Průmyslový Metaverse
Průmyslový Metaverse: Robotická buňka pro autonomní manipulaci
Představte si továrnu, kde digitální dvojče každého stroje a produktu umožňuje simulovat a optimalizovat výrobní procesy ještě před jejich spuštěním v reálném světě. To je průmyslový metaverse. Průmyslový metaverse představuje revoluční koncept, který propojuje fyzický svět výroby s digitálním prostředím. Je to v podstatě rozšířená virtuální realita, která umožňuje vytvořit digitální dvojče fyzické továrny, stroje a produktů. Díky tomu mohou společnosti optimalizovat své výrobní procesy, urychlit vývoj nových produktů a zlepšit spolupráci mezi různými týmy i roboty.
Autor: RICAIP Testbed Praha
Ukážeme možnosti jeho využití na robotické buňce pro autonomní manipulaci vybavené KUKA robotem, který autonomně provádí přesné operace pick-and-place, řízené pokročilým 6D odhadem polohy pomocí metod počítačového vidění. Celá buňka je plně virtuálně zprovozněna v prostředí Tecnomatix Process Simulate od Siemens, které je integrováno s Nvidia Omniverse.
Toto prostředí, díky randomizaci a pokročilým simulačním funkcím, umožňuje trénovat modely umělé inteligence pro rozpoznávání a manipulaci s předměty. Navíc je buňka vybavená technologií pro automatické generování vlastních koncových uchopovačů tištěných pomocí technologií 3D tisku. Celá buňka je rovněž dostupná ve virtuální realitě.
Robotická buňka integruje fyzické robotické rameno KUKA vybavené průmyslovými kamerami pro počítačové vidění, které využívají 6D algoritmus MegaPose6D pro odhad polohy k určení přesné prostorové orientace a polohy objektů v reálném čase.
Digitální dvojče umístěné na platformě NVIDIA Omniverse (společně s virtualizačním software Process Simulate a KUKA.OfficeLite) zrcadlí fyzickou buňku v reálném čase a nabízí nástroj pro tvorbu syntetických datasetů pro učení modelů strojového učení, který ve spojení s nástrojem pro návrh koncových efektorů nabízí vysokou flexibilitu. Modulární návrh a použití unifikovaného rozhraní pak zajišťují škálovatelnost pro snadnější přechod ke složitějším systémům komplexní výroby.
V čem je technologie unikátní?
Unikátnost naší technologie spočívá v její schopnosti přesně simulovat a testovat robotické buňky ve virtuálním prostředí, což výrazně zkracuje dobu vývoje a zvyšuje efektivitu. Díky integraci s platformou NVIDIA Omniverse a použití synteticky generovaných datasetů pro trénink modelů strojového učení, dosahujeme vysoké přesnosti a věrnosti simulací, což se odráží i ve fyzickém prostředí.
Tato technologie je jedinečná díky bezproblémové integraci fyzické robotické buňky s vysoce přesným digitálním dvojčetem, což umožňuje simulaci, monitorování a optimalizaci jak v reálném čase, tak při vypracovávání studií proveditelnosti. Schopnost autonomně generovat a přizpůsobovat efektory pro jakýkoli objekt spolu s pokročilým 6D odhadem polohy ji odlišuje jako univerzální a adaptivní řešení pro komplexní manipulační úlohy.
Jak můžeme technologii aplikovat do praxe/ výroby?
Technologii lze aplikovat v různých fázích výrobního procesu, od návrhu a testování až po finální nasazení a optimalizaci výroby. Pomocí digitálního dvojčete je možné provádět simulace a testování nových výrobních postupů bez nutnosti fyzických prototypů, což šetří čas i náklady.
Řešení lze využít za účelem omezení manuálních zásahů a zvýšení efektivity výroby. Digitální dvojče umožňuje předvýrobní simulaci, snižuje prostoje a chyby v reálných aplikacích a umožňuje rychlé přizpůsobení novým úlohám nebo výrobním řadám díky změně konfigurace virtuálního modelu namísto fyzického zařízení. Hlavním přínosem je zpracování simulace kamerových systému a možnost generace koncových efektorů.
Jaké jsou výsledky nebo přínosy pro uživatele?
Hlavními přínosy pro uživatele jsou zkrácení doby vývoje, snížení nákladů na prototypy a zvýšení přesnosti a efektivity výroby. Naše řešení také umožňuje snadnější a rychlejší úpravy a optimalizace výrobních procesů díky realistickým simulacím ve virtuálním prostředí.
Jak může technologie pomoci podnikům?
Díky možnosti simulovat a optimalizovat výrobní procesy ve virtuálním prostředí se výrazně snižují náklady a zvyšuje efektivita výroby. Technologie může pomoci podnikům ve strojírenství, automobilovém průmyslu, elektrotechnice a dalších výrobních odvětvích, které vyžadují vysokou míru automatizace a adaptivity.
Co nás inspirovalo k tomu se dané technologii věnovat? Jak dlouho vývoj trval? Jaké byly hlavní milníky nebo klíčové momenty v průběhu vývoje?
Inspirací pro tuto technologii je rostoucí potřeba přizpůsobivých, autonomních systémů v moderní výrobě. S tím, jak se výrobní linky stávají složitějšími a roste poptávka po přizpůsobení, vyvstala jasná potřeba řešení, které by poskytovalo flexibilitu, aniž by byla obětována přesnost nebo efektivita. Proces vývoje, který trval více než dva roky, byl poháněn milníky dosaženými postupnou integrací platformy NVIDIA Omniverse.
