NVIDIA Omniverse 數位孿生技術協助台灣製造業者推動工業 AI 的黃金時代

用於建置自動化製造設施的藍圖,為價值數兆美元的產業帶來變革性的突破
作者 James McKenna

NVIDIA 與台灣的製造業生態系,包括台達、鴻海科技集團、台積公司與緯創,本週將在台北舉行的 COMPUTEX 展示數位孿生在加速工業人工智慧(AI)方面扮演的關鍵角色。

這些電子、半導體和機器人製造領導廠商正使用通用場景描述(OpenUSD)NVIDIA Omniverse 函式庫與藍圖,開發符合物理原則的數位孿生。採用這類技術不僅開創全新的營運效率,更加速了自主機器人和機器人機隊開發、測試與驗證,徹底改變工廠規劃方式

其中許多製造業者正將工廠的數位化延伸至實體環境,運用現已上市並整合至 NVIDIA Metropolis 平台用於影片搜尋與摘要(VSS)的 NVIDIA AI Blueprint,把影片分析 AI 代理部署至業務營運,並推動瑕疵偵測等營運活動進一步自動化及最佳化。

台灣製造業者運用模擬與 AI 代理將規劃與營運最佳化

台灣領先的電子與半導體製造商正運用數位孿生、符合物理原則的模擬及 AI 代理,將現有營運方式最佳化,並大幅加速全新工廠規劃及試營運。

鴻海科技集團正引領這個趨勢。鴻海科技集團的工程師在台灣的工廠設施採用 OpenUSD、西門子與 Omniverse 技術開發的 Fii Digital Twin 平台,來設計及模擬機器人工作站、生產線與完整工廠配置。

這些數位孿生與材料控制系統連結,搭配使用 Autodesk Flexsim、NVIDIA cuOptNVIDIA Isaac Sim,工程師便能夠模擬及動態最佳化材料、設備、自主移動機器人(AMR)、自動導引車與其他機器人與人力資源的流程。透過為工廠開發標準的數位孿生模型,鴻海科技集團便可快速移轉,並輕鬆重新配置新工廠部署的設計與規劃。

鴻海科技集團正運用 NVIDIA Isaac GR00T N1 模型、用於合成操作動作生成的 Isaac GR00T-Mimic 藍圖,以及 Isaac Lab 來訓練工業機械手臂和人形機器人,以執行栓緊螺絲、取放、組裝及插入電纜等複雜任務。鴻海科技集團機器人開發人員運用 Mega Omniverse Blueprint 先模擬及測試 AMR、機械手臂與人形機器人組成的大型機器人機隊,然後再將其部署於設施中。

為加速分析和決策,鴻海科技集團工程師運用自家的數位孿生平台,針對不同情境執行 POD 空間的熱評估。團隊將數位孿生連接到 Cadence Reality 數位孿生平台,並整合 NVIDIA PhysicsNeMo 框架,熱模擬速度便可提升 150 倍,進而降低熱風險及找出節省能源的機會。

鴻海科技集團運用用於 AI 工廠數位孿生的 Omniverse Blueprint,可在液冷式 POD 中模擬及測試 GB200 Grace Blackwell 超級晶片,以複製 AI 工廠的運作條件。

影像來源:鴻海科技集團

此外,鴻海科技集團也運用 NVIDIA Metropolis 的 VSS 藍圖部署影片分析 AI 代理,以便在現場生產環境提供即時影像分析與洞察。

台積公司正與一家 AI 驅動的數位孿生新創公司合作,將其新晶圓廠的規劃與施工流程最佳化。台積公司運用 Omniverse 函式庫建構的 AI 引擎及應用,將複雜設施傳統 2D 的電腦輔助設計轉換為豐富、互動式的 3D 配置,包括無塵室等專業區域。

影像來源:台積公司

在數位孿生將這些最佳化配置視覺化,可讓規劃團隊主動識別並解決設備碰撞問題、了解系統相依性,以及評估配置對空間和營運關鍵效能指標的影響。NVIDIA cuOpt 的最佳化與 NVIDIA Isaac Lab 的強化學習加強了這種 AI 驅動的方法,使複雜的多層級管線系統得以在數秒內生成,完成這項一向耗時費力的任務。這樣一來,工程師便能以虛擬方式驗證複雜的管線配置,並大幅減少設計修改,最終簡化整個晶圓廠的開發流程。

台積公司亦使用視覺語言模型和視覺基礎模型改善自動化瑕疵分類工作流程,大幅提升分類晶圓產品瑕疵的效率,協助工程師精確找出問題可能的根本原因。除了利用數位孿生與視覺 AI,台積公司還利用 CUDA-X 軟體函式庫與 NVIDIA GPU,加速整個半導體晶片設計工作流程,包括微影製程使用的 NVIDIA cuLitho 以及半導體製程模擬。

緯創團隊利用 Wistron Digital Twin(WiDT)平台來提高營運效率、將廠房配置規劃最佳化,以及訓練機器人與工作人員。該平台採用 Autodesk、Cadence 與微軟的軟體,並可使用 NVIDIA AI 與 Omniverse 函式庫。

透過將 WiDT 平台連接到生成式 AI 工具,以及來自表面黏著技術機台與生產現場管制系統的即時資料,營運團隊可將即時儀表板視覺化,以快速診斷並改善機台與廠房的效能。

緯創機器人開發人員運用該平台及其與 Isaac Sim 的整合,來模擬與測試機器手臂。團隊利用模擬優先的方法,將每個機械手臂在生產線上組裝零件所需的時間縮短 12 秒。

影像來源:緯創

Wistron Digital Twin 平台還使用 VSS 藍圖製作及整理訓練影片,指導工作人員如何執行及管理複雜的任務與情境。該平台使用 Cosmos Tokenizer 協助團隊分析及細分工作人員在生產線的動作,改善標準作業程序。這個方法讓緯創能夠加速入職流程、提高工作人員生產力,並且確保安全。

緯穎使用基於 Omniverse 技術建置的 AI 驅動數位孿生,將工廠配置、模擬生產、協作機器人的整合最佳化,並透過改良的檢查與分析系統來加強品質控制。這些解決方案帶動了製造和物流領域的顯著創新,並且提高效率。

和碩聯合科技的 PEGAVERSE 與 PEGAAi 平台,為工程師和工廠管理人員提供支援多種使用案例的數位孿生,包括工廠規劃、預測性維護、流程最佳化、資源規劃、遠端監控以及品質控制。

此外,團隊也利用該平台打造視覺 AI 代理,協助工作人員完善複雜的組裝任務。這些以用於 VSS 的 NVIDIA AI Blueprint 和 NVIDIA Metropolis 開發的 AI 代理,幫助和碩聯合科技強化組裝流程、將人力成本降低 7%,並且將生產線瑕疵率降低 67%。

廣運與 MetAI 正運用 Omniverse 技術和 Mega NVIDIA Omniverse Blueprint,打造符合物理原則的數位孿生,用於模擬、測試及部署倉庫自動化解決方案。雙方合作將整個智慧物流中心虛擬化,在模擬環境中創造出整合物理動態、即時控制器邏輯、AI 驅動測試和最佳化的高擬真模擬環境。

技嘉科技營運團隊正運用 Omniverse 函式庫開發的數位孿生,連接製造廠房的即時物聯網資料,以改善生產系統的營運監控。藉由以視覺方式標記異常情況,包括設備問題與延遲,數位孿生可協助團隊快速識別問題、分析根本原因,以及採取修正行動。

雲達科技的工程、營運與物流團隊運用 Omniverse 打造的數位孿生解決方案合作,加速工廠規劃。數位孿生讓這些跨部門團隊得以取用最新的設計資料,就提案的配置即時提供意見反應,進而實現最佳化的工作流程與更優異的空間利用率。團隊可進一步擴展協作會議範圍至外部客戶與供應商參與,讓他們從遠端協助設計審核與驗證。

Credit: Quanta

製造業者採用數位孿生加速機器人開發

除了引領製造業邁向未來,台灣製造業者更利用 Omniverse 函式庫與藍圖驅動的數位孿生,開發下一波 AI 驅動的機器人。

台達正運用 Isaac Sim 將電子元件生產最佳化,以及模擬、訓練及驗證從 AMR 到工業機械手臂的全系列工業機器人。

影像來源:台達

該公司正將專業知識轉化為服務,設計了一個即將在台灣推出的物理數位整合教室,讓客戶學習使用 DIATwin 平台來模擬及整合台達的工業設備與機器人,確保以更有效的方式導入旗下生產線。

影像來源:達明機器人

達明機器人正於福斯汽車的 Transparent Factory 推動智慧自動化。達明機器人的 AI 協作機器人運用 Isaac Sim,學習在符合物理原則的模擬操作 GESSbot AMR,以精準的方式執行即時組裝、檢查與自適應的操作任務。透過虛擬方式模擬機器人行為與工作流程,達明機器人將機器人程式設計時間縮短 70%,並將機器人生產力提高 20%。

影像來源:正崴

正崴正運用 Isaac GR00T N1 模型,為製造設施使用的工業機器人賦予更廣泛的智慧與自主能力。

所羅門的 AI 視覺解決方案採用 NVIDIA Isaac Manipulator CUDA-X 加速函式庫,正協助英業達將複雜的運動規劃速度最多提升至 8 倍,並將誤差減少 50%,大幅加速機器人伺服器檢查流程。

Kudan 正將其 Visual SLAM 技術與 Isaac Perceptor CUDA-X 加速函式庫整合至 NexAIoT 的 AMR NexMOV-2。這項整合運用先進的 3D 感知與導航技術,使其能以更高的精確度與可靠性,在複雜的非結構化環境導航,例如製造、物流與醫療照護設施。

微星科技正運用 NVIDIA Jetson AGX Orin 模組讓工業機器人能夠執行各種任務,從取放、材料處理,到大型倉庫與設施內的貨物遞送。

影像來源:威剛科技

在醫療照護方面,威剛科技與研華正合力運用 Isaac Sim、Isaac Perceptor 與 Jetson Orin 來開發醫院消毒用的 AMR。這項合作已將部署時間縮短 70%,並讓消毒流程加快 3 倍。優必達也正利用 Isaac 平台訓練 G1 人形機器人,運送醫療檢查材料與檢體,協助減輕醫院人力短缺的問題。

歡迎觀看 NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳的 COMPUTEX 主題演講,並參加 NVIDIA GTC Taipei 的各項活動,NVIDIA GTC Taipei 將舉辦至 5 月 22 日止。