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Pegatron 通过 AI 赋能的数字孪生来模拟并优化工厂运营

2024-06-28 08:11:45·  来源：NVIDIA英伟达企业解决方案  
　

制造商在缩短生产周期、提高生产力与质量方面所面临的压力越来越大，而且还要在做到这一切的同时降低成本。为了应对这些挑战，他们正在通过投资工业数字化和 AI 赋能的数字孪生，为从规划到运营等各个环节带来新的可能性。


电子制造商 Pegatron 的开发人员使用 NVIDIA AI、NVIDIA Omniverse 和通用场景描述（OpenUSD）构建了一个能够深入改变企业生产运营方式的数字孪生平台 PEGAVERSE。


Pegatron 的开发者构建的这个灵活数字孪生平台使工程师和工厂经理能够协作规划、模拟和优化生产线，为他们提供了有关设施、设备和维护任务的实时洞察。团队现在可以快速、有效地识别并解决运营问题。


Pegatron AI 研发部副总裁 Andrew Hsiao 表示：“借助 PEGAVERSE，我们可以轻松地将设计、优化、维护和运营等所有资源集成到虚拟世界中。”


“它满足了我们在生产运营过程中对实时可视化、预测性维护、流程优化、远程操作、质量保证、风险管理、创新以及降低成本的需求。”


图 1 数字孪生与实体生产线的对比


使用虚拟工厂优化运营


工程师和工厂经理将 PEGAVERSE 用于许多用例，包括预测性维护、流程优化、资源规划、远程监控和质量控制等。


自最初 15 名开发团队成员成功完成第一次试点以来，该开发团队已扩展至 100 多人，其中包括 3D 专家、CFD 和 FEA 专家、AI 工程师、数据工程师和全栈工程师。


目前，该平台由三个主要部分组成：


1. PEGAAi：一个具有无代码和低代码功能的 MLOps 深度学习平台，可简化并自动执行数据采集、生成、标记、训练、部署和监控。


2. 大语言模型（LLM）：使工程师能够开发符合其要求的自动化流程并实现设计和制造流程的灵活性与智能化。


3. 数字孪生技术：帮助工程师创建达到物理精确的大规模虚拟生产环境，以用于模型训练和模拟。团队可以利用这些环境，回放和分析历史事件并预测生产线上的实时性能，以此保证质量。


借助 PEGAVERSE 平台，Pegatron 在印度、印度尼西亚和越南等地开发了多个虚拟工厂。团队可以利用这些虚拟工厂远程监控运营情况并运行生产线模拟，从而找出瓶颈并优化运营。


借助 OpenUSD 统一工具、数据和工作流


长期以来，Pegatron 团队一直希望为其设施构建基于物理学的实时模型，但在实现目标的过程中，连接工具和数据成为了一大难题。Pegatron 的产品和工厂设计以及生产线模拟团队依靠 Autodesk Revit、Blender 和 Visual Components 重要的专业工具完成工作，但他们需要一种简便的方法将其数据统一到数字孪生中，供所有利益相关方使用。


在 Omniverse 上开发 PEGAVERSE 平台时，Pegatron 开发者使用了 OpenUSD 这一用于在 3D 世界内进行描述、组合、模拟和协作的可扩展框架和生态系统。借助 OpenUSD，Pegatron 团队能够将不同的数据、工具和流程集成到 PEGATRON 平台中，大大加快了自动化设备和生产线的设计、模拟与开发。


开发团队认为 OpenUSD 是一项至关重要的新兴 3D 标准，其重要性堪比推动了互联网发展的通用语言 HTML。


Hsiao 表示：“AI 时代需要能够描述更多现实世界信息的标准，而 OpenUSD 正好填补了这一空白。我们将 OpenUSD 视为一种新型数字资产，它将成为建立新流程和管理原则的基础，在提高效率的同时，为我们的客户创造更大的价值。”


借助物联网和生成式 AI 提升数字孪生体验


为了获得实时洞察，他们将生成式 AI 集成到 PEGAVERSE 中，并使用内部物联网服务 PEGAAIoT 连接该平台与设施内的物联网和传感器技术。他们还为团队开发了实时同步、远程控制、日志回放等关键功能。


通过开发和集成 NVIDIA NeMo 赋能的 AI 智能体，工程师可以轻松地使用自然语言与虚拟工厂进行交互，并快速检索分析和优化运营所需要的关键信息。


借助 NVIDIA Isaac Sim 平台，团队既可以训练感知 AI 模型，也可以仿真和微调他们的移动机器人与拾放机械臂。


他们还可以使用 NVIDIA Metropolis 在生产线上快速开发和部署高精度的自动化光学检测工作流。


图 2 使用数字孪生的设备故障恢复过程图示


通过将 NVIDIA AI、Omniverse 和 OpenUSD 集成到 PEGAVERSE 平台，Pegatron 开发者使公司能够从 AI 赋能的数字孪生中获益，获得持续改进和深入改变生产运营方式所需要的实时洞察和预测分析能力。

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