Mercedes-Benz a déclaré qu’elle allait créer des jumeaux numériques pour ses usines réelles dans le cadre d’un partenariat avec Nvidia visant à rendre la fabrication plus efficace.
Grâce à la plateforme Omniverse de Nvidia, le constructeur automobile créera des représentations virtuelles, de type métavers, de ses usines automobiles avant de les construire dans la vie réelle. Ces « jumeaux numériques » peuvent réduire les coûts, permettre aux entreprises de tester des idées puis de les réviser, et de collecter des données réelles susceptibles d’éclairer les conceptions futures, a déclaré Jörg Burzer, membre du conseil d’administration du groupe Mercedes-Benz, lors d’une conférence de presse.
Depuis des années, Nvidia parle de l’Omniverse comme d’une sorte de rampe d’accès au métavers, et elle promeut l’Universal Scene Description (USD) – créée à l’origine par Pixar – comme une norme ouverte de métavers pour le partage de fichiers 3D entre différentes entreprises et industries.
Alors que le métavers s’est quelque peu essoufflé du côté du grand public (Meta essaie toujours de nous faire entrer dans des jeux de réalité virtuelle et des environnements de travail avec ses casques VR), le métavers d’entreprise pour les ingénieurs est en plein essor.
Mercedes-Benz a déclaré qu’elle utilisera des jumeaux numériques – avec l’aide d’Omniverse et d’USD – pour des applications de production afin de concevoir, de collaborer, de planifier et d’exploiter des installations de fabrication et d’assemblage.
Les nouvelles techniques de production de Mercedes-Benz permettront d’introduire son portefeuille de véhicules de nouvelle génération dans ses usines de Rastatt (Allemagne), de Kecskemét (Hongrie) et de Pékin (Chine), et constitueront un modèle pour ses plus de 30 usines dans le monde.
Cette approche « numérique d’abord » améliore l’efficacité, évite les défauts et permet de gagner du temps, marquant un changement radical dans la flexibilité, la résilience et l’intelligence du système de production Mercedes-Benz MO360, ont déclaré les entreprises.
Le jumeau numérique de la production permet de s’assurer que les lignes d’assemblage de Mercedes-Benz peuvent être réoutillées, configurées et optimisées en premier lieu par des simulations physiquement exactes. Les nouvelles lignes d’assemblage de l’usine de Kecskemét permettront de produire des véhicules basés sur l’architecture modulaire Mercedes récemment lancée, qui sont développés virtuellement à l’aide de jumeaux numériques dans Omniverse.
Grâce à Omniverse, Mercedes-Benz peut interagir directement avec ses fournisseurs, ce qui permet de réduire les processus de coordination de 50 %. L’utilisation d’un jumeau numérique dans la production double la vitesse de conversion ou de construction d’un hall d’assemblage, tout en améliorant la qualité des processus, selon le constructeur automobile.
« En utilisant Nvidia Omniverse et l’IA, Mercedes-Benz construit une approche connectée et numérique pour optimiser ses processus de fabrication, réduisant ainsi les temps de construction et les coûts de production », a déclaré Rev Lebaredian, vice-président d’Omniverse et de la technologie de simulation chez Nvidia, lors d’un événement de presse virtuel aujourd’hui.
En outre, l’introduction de l’IA ouvre de nouvelles perspectives en matière d’économies d’énergie et de coûts. L’usine de Rastatt fait figure de pionnière en matière de production numérique dans l’atelier de peinture. Mercedes-Benz a utilisé l’IA pour surveiller les sous-processus pertinents lors des essais pilotes, ce qui a permis de réaliser des économies d’énergie de 20 %.
Les véhicules Mercedes-Benz de la prochaine génération seront équipés de son nouveau système d’exploitation « MB.OS », qui sera standard pour l’ensemble de sa gamme de véhicules et offrira des capacités logicielles et des expériences haut de gamme dans tous les domaines du véhicule.
Mercedes-Benz s’est associée à Nvidia pour développer des véhicules définis par logiciel. Ses flottes seront construites sur les logiciels Nvidia Drive Orin et Drive, avec des capacités de conduite intelligente testées et validées dans la plateforme Nvidia Drive Sim, qui est également construite sur Omniverse.
Le système de production MO360 du constructeur automobile lui permettra de produire des modèles électriques, hybrides et à essence sur les mêmes lignes de production et d’étendre la fabrication de véhicules électriques. La mise en œuvre de MB.OS dans la production permettra à ses voitures de sortir des chaînes de montage avec les dernières versions du logiciel du véhicule.
« Mercedes-Benz ouvre une nouvelle ère dans la fabrication automobile grâce à l’intégration de l’intelligence artificielle, de MB.OS et du jumeau numérique basé sur Nvidia Omniverse dans l’écosystème MO360 », a déclaré M. Burzer. « Avec notre nouvelle approche ‘Digital First’, nous débloquons le potentiel d’efficacité avant même le lancement de nos modèles MMA dans notre réseau de production mondial et pouvons accélérer la montée en puissance de manière significative. »
Les usines flexibles du futur
Il est essentiel d’éviter les arrêts de production coûteux. L’exécution de simulations dans Nvidia Omniverse permet aux planificateurs d’usine d’optimiser l’aménagement des ateliers et des lignes de production pour les itinéraires d’approvisionnement, et les lignes de production peuvent être validées sans avoir à interrompre la production.
Cette approche virtuelle permet également de concevoir efficacement de nouvelles lignes et de gérer les modifications apportées aux lignes existantes, tout en réduisant les temps d’arrêt et en contribuant à améliorer la qualité des produits. Pour les constructeurs automobiles du monde entier, les enjeux sont considérables sur l’ensemble de la pile de développement logiciel, de la puce à l’informatique en nuage.
Une collaboration omniverselle pour plus d’efficacité
L’usine de Kecskemét est la première à disposer d’un jumeau numérique complet de l’ensemble de l’usine. Cette zone virtuelle permet le développement au cœur de l’assemblage, entre les lignes techniques et les lignes d’habillage. Il est prévu que le nouveau hall d’usine de Kecskemét entre en pleine production.
La collaboration dans Omniverse a permis aux fournisseurs et aux planificateurs de l’usine d’interagir les uns avec les autres dans l’environnement virtuel, de sorte que les options d’agencement et les changements d’automatisation peuvent être intégrés et validés en temps réel. Cela accélère la vitesse à laquelle les nouvelles lignes de production peuvent atteindre leur capacité maximale et réduit le risque de reprise du travail ou d’arrêts.
La collaboration virtuelle avec les jumeaux numériques peut accélérer la planification et la mise en œuvre des projets de plusieurs semaines et se traduire par des économies significatives lors du lancement de nouvelles lignes de production.
Cette initiative s’inscrit dans le cadre d’un effort plus large de Mercedes-Benz pour adopter l’IA, les jumeaux numériques et une transformation de la production, a déclaré M. Burzer lors d’un point de presse. Il y a quatre ans, l’entreprise a lancé son écosystème de production numérique flexible, en utilisant des données en temps réel et en mettant en réseau 30 usines à travers le monde. Cela fait partie des efforts déployés pour produire des modèles de voitures électriques, hybrides et à combustion sur une seule ligne d’assemblage afin de répondre à la demande.
« Nous avons introduit le jumeau numérique dans la production », a déclaré M. Burzer. « Le jumeau numérique nous permet de réoutiller et d’accélérer la production de la nouvelle plateforme MO360 dans nos usines situées à proximité » en Allemagne, en Hongrie et en Chine. L’entreprise a conçu une usine virtuelle en Russie, mais elle n’y donnera pas suite et l’utilisera plutôt comme modèle pour son réseau de production mondial.
« En outre, la production d’intelligence artificielle ouvre de nouvelles possibilités et opportunités d’économies d’énergie et de coûts », a déclaré M. Burzer.
Cela aidera l’entreprise à atteindre ses objectifs en matière de développement durable. Elle ajoute la production numérique à son atelier de peinture, et l’IA permet d’obtenir des gains d’efficacité énergétique de 20 % ou plus dans le processus de peinture.
M. Lebaredian a déclaré : « Chez Nvidia, notre âme est l’informatique accélérée. Les problèmes les plus difficiles en informatique se résument toujours à la simulation du monde réel ».
Les puces Nvidia sont dédiées à la simulation de la nature des mondes dans les domaines de la conception, de l’architecture, de la fabrication et des jeux vidéo. Aujourd’hui, elles sont utilisées pour simuler des usines à l’aide de jumeaux numériques, ainsi que l’intelligence elle-même, grâce à l’IA.
« L’idée est que la réalité physique devienne la représentation du numérique, plutôt que le numérique soit la représentation de la réalité », explique M. Burzer.
Pour concevoir les jumeaux, les entreprises examinent le processus de fabrication de bout en bout. Elles déterminent la meilleure façon de configurer une usine à l’aide d’objets numériques destinés à simuler des choses dans le monde réel. Elles ouvrent ensuite les jumeaux numériques à des partenaires qui peuvent fournir des équipements, des robots et d’autres produits réels qui iront dans les usines afin que les plans fonctionnent avec ce qu’ils fabriquent.
« Ils n’ont même pas besoin de se rendre physiquement sur place pour prendre des mesures », a déclaré M. Burzer. « Ils peuvent le faire dans le monde numérique. Cela permet des itérations beaucoup plus rapides, un temps de mise en route beaucoup plus court. En fait, nous pensons que l’effort de coordination peut être réduit de 50 %. Et pour souligner ce que Jorgen nous a déjà dit, il ne s’agit pas seulement de géométrie et de matériel. Cela inclut les caractéristiques et la conception du logiciel, toutes les fonctionnalités que nous trouvons dans l’équipement, de sorte que vous pouvez tester toute une chaîne de montage, y compris les commandes logicielles, de manière numérique ».
Cela s’avère payant dans la mesure où il n’est pas nécessaire de démolir les choses dans la vraie vie pendant que l’on travaille sur les détails. Et comme de plus en plus d’entreprises créent leurs propres jumeaux numériques, un réseau plus large d’actifs peut devenir disponible afin que les partenaires puissent partager les simulations et les données les uns avec les autres pour un bénéfice mutuel. À terme, je suppose que c’est ainsi que nous obtiendrons notre métaverse industriel ou d’entreprise.
« Une fois que nous pouvons agréger ce monde, Omniverse fournit un cadre pour construire un simulateur qui peut s’adapter à nos ordinateurs les plus avancés », a déclaré M. Lebaredian. « Nous avons ainsi la possibilité de transformer le monde réel en un problème logiciel. En prenant toutes les choses du monde réel qui sont construites à partir d’atomes et en les transformant en une représentation numérique, nous avons maintenant la possibilité d’itérer sur nos conceptions et de faire évoluer nos systèmes qui sont basés dans le monde réel en faisant des expériences dans le monde du logiciel. C’est fondamentalement ce qu’offre Omniverse ».
Bien qu’elle utilise le système global pour contrôler la qualité, l’entreprise n’utilise pas le système de jumeaux numériques pour superviser les travailleurs, a précisé M. Burzer. L’entreprise utilise du matériel et d’autres logiciels Nvidia dans son centre de données de Stuttgart, en Allemagne. Mais elle est en train de transférer les jumeaux numériques dans le nuage. La première tâche consiste à réaliser le jumeau numérique, puis à le partager avec d’autres sites. L’entreprise estime qu’elle a été en mesure de stimuler la productivité de ses employés grâce aux jumeaux numériques. Parallèlement, elle a veillé à respecter les exigences en matière de protection de la vie privée.
« Je pense que c’est l’un des sujets les plus importants : la démocratisation des données », a déclaré M. Burzer. « En outre, grâce à l’intelligence artificielle, il est possible de permettre à chaque collègue travaillant sur la ligne, aux membres de l’équipe, d’avoir accès aux données.
Les jumeaux numériques n’ont rien à voir avec l’optimisation de la main-d’œuvre ou la réduction du nombre d’emplois, a déclaré M. Burzer.
« Il s’agit d’un champ d’action complètement différent. « Il s’agit de qualité et d’efficacité. Il s’agit d’éliminer les déchets du système ».
Si quelque chose ne va pas, il ne faut pas des jours pour que les gens s’en rendent compte. Cela peut se faire beaucoup plus rapidement avec les jumeaux numériques et les usines réelles équipées de capteurs, grâce à la transparence.
Si les jumeaux numériques permettent de concevoir des usines à l’emporte-pièce, ce n’est pas aussi simple dans la réalité, car il existe des réglementations différentes selon les pays, qui imposent des changements.
