Les entreprises industrielles – les organisations automobiles, manufacturières et électroniques du monde entier – sont à la recherche de la numérisation, mais sont freinées par des silos de données de plus en plus importants et des défis de collaboration. En réponse, un nombre croissant d’organisations des plus grandes industries du monde débloquent l’interopérabilité au sein d’un écosystème complexe et tout au long de la chaîne de fabrication grâce à la norme libre Universal Scene Description (USD), ou OpenUSD, pour une variété croissante de cas d’utilisation.
« L’USD est ce qui se rapproche le plus d’une norme 3D universelle aujourd’hui, mais ce n’est actuellement qu’une norme de facto, et non une norme internationalement reconnue comme le PDF ou le HTML », déclare Guy Martin, directeur de l’open source et des normes chez Nvidia. « Les industries telles que la fabrication, la construction, l’architecture et l’ingénierie veulent et ont besoin de normes ouvertes sur lesquelles elles peuvent compter.
Pour y parvenir, Pixar, Adobe, Apple, Autodesk et Nvidia ont lancé l’année dernière l’Alliance for OpenUSD afin d’élaborer de véritables normes ouvertes pour l’USD dans de nombreux domaines, notamment les spécifications de base, les matériaux, la géométrie et bien plus encore. Cedrik Neike, PDG de Siemens Digital Industries, a annoncé que le géant de l’électronique avait rejoint l’Alliance et s’associait à Nvidia pour aider à créer la prochaine génération d’univers 3D persistants, intelligents et alimentés par l’IA en temps réel.
Tout ce qu’une entreprise construit, depuis les produits et les installations physiques jusqu’aux processus internes critiques, peut être conçu, simulé, exploité et analysé numériquement dans le cadre d’une collaboration en temps réel. Les données 3D peuvent être acceptées à partir de n’importe quelle source et combinées à un ensemble de flux de données industrielles, comme les données CAO, les données de capteurs en direct, les données d’actifs, la documentation, les dossiers de maintenance et bien plus encore, le tout dans un pipeline unifié.
« La force principale d’OpenUSD réside dans la flexibilité de la modélisation des données », explique Aaron Luk, directeur de la gestion des produits chez Nvidia et l’un des développeurs fondateurs d’USD chez Pixar. « Ces modèles peuvent être partagés entre différents outils de simulation et IA, fournissant ainsi des informations à toutes les parties prenantes d’un projet donné.
Grâce à l’USD, les entreprises éliminent les obstacles, intègrent les équipes, les outils et les technologies dans l’ensemble de l’entreprise et développent de nouveaux outils pour la prochaine ère de la numérisation industrielle.
Collaboration transparente entre les outils et les équipes au sein des entreprises
Une norme unifiée signifie des tests virtuels, des expérimentations, des itérations et des optimisations en temps réel et en toute transparence entre les équipes et les fonctions. Par exemple, chez le fabricant d’électronique Pegatron, l’un des plus grands fabricants de smartphones et d’ordinateurs portables au monde, différentes tâches utilisent différents outils, de l’agencement de l’usine et de la simulation des lignes de production à la conception mécanique des équipements et à la conception des produits. Ces opérations ne pouvaient pas être intégrées en raison de l’absence de normes communes – jusqu’à OpenUSD.
« À l’ère de l’IA, il est nécessaire de disposer de normes capables de décrire davantage d’informations du monde réel, en numérisant des informations physiques issues du monde réel, et OpenUSD comble cette lacune », déclare Andrew Hsiao, vice-président associé chez Pegatron. « Il nous permet de planifier des usines en 3D, de collaborer en temps réel entre les différents rôles et entre les applications afin de découvrir et d’atténuer les problèmes avant même qu’ils ne surviennent, ce qui accélère la mise en place d’équipements automatisés et de lignes de production, une tâche qui prend beaucoup de temps et qui nécessite une main-d’œuvre importante.
La disparité des technologies et des outils a également constitué un obstacle pour le géant de l’informatique Wistron Corporation, basé à Taïwan.
« Dans le passé, les actifs 3D créés par chaque équipe pour leurs projets étaient souvent limités à des logiciels ou à des objectifs spécifiques », explique John Lu, directeur des opérations de fabrication chez Wistron. « Aujourd’hui, en adoptant USD pour la gestion des ressources 3D, nous pouvons maximiser l’assurance de la qualité et de l’interopérabilité des ressources dans diverses applications »
« L’un des avantages les plus significatifs de l’utilisation d’USD est la facilitation de la collaboration au sein de l’équipe », ajoute John Lu. « Grâce aux capacités de visualisation et à l’interopérabilité de l’USD, nous pouvons comparer différentes versions de plans, ce qui facilite la tâche des décideurs.
L’échange transparent de données 3D est particulièrement important entre les outils de simulation et la plateforme industrielle métavers utilisée par Continental, l’une des plus grandes entreprises allemandes de fabrication de pièces automobiles – et c’est possible grâce à la norme USD. La norme est essentielle pour permettre l’échange de données transversales dans des cas d’utilisation tels que la planification de la chaîne de production et les promenades Gemba virtuelles.
« L’utilisation de l’USD comme norme d’échange nous donne la possibilité d’utiliser des données sur différents outils et plates-formes. Cela nous permet d’éviter les conversions fastidieuses de données CAO ou d’autres métadonnées et d’adopter une approche écosystémique X-discipline », explique Benjamin Huber, responsable de l’automatisation avancée et de la numérisation chez Continental.
« Les flux de données harmonisés entre les différents outils d’ingénierie ouvrent la voie à toute une série de nouveaux cas d’utilisation et d’avantages. Nos planificateurs de production, par exemple, peuvent désormais collaborer plus facilement entre les différentes fonctions et usines pour créer de nouveaux concepts de fabrication. La gestion complexe des changements et la perte d’informations sont réduites, ce qui nous rapproche encore un peu plus de notre vision d’une usine entièrement numérique. »
Construire de nouveaux outils et intégrations pour la révolution industrielle
Les ISV et les SI repoussent les limites de l’OpenUSD et accélèrent la numérisation des entreprises industrielles du monde entier. Par exemple, ipolog GmbH, qui produit des logiciels de planification pour la logistique de production et l’approvisionnement en matériel, s’est inspirée de l’usine intelligente entièrement numérisée de BMW pour lancer sa startup dérivée SyncTwin GmbH.
« Cette présentation a été un moment décisif pour nous, car elle a révélé l’immense potentiel d’un jumeau numérique complet basé sur OpenUSD », déclare Michael Wagner, cofondateur et directeur technique de SyncTwin. « Cette révélation a été la clé que je cherchais depuis plus de vingt ans dans le secteur de l’usine numérique.
SyncTwin développe actuellement des outils et des solutions natives avec Nvidia Omniverse, la plateforme de connexion et de développement des applications OpenUSD, en particulier dans son domaine de spécialité, la planification et l’exécution de la fabrication. Les intégrations de la société sont conçues pour aider à démanteler les silos de données et à améliorer la collaboration entre les domaines de l’usine, en répondant aux défis distincts des PME et en offrant des solutions pour la simulation du transport de conteneurs, la planification des travailleurs, l’optimisation de l’utilisation de l’espace de l’usine et bien plus encore.
FlexSim, qui a été rachetée par Autodesk pour ajouter la simulation d’usine et l’analyse de l’efficacité opérationnelle à ses outils de conception d’usine, a utilisé les API de Nvidia pour développer un connecteur Omniverse qui permet aux clients de partager plus facilement les données du modèle de simulation, y compris les métadonnées géométriques et d’objet, tout en utilisant OpenUSD.
« Les installations de fabrication et d’entreposage s’appuient souvent sur des modèles numériques complexes pour prendre des décisions en matière de production, mais ces données doivent être transférables », explique Phil BoBo, directeur principal du développement du logiciel FlexSim chez Autodesk. « Dans l’industrie manufacturière, certains de nos clients utilisent désormais OpenUSD pour importer plus facilement des données dans leurs modèles de simulation, avec moins de pertes d’informations dues aux étapes de traduction entre les sources de données.
Rockwell Automation a développé une connexion USD pour les utilisateurs de son logiciel de mise en service virtuelle Emulate3D afin de diffuser dynamiquement leurs simulations dans les outils et applications qu’ils créent avec la plateforme Omniverse.
Dès la création d’Omniverse, nous avons réalisé son potentiel pour créer un « forum » de jumeaux numériques où toutes les parties prenantes d’un projet de fabrication pourraient collaborer », déclare John Pritchard, directeur commercial d’Emulate3D chez Rockwell Automation. « Omniverse a augmenté l’échelle d’un système qui peut être visualisé en même temps. Plusieurs disciplines de modèles numériques peuvent être combinées en un seul endroit et visualisées en tandem. Des modèles plus fidèles peuvent être répartis sur plusieurs simulations distinctes et être visualisés simultanément dans des applications et des services développés avec Omniverse. »
Rendre ces mondes virtuels aussi précis que possible est essentiel pour les applications industrielles. Hexagon, leader mondial des solutions de réalité numérique, a collaboré avec Nvidia et l’Alliance for OpenUSD dès le départ pour créer des intégrations Omniverse à partir de leurs plateformes de réalité numérique HxDR et de fabrication Nexus. L’objectif est d’offrir des capacités avancées en matière de capture de la réalité, de jumeaux numériques, d’IA, de simulation et de visualisation.
« Les données de capture de la réalité d’Hexagon, décrivant tout, des pièces de voiture aux bâtiments en passant par les villes, augmenteront les applications alimentées par Omniverse, permettant aux utilisateurs de mettre à jour leurs mondes virtuels prêts pour la simulation afin de refléter la réalité la plus récente », explique Frank Suykens, vice-président senior de l’informatique visuelle chez Hexagon. « Cette année sera marquée par une croissance exponentielle des applications OpenUSD pour la numérisation industrielle.
De son côté, SoftServe se concentre sur l’avenir de la collaboration, avec pour objectif de permettre à plusieurs concepteurs, ingénieurs – et même à différentes entreprises – de collaborer dans un monde virtuel.
« Imaginez une place de marché où divers fournisseurs peuvent proposer des jumeaux numériques de leur équipement pour relever de véritables défis d’automatisation par le biais de simulations avant d’expédier l’actif réel », déclare Taras Bachynskyi, vice-président de la technologie chez SoftServe. « Ou encore la conception collaborative de produits dans le métavers, où chaque changement dans la conception du corps, les parties électriques ou mécaniques du produit sera automatiquement simulé, validé et deviendra visible pour toutes les parties impliquées en temps réel. »
