA AI、Omniverse 和 OpenUSD 集成到 PEGAVERSE 平臺，Pegatron 開發(fā)者使公司能夠從 AI 賦能的數(shù)字孿生中獲益，獲得持續(xù)改進和深入改變生產(chǎn)運營方式所需要的實時洞察和預(yù)測分析能力。