با هوش مصنوعی انویدیا، کارخانه ها را دیجیتالی کنید ، فیلم - سفر به آنتالیا

به گزارش خبرنگاران ، صنعتگران برجسته دنیا خود را برای رشد جادویی صنعت آماده می نمایند. افزایش فراوری خودروهای برقی، نیمه هادی ها و بعلاوه رشد تقاضا برای این محصولات، مهندسان را به این باور رسانده است که باید برای اهداف بلندپروازانه و انتقال تکنولوژی فراوری به داخل جهت حفظ پایداری محیط زیست، سرمایه گذاری نمایند.

به نقل از هوشیو، این پروژه ها به علت فرایندهای برنامه ریزی پیچیده، احتیاج به زیرساخت های فناوری سنتی، داده های وسیع و تیم های کارشناسی تفکیک شده دارد که اغلب در اولویت بودجه بندی و برنامه ریزی صنایع قرار نمی گیرند.

فراورینمایندگان برای غلبه بر این چالش ها، رویکرد دیجیتال سازی و مفهوم کارخانه های مجازی را جدی گرفته اند. کارخانه های مجازی با بهره گیری از فناوری هایی مانند مدل های دوقلو دیجیتال، زیست بوم توصیف صحنه دنیای (OpenUSD) و هوش مصنوعی مولد (Gen AI)، امکانات تازهی را از مرحله برنامه ریزی تا عملیات برای آن ها فراهم می نمایند.

کارخانه مجازی چیست؟

کارخانه مجازی به زبان ساده، بازنمایی دیجیتالی با دقت فیزیکی بالا از کارخانه ای واقعی است. این مدل ها به فراورینمایندگان امکان می دهند تا بدون احتیاج به نمونه اولیه فیزیکی یا کارخانه آزمایشی، فرایندهای فراوری، منابع و عملیات خود را مدل سازی، شبیه سازی، تحلیل و بهینه سازی نمایند.

کارخانه های مجازی منافع و امکانات فراوانی را برای فراورینمایندگان به همراه دارند، از مهم ترین این مزایا می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• ارتباطات تیمی آسان: کارخانه های مجازی به جای اتکای تیم ها به جلسات حضوری و برنامه ریزی برای هماهنگی پروژه، ارتباطات را ساده سازی می نمایند و اطمینان می دهند که تصمیمات مهم درزمینهٔ طراحی و عملیات بر اساس به روزترین داده ها اتخاذ می شوند.
• برنامه ریزی مبتنی بر بستر: در طول طراحی، ساخت و راه اندازی تأسیسات، کارخانه های مجازی به ذی نفعان پروژه امکان می دهند تا طرح ها را در بستر کل تأسیسات و فرایند فراوری تجسم نمایند. تیم های برنامه ریزی و عملیات می توانند سازه های ساخته شده را به صورت لحظه ای با طرح های مجازی مقایسه و تأیید نمایند و با شناسایی خطاها و اعمال بازخورد در مراحل اولیه آنالیز، هزینه ها را کاهش دهند.
• طراحی های بهینه سازی شده تأسیسات: اتصال کارخانه های مجازی به شبیه سازی های فرایندها و رویدادهای گسسته، تیم ها را قادر می سازد تا طراحی های تأسیسات را برای فراوری و جریان مواد، طراحی ارگونومیک کار، ایمنی و بهره وری کلی بهینه سازی نمایند.
• عملیات هوشمند و بهینه سازی شده: تیم های عملیات می توانند کارخانه های مجازی خود را با داده های ارزشمند فراوری از فناوری اینترنت اشیا در لبه شبکه ادغام نمایند و از هوش مصنوعی برای پیشبرد بهینه سازی های بیشتر بهره ببرند.

عرصه ای برای آزمون و توسعه هوش مصنوعی و رباتیک

توسعه دهندگان رباتیک به استفاده بیشتر و روزافزون از کارخانه های مجازی برای آموزش و آزمایش هوش مصنوعی و سیستم های اتوماتیک علاقه مند می شوند. این کارخانه ها کاربردهای گسترده ای دارند؛ به عنوان مثال، کارخانه های مجازی می توانند به توسعه دهندگان و تیم های فراوری یاری نمایند تا کارگران دیجیتال و ربات های متحرک خودمختار (AMR)، عوامل هوش مصنوعی مبتنی بر بینایی و حسگرها را برای ایجاد نقشه ای مرکزی از فعالیت کارکنان در سراسر تأسیسات شبیه سازی نمایند.

توسعه دهندگان با ادغام داده های حاصل از جریان های شبیه سازی شده با ردیابی چند دوربینه، می توانند نقشه های فضایی فراوری نمایند. این کار، مسیرهای بهینه را برای ربات های متحرک خودمختار معین می نماید.

بعلاوه توسعه دهندگان می توانند از این کارخانه های مجازی با دقت فیزیکی بالا برای آموزش و آزمایش عوامل هوش مصنوعی جهت مدیریت ناوگان ربات های خود استفاده نمایند. این کار برای اطمینان از سازگاری ربات های مجهز به هوش مصنوعی با عدم قطعیت های دنیای واقعی و شناسایی پیکربندی های بهینه سازی شده برای همکاری انسان و ربات انجام می گیرد.

زیربنای مبتنی بر همکاری

ایجاد کارخانه های مجازی با دقت فیزیکی بالا در ابعاد بزرگ که دستیابی به این قابلیت های متحول نماینده را امکان پذیرمی نماید، به فراهم آوردن ابزارها، فرمت های داده و فناوری های متعددی برای هماهنگ سازی نمایش جنبه های دنیای واقعی در فضای دیجیتال احتیاجمند است.

استاندارد OpenUSD که در اصل به دست استودیو انیمیشن پیکسار ابداع شد، شامل مجموعه ابزارها و قابلیت هایی است که امکان توسعه همکاری داده ای را بین توسعه دهندگان و فراورینمایندگان برای دستیابی به اهداف دیجیتال سازی شان فراهم می نماید.

توانایی اصلیOpenUSD مدل سازی انعطاف پذیر داده است. این استاندارد می تواند ورودی های سه بعدی را از نرم افزارهای منبع بپذیرد و آن ها را با داده های متنوعی ازجمله خروجی نرم افزارهای طراحی به یاری رایانه، حسگرهای زنده، اسناد و سوابق نگهداری به وسیله یک خط لوله داده یکپارچه ترکیب کند. OpenUSD به توسعه دهندگان یاری می نماید تا این انواع داده را بین ابزارهای مختلف شبیه سازی و مدل های هوش مصنوعی به اشتراک بگذارند و بدین ترتیب، بینش هایی را برای تمام ذی نفعان پروژه فراهم آورد.

داده ها می توانند از کف کارخانه با مدل دوقلوی دیجیتال همگام سازی شوند و درنتیجه، بینش های لحظه ای را برای مدیران و تیم های کارخانه آشکار نمایند. توسعه دهندگان با ایجاد راهکار های کارخانه های مجازی بر بستر OpenUSD می توانند همکاری را برای تیم های کارخانه بهبود بخشند و به آن ها اجازه دهند تا برنامه ها را آنالیز نمایند، فرصت های بهینه سازی را موردبحث قرار دهند و در زمان واقعی تصمیم بگیرند.

کاربردهای صنعتی کارخانه های مجازی

برای استفاده مناسب از پتانسیل کارخانه های مجازی، رهبران شرکت های بزرگ صنعتی ازجمله اتودسک، کانتیننتال، pegatron، راکول اتوماسیون، زیمنس و ویسترون در حال توسعه راهکار های کارخانه های مجازی هستند که با OpenUSD و nVIDIA Omniverse همکاری می نمایند.

اومنی ورس (Omniverse) پلتفرمی شامل رابط های برنامه نویسی کاربردی (API) و کیت های توسعه نرم افزار (SDK) است که به توسعه دهندگان امکان می دهد نرم افزارهایی را بر پایه OpenUSD برای گردش کارهای پیچیده سه بعدی و دیجیتال سازی صنعتی بسازند.

شرکت FlexSim از زیرمجموعه های اتودسک، با استفاده از OpenUSD به تیم های کارخانه خود یاری می نماید تا فرایندهای دنیای واقعی را با مدل سازی شبیه سازی برای سیستم ها و عملیات پیچیده، تجزیه وتحلیل، تجسم سازی و بهینه سازی نمایند.

نرم افزار شبیه سازی رویداد گسسته FlexSim، رابط کاربری بصری درگ-اند-دراپ (کشیدن و رها کردن) برای ایجاد مدل های شبیه سازی سه بعدی، در نظر گرفتن تغییرات دنیای واقعی، اجرای سناریوهای چه می شد اگر و انجام تحلیل های عمیق فراهم می نماید.

توسعه دهندگان در کانتیننتال، شرکت پیشرو فناوری خودروی آلمانContiVerse را توسعه داده اند؛ نرم افزاری برای برنامه ریزی کارخانه و عملیات ساخت بر پایه OpenUSD و nVIDIA Omniverse. این نرم افزار به کانتیننتال یاری می نماید تا با بهینه سازی چیدمان کارخانه ها و برنامه ریزی مشارکتی فرایندهای فراوری، زمان رسیدن به بازار با بالقوه 13 درصد کاهش دهد.

کانتیننتال بعلاوه با همکاری SoftServe، ارائه دهنده خدمات مشاوره فناوری اطلاعات و خدمات دیجیتال، نرم افزار Industrial Co-Pilot را توسعه داد. این نرم افزار بینش های مبتنی بر هوش مصنوعی را با تجسم فراگیر ترکیب می نماید تا هدایت لحظه ای و تحلیل های پیش بینی نماینده را برای مهندسان به ارمغان آورد. انتظار می رود این امر باعث کاهش 10 درصدی کوشش ها برای تعمیر و نگهداری و کاهش زمان توقف کار گردد.

پگاترون (Pegatron) یکی از بزرگ ترین فراورینمایندگان گوشی های هوشمند و لوازم الکترونیکی مصرفی در دنیا، در حال توسعه راهکار های کارخانه مجازی بر بستر OpenUSD است تا توسعه کارخانه های تازه را سرعت دهد، تغییرات را در سفارش به حداقل برساند، عملیات را بهینه سازی کند و توان عملیاتی خطوط فراوری را در تأسیسات موجود به حداکثر برساند.

راکول اتوماسیون در حال ادغام رابط های برنامه نویسی کاربردی ابری nVIDIA Omniverse و OpenUSD با نرم افزار دوقلو دیجیتال Emulate3D خود است تا همکاری زنده، قابلیت همکاری اطلاعاتی و تجسم مبتنی بر فیزیک را به منظور طراحی، ساخت و بهره برداری از دوقلوهای دیجیتال مقیاس صنعتی سیستم های فراوری برای تیم های فراوری به ارمغان آورد.

زیمنس، شرکت پیشرو درزمینهٔ اتوماسیون، دیجیتال سازی و پایداری و عضو اتحادیه OpenUSD در حال به کارگیری رابط های برنامه نویسی کاربردی ابری Omniverse در پلتفرم Xcelerator خود است که با Teamcenter X، نرم افزار پیشرو در مدیریت چرخه عمر محصول مبتنی بر ابر، شروع می گردد. این امر به تیم ها یاری می نماید تا قبل از ساخت فیزیکی محصولات، فرایندهای فراوری و کارخانه های نسل بعدی را به صورت مجازی طراحی نمایند، بسازند و آزمایش نمایند.

ویسترون، از ارائه دهندگان پیشرو خدمات فناوری و فراورینماینده محصولات الکترونیکی در سطح دنیا، به دیجیتال سازی کارخانه های تازه و موجود با OpenUSD مشغول است. این شرکت با توسعهٔ راهکار های کارخانه مجازی مبتنی بر nVIDIA Omniverse ، تیم های کارخانه خود را قادر می سازد تا برای اصلاح پیکربندی های چیدمان، بهینه سازی خطوط تست درون مدار و فناوری نصب سطحی و متحول کردن فرایند تست نهایی محصول، از راه دور همکاری نمایند.

با این راهکار ها، ویسترون به افزایش 51 درصدی بهره وری کارکنان و کاهش 50 درصدی زمان فرآیند فراوری دست یافته است. بهینه سازی چیدمان و پایش لحظه ای باعث کاهش 40 درصدی نرخ خرابی شده است.

5454