FoxconnがNVIDIA Omniverse、Isaacプラットフォームを活用したデジタルツインを導入　仮想環境でロボットをトレーニングし組み立てを効率化

2024年6月4日 By ロボスタ編集部

Foxconnは世界中で170を超える工場を運営している。その最新の工場は、産業オートメーションの最先端を推進する仮想工場だ。

それは、メキシコのエレクトロニクス産業の中心地であるグアダラハラの新しい工場のデジタルツイン。Foxconnのエンジニアは、この仮想環境でプロセスを定義し、ロボットをトレーニングしている。これにより、物理工場ではアクセラレーテッドコンピューティングの次世代エンジンであるNVIDIA Blackwell HGXシステムを高効率で生産することが可能となる。

仮想工場は実質的な節約を生み出す

最適な組み立てラインを設計するため、工場のエンジニアはそれぞれ数百ポンドの重さがある数十のロボットアームの最適な配置を見つける必要がある。プロセス全体を正確にモニタリングするために、工場のオペレーターにすべての適切な詳細を示す目的で、多数のネットワーク化されたビデオカメラを含む数千のセンサーをマトリックス状に配置する。

Foxconnなどの企業がシミュレーションやテストのために仮想工場をますます構築しているのは、このような課題があるからだ。

昨年の収益が2,000億ドル近くに達したFoxconnの会長Young Liu氏は

Foxconn 会長 Young Liu 氏

当社のデジタルツインは、自動化と産業効率を新たなレベルに導き、時間、コスト、エネルギーを節約します

と述べている。

これまでの取り組みに基づき、同社はシミュレーション工場を使用して複雑なサーバーの製造効率を向上させ、大幅なコスト削減と年間30%以上のキロワット時使用量の削減につながると見込んでいる。

FoxconnがNVIDIAおよびSiemensと提携

Foxconnは、TeamcenterやNVIDIA Omniverse(OpenUSDに基づく3Dワークフローおよびアプリケーション開発プラットフォーム) などの Siemens Xceleratorポートフォリオのソフトウェアを使用してデジタルツインを構築している。

NVIDIAとSiemensは2024年3月に、Siemens XceleratorアプリケーションをNVIDIA Omniverse Cloud APIマイクロサービスに接続すると発表。Foxconnは、デジタルツインが物理的に正確で視覚的にリアルになるように統合されたサービスを導入する最初の企業の1つとなる。

エンジニアは、Omniverse APIを搭載したTeamcenterを使用してロボットの作業セルと組み立てラインを設計する。次に、Omniverseを使用してすべての3D CAD要素を1つの仮想工場に取り込み、そこでロボットをNVIDIA Isaac Simでトレーニングする。

ロボットがバーチャルスクールに通う

工場のプロセスを効率化するためにデジタルツインを構築するメーカーが増えている。Foxconnは、AIロボットをデジタルツインでトレーニングするという、自動化の次のステップにいち早く取り組んでいる。

Foxconnの仮想工場内では、エプソンなどのメーカーのロボットアームが、NVIDIA Isaac Manipulator(ロボットアーム用のNVIDIAアクセラレーテッドライブラリとAI基盤モデルのコレクション) を使用して、物体を見て、つかみ、動かす方法を学習できる。

たとえば、ロボットアームはBlackwellサーバーを持ち上げて自律走行搬送ロボット (AMR) に配置する方法を学習できる。アームは、物体が邪魔になっている場合でも、Isaac ManipulatorのcuMotionを使用して製品の検査経路を見つけることができる。

台湾のFARobot社製のFoxconnのAMRは、障害物を示すリアルタイムの3Dマップを作成するのに役立つソフトウェアであるNVIDIA Perceptor を使用して、工場のフロアを見て移動する方法を学習する。ロボットのルートは、世界記録を保持しているルート最適化マイクロサービスであるNVIDIA cuOptによって生成・最適化される。

工場フロアで注意深く引かれた線に沿って移動する必要のある他の多くの搬送ロボットとは異なり、これらのスマートAMRは、障害物を回避してどこへでも行くことができる。

産業のデジタル化への世界的なトレンド

グアダラハラ工場はほんの始まりに過ぎず、Foxconnは、電気バスを製造する台湾の工場を含め、世界中の工場のデジタルツインの設計を開始している。

Foxconnはまた、スマートシティとスマートスペース向けのアプリケーションフレームワークであるNVIDIA Metropolisを導入し、工場の現場のカメラにAIを搭載した視覚機能を提供する。これにより、工場長は日常業務に関するより深い洞察を得ることができ、業務をさらに効率化して作業員の安全性を向上させる機会が得られる。

世界中には推定1,000万の工場があり、46兆ドル（約7142兆5000億円）規模の製造業は産業のデジタル化にとって有望な分野である。

2024年6月4日から開催しているCOMPUTEXでは、Delta Electronics、MediaTek、MSI、Pegatronなどの大手エレクトロニクスメーカーが、NVIDIA AIとOmniverseを使用して自社の工場のデジタルツインを構築する方法を明らかにした。

Foxconnと同様に、これらの企業は、年間10億台を超えるスマートフォン、PC、サーバーの需要に応えるために、自社の工場をより機敏で自律的、かつ持続可能なものにしようと競い合っている。

リファレンスアーキテクチャは、NVIDIA AIおよびOmniverseプラットフォームを使用して工場のデジタルツインを開発する方法を紹介している。また、この作業を行っている5つの企業の経験についても学ぶことができるようになっている。