Nvidia、産業用メタバース「Omniverse」で電機メーカー各社の工場デジタル化に協力〜COMPUTEX TAIPEI 2023

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Nvidia は「Omniverse」と「Isaac」で電機工場のデジタル化を進めている。
Image Credit: Nvidia

Nvidia はComputexで、世界中の電子機器メーカーが同社のシミュレーションおよびコラボレーション・プラットフォーム「Omniverse」を使用して工場を改善していることを発表した。

これらの産業デジタル化の取り組みでは、ジェネレーティブAI、3Dコラボレーション、シミュレーション、自律型マシンのためのNVIDIAテクノロジーを組み合わせた新しい包括的なリファレンスワークフローを使用していると、Nvidia の組み込みおよびエッジコンピューティング担当副社長の Deepu Talla 氏は記者会見で述べている。

産業界のデジタル化のケースは非常に明確であり、現実のものとなっています。(Talla 氏)

広範なパートナーネットワークに支えられた Omniverse とより大きな Nvidia エコシステムのワークフローは、メーカーの工場の計画、建設、運用、最適化を支援すると Talla 氏は述べている。

このエコシステムはエンジニアのためのメタバースのようなもので、トップクラスのコンピュータ支援設計アプリをつなぐ「Nvidia Omniverse」や、ジェネレーティブ AI のための API や最先端のフレームワークが含まれている。また、ロボットのシミュレーションやテストを行うためのアプリケーション「Nvidia Isaac Sim」や、インテリジェントなビデオ解析を用いて都市を自動化するビジョンAIフレームワーク「Nvidia Metropolis」も含まれている。Metropolis は、自動光学検査に対応した。

自動車からヘルスケア、製造業、小売業、通信業に至るまで、これらの産業はそれぞれ数兆ドル規模の巨大産業であり、そのすべてがデジタル化に向けて疾走しています。シミュレーションの可能性は、常に明確です。シミュレーションを行うことで、より速く、より安く、より安全になるのです。しかし、適切な忠実度でシミュレーションを行うかどうかが課題でした。(Talla 氏)

Nvidia の CEO Jensen Huang 氏は、Computex での基調講演で、電機メーカーにとって業界初となる、完全にデジタル化されたスマート工場のデモを披露した。

世界最大の産業は、形のあるものを作っています。それらを最初にデジタルで構築することで、莫大なコストを削減することができます。Nvidia は、電機メーカーがバーチャル工場を構築・運用し、製造・検査ワークフローをデジタル化し、品質と安全性を大幅に向上させ、コストのかかる直前の驚きや遅れを軽減することを容易にします。(Huang 氏)

世界の主要電機メーカーが工場のデジタル化に取り組む

NvidiaのMetropolis for Factoriesが広く採用されつつある。

この新しいリファレンスワークフローは、Foxconn Industrial Internet、Innodisk、Pegatron、Quanta、Wistron が、ワークセルと組立ラインのオペレーションを最適化し、生産コストを削減するために使用している。

世界最大のテクノロジーメーカーのサービス部門である Foxconn Industrial Internet は、Nvidia Metropolis エコシステムパートナーと協力して、回路基板の品質保証検査ポイントの大部分を自動化することに取り組んでいる。

Foxconn Industrial Internet の CTO Tai-Yu Chou 氏は声明で次のように述べている。

Nvidia の AI における強みとアプリケーションパートナーの強力なエコシステムは、Foxconn Industrial Internet に大幅な業務効率向上への道を提供しています。工場向けの Nvidia Metropolis とロボット向けの Isaac Sim の組み合わせは、想像以上に早く産業オートメーション目標を実現するのに役立っています。

Innodisk は、Nvidia Metropolis を導入し、生産ラインの光学検査工程を自動化し、コスト削減と生産効率の向上を図っている。

大手電機メーカーでサービスプロバイダの Pegatronは、リファレンスワークフローを使用して、シミュレーション、ロボット、自動生産検査により回路基板工場のデジタル化を進めている。

Pegatron のソフトウェア R&D 部門副社長 Andrew Hsiao 氏は声明の中で次のように述べている。

Nvidia Omniverse、Isaac Sim、Metropolis のおかげで、物理的な世界でアイデアにコミットする前に、AI のトレーニング、工場のワークフローの強化、仮想世界での多数のシミュレーションを達成することができます。工場全体をデジタル化することで、ロボット工学とオートメーションのパイプラインを端から端までシミュレーションすることができ、シミュレーション環境で物事を試せるので、時間の節約とコストの大幅な削減が可能になります。

ノートパソコンなどの電子ハードウェアの大手メーカー Quanta は、製造した製品の品質検査に、子会社の Techman Robot の AI ロボットを活用している。Techman は、Isaac Sim を活用して最先端の協働ロボットのシミュレーション、テスト、最適化を行う一方、ロボット自体の推論には Nvidia の AI と GPU を使用している。

世界最大級の情報通信製品サプライヤー Wistron は、Nvidia Omniverse を活用し、Autodesk AutoCAD、Autodesk Revit、FlexSim からの入力を用いて、自動化された受け取りラインとオペレーションビルのデジタルツインを構築している。

また、Wistron は、Nvidia Metropolis を使用して、AI を活用したコンピュータビジョンによる回路基板の光学検査の一部を自動化した。

Nvidia の技術を使った産業エコシステム

Nvidia は Isaac AMR(Autonomous Mobile Robot)を配備している。

Nvidia は、複数の製造ツールやサービスプロバイダと協力し、すべてのワークフローレベルでそれぞれフルスタックの単一アーキテクチャを構築している。

システムレベルでは、Nvidia IGX Orin は、産業グレードのハードウェアとエンタープライズレベルのソフトウェアおよびサポートを組み合わせた、オールインワンのエッジ AI プラットフォームを提供する。IGX は、エッジコンピューティング特有の耐久性と低消費電力の要件を満たすとともに、AI アプリケーションの開発・実行に必要な高いパフォーマンスを実現する。

メーカーパートナー Adlink、Advantech、Aetina、Dedicated Computing、Onyx、Prodrive Technologies、Yuan は、産業および医療市場に向けた IGX 搭載システムを開発している。これらのシステムは、デジタル化のメリットを物理的な生産時に実現することができる。

Omniverse は、プラットフォームレベルで、世界をリードする3D、シミュレーション、ジェネレーティブ AI のプロバイダを接続している。例えば、オープンな開発プラットフォームでは、Adobe、Autodesk、Siemens などの気に入ったアプリケーション間で相互運用性を構築することができる。

Computex で Omniverse のデモを実施

Computex の基調講演でのデモでは、Omniverse が ChatGPTや Blender GPT などのさまざまな AI アシスタントに接続され、3Dワークフローや Python アプリケーションの開発を簡素化する様子が紹介された。Microsoft Azure で利用できるようになったプラットフォーム・アズ・ア・サービス「Nvidia Omniverse Cloud」は、企業顧客に、Omniverse ソフトウェアアプリケーションのフルスタックスイートとNvidia OVX インフラを、Azure クラウドサービスのスケールとセキュリティで利用できるようにする。

また、アプリケーションレベルでは、Isaac Simによって、企業はAIベースのロボットを構築し、最適に配備することができる。メーカーは、産業オートメーション企業のReady Roboticsと協力して、現実世界に配備する前にシミュレーションでロボットのタスクをプログラムすることができる。

SoftServeとFS Studioのようなシミュレーション技術パートナーは、デジタルツインベースのシミュレーションを構築することで、顧客の開発期間を短縮する。

物理的なものを作った後でも、現実の世界に入る前にシミュレーションで常に更新・修正することができます。Nvidia Omniverseは、基本的に産業用メタバースアプリケーション向けに構築されたプラットフォームです。(Talla氏)

また、アプリケーションレベルでは、Nvidia Metropolis には工場自動化AIワークフローのコレクションが含まれており、産業ソリューションプロバイダやメーカーは、コストを削減し生産スループットを向上させるカスタマイズ品質管理ソリューションを開発、展開、管理できるようになる。Adlink、Aetina、Deloitte、Quantiphi、Siemens を含む大規模なパートナーエコシステムが、これらのソリューションの市場投入を支援している。

Omniverse プラットフォームツールは、デジタル版の工場を作るために使用されます。あらゆる産業工場を展開するためには、片やOmniverseが必要であり、片やランタイム、Metropolis によるAIモデルのランタイムが必要です。(Talla 氏)

WPP との提携

WPP は Omniverse を使って、リモートで広告を構築している。

その他のニュースとして、Nvidia とデジタル広告大手の WPP は、Nvidia Omniverseと AIを 活用し、クリエイティブチームがクライアントのブランドと完全に一致した状態で、高品質の商業コンテンツをより速く、より効率的に、かつ大規模に制作できるようにするコンテンツエンジンを開発中であると発表した。

この新しいエンジンは、Adobe や Getty Images のものを含む3Dデ ザイン、製造、クリエイティブサプライチェーンツールのエコシステムを接続し、WPP のアーティストやデザイナーが 3D コンテンツ制作とジェネレーティブAIを統合できるようにしている。これにより、WPP のクライアントは、企業のブランドアイデンティティ、製品、ロゴの品質、正確性、忠実性を維持しながら、高度にパーソナライズされた魅力的な方法で消費者にアプローチすることができる。

Huang 氏は、Computex の基調講演でこのエンジンをデモで公開し、世界最大のマーケティングサービス組織 WPP のチームと協力して、画像や動画などの大量のブランド広告コンテンツや3D 製品コンフィギュレーターなどの体験を、よりカスタマイズされ没入できるようにする方法を示した。

7,000億米ドルのデジタル広告業界を含む世界の産業は、AIのメリットを実現するために競争しています。Omniverse Cloud とジェネレーティブ AI ツールにより、WPP はブランドに対し、これまでにないリアルさとスケールで、商品体験や魅力的なコンテンツを構築・展開する能力を提供します。(Huang 氏)

WPP の CEO Mark Read 氏は声明で次のように述べている。

ジェネレーティブ AI は、信じられないスピードでマーケティングの世界を変えています。Nvidia とのパートナーシップにより、WPP は、今日の市場のどこにもない、クライアントが利用できる AI ソリューションを通じて、独自の競争優位性を獲得することができます。この新しいテクノロジーは、ブランドが商業利用するコンテンツを作成する方法を変革し、世界のトップブランドのために AI を創造的に応用する業界リーダーとしての WPP の地位を確固たるものにするでしょう。

クリエイティビティのためのエンジン

Nvidia Isaacの自律型移動ロボットは検査ができる。

この新しいコンテンツエンジンは、3D ツールの接続や産業用デジタル化アプリケーションの開発・運用のためのプラットフォーム「Omniverse Cloud」を基盤としている。これにより、WPP は、3D や没入型コンテンツ制作のための Adobe Substance 3D ツールや、クライアント製品のブランド精度の高いフォトリアルなデジタルツインを作成する CAD ツールなどのソフトウェアから、製品設計データのサプライチェーンをシームレスに接続することができる。

WPP は、デザイナーがテキストプロンプトから多様で忠実な画像を作成し、シーンに持ち込めるように、Adobe や Getty Images などのパートナーから責任を持って訓練されたジェネレーティブ AI ツールやコンテンツを使用している。これには、クリエイティブなジェネレーティブ AI モデルのファミリー「Adobe Firefly」や 、ビジュアルデザイン用のカスタムジェネレーティブ AI モデルのファウンドリー「Nvidia Picasso」を使って作成された Getty Images の独占ビジュアルコンテンツが含まれると両社は述べている。

クリエイティブチームは、最終的なシーンで、ブランドに忠実な2D画像や動画を大量にレンダリングし、古典的な広告に使用したり、インタラクティブな3D 製品構成を Nvidia Graphics Delivery Network(世界中のグラフィックスストリーミングネットワーク)に公開し、あらゆるウェブデバイスで消費者に体験してもらうことができる。

この新しいコンテンツエンジンは、まもなく世界中の WPP のクライアントに限定して提供される予定だ。

モバイルロボット「Issac」

Nvidia Isaac AMRは、顧客との早期アクセスに移行している。

また、Nvidia は、ロボットプラットフォーム「Issac」を使用して、モバイルロボットに高度な自律性をもたらしたと発表した。

Isaac 自律移動ロボット(AMR)は顧客とのアーリーアクセスに移行し、Nova Orin ベースのリファレンスロボットは評価用に利用可能になりつつある。

Nvidia は、次世代の自律型モバイルロボット(AMR)フリートを実現するための新プラットフォームを立ち上げると発表した。

Isaac AMR はモバイルロボットに高度なマッピング、自律性、シミュレーションをもたらし、まもなく初期の顧客向けに提供されると、台北で開催された Computex テクノロジーカンファレンスでの基調講演で Huang 氏は発表した。

Isaac AMR は、自律移動ロボットのフリートのシミュレーション、検証、配備、最適化、管理を行うプラットフォームです。エッジ・トゥ・クラウドのソフトウェアサービス、コンピューティング、リファレンスセンサーとロボットハードウェアのセットが含まれており、AMR の開発と展開を加速し、コストと市場投入までの時間を削減する。

ABI Research によると、モバイルロボットの出荷台数は2023年の251,000台から2028年には160万台に増加し、その間の売上は126億ドルから645億米ドルに急増すると予測されている。

ロボットの爆発的な普及にもかかわらず、イントラロジスティクス産業は課題に直面している。従来、自律航行のためのソフトウェアアプリケーションは、ロボットごとにゼロからコーディングされることが多く、異なるロボット間で自律航行を展開することが複雑になっていた。

100万平方フィート以上に及ぶこともあり、ロボットのマッピングや更新が困難な場合がある。また、AMR を既存のワークフロー、フリート管理、倉庫管理システムに連携するのは複雑だ。

先進的なロボット工学に携わり、従来のフォークリフトや自動搬送車から完全自律型移動ロボットへの移行を目指す人々にとって、Isaac AMR は完全自律への移行を加速し、コストを削減してAMRの展開を加速させる青写真を提供する。

Isaac AMR は、Nvidia Nova Orin リファレンスアーキテクチャの基礎の上に構築されている。Nova Orin は、Isaac AMR の頭脳であり、目だ。ステレオカメラ、魚眼カメラ、2D および3D ライダーを含む複数のセンサーを、強力な Nvidia Jetson AGX Orin システムオンモジュールに連携している。リファレンスロボットのハードウェアには Nova Orin があらかじめ連携されており、開発者は自分の環境で Isaac AMR を簡単に評価することができる。

Quanta のTechman Robot、検査に Isaac Sim を選択

台湾のQuantaはコボットを使って、ロボットを使った検査を20%加速している。

Nvidia は、台湾のロボット企業 Techman Robot が自動光学検査の最適化のために Isaac Sim を選択したと述べている。

Techman Robot によると、Isaac Sim on Omniverse でロボットによる検査を20%加速し、電子機器製造の製品品質を向上させたという。

Huang 氏は、電子機器メーカーのQuanta社が、製品の品質検査にAI対応ロボットを使用していると述べた。Techman Robotは Isaac を使って、台湾に拠点を置く電子機器メーカーの製造ラインでの検査を改善するためのカスタムデジタルツインアプリケーションを開発している。

デモでは、Techman Robot が Isaac Sim を使って、製造ラインでロボットによるロボットの検査を最適化する様子が紹介された。事実上、ロボットがロボットを構築しているのである。

自動光学検査(AOI)は、メーカーがより迅速に欠陥を特定し、世界中の顧客に高品質の製品を提供するのに役立つ。今回AOIに対応した Nvidia Metropolis ビジョン AI フレームワークは、自動車から回路基板まで幅広い製品の検査ワークフローを最適化するためにも使用されている。

Techman Robot は、Isaac Sim を使用して協働ロボット(コボット)のシミュレーション、テスト、最適化を行い、Nvidia の AI と GPU を使用してクラウドでの学習とロボット自身での推論を行うことにより、同社の工場フロアロボットによるAOIを開発した。

Isaac Sim は、産業用メタバースアプリケーションを構築・運用するための開発プラットフォーム「Omniverse」上に構築されている。

台湾の電機メーカー、Nvidia Metropolis for Factories を採用

Nvidia の Metropolis for Factories は、台湾の工場のデジタル化に活用されている。

台湾の電子機器メーカーも Nvidia Metropolis for Factories を購入している。

46兆米ドルの世界的な電子機器製造産業は、世界中で1,000万以上の工場にまたがっており、そこでは欠陥のない製品を生産することに多くの困難が伴う。そして、50社以上の大手電子機器メーカーが Nvidia Metropolis for Factories を採用している、とNvidiaは述べている。

Foxconn、Pegatron、Quanta、Siemens、Wistron などが Metropolis for Factories を導入していると、Huang 氏は Computex で発表した。

Metropolis for Factories は、ファクトリーオートメーションのワークフローを集めたもので、産業技術企業やメーカーが、競争優位性をもたらすカスタマイズされた品質管理システムを開発、導入、管理できるようにする。

世界の製造業は、品質管理のために年間6兆ドル以上を費やし、ほぼすべての製品ラインで欠陥検出を適用している。しかし、手作業による検査では、その要求に追いつくことができない。

多くのメーカーが自動光学検査(AOI)システムを導入しており、これを利用することもできるが、多くの場合、これらのシステムは誤検出率が高く、すでに厳しい労働市場において、労働集約的でコストのかかる二次的な手動検査が必要となり、その価値を下げている。

Nvidia Metropolis for Factories は、AOI などの驚くほど正確な検査アプリケーションを開発するための AI プラットフォームとワークフローを提供する。

台北の北投地区に拠点を置くメーカー Pegatron は、その生産ライン にNvidia Metropolis for Factories を使用している。Pegatron は、マザーボードからスマートフォン、ノートパソコン、ゲーム機まで、あらゆるものを製造している。

Pegatron では、12ヶ所の製造施設で300以上の製品、1日あたり5,000個以上の部品を扱っているため、製品ポートフォリオ全体で管理すべき品質管理が数多くある。さらに、製品の更新が頻繁に行われるため、AOI システムの継続的な改訂が必要だ。

Pegatron は、Metropolis for Factories のワークフロー全体を使用して、プリント基板(PCB)工場のシミュレーション、ロボティクス、自動生産検査をサポートしている。Metropolis for Factories により、電子機器製造の大手企業は、小さなデータセットから欠陥検出モデルを迅速に更新し、AOI システムで99.8%の精度を達成することができるようになった。

Pegatron は、ロボットシミュレータであるNvidia Isaac Simを使用して、シミュレーションでロボットアームをプログラムしたり、移動ロボット群の性能をモデル化したりしている。

Omniverse Replicator を利用することで、不具合をシミュレーションするための合成データ生成が可能になり、ドメインランダム化などの手法で大規模なトレーニングデータセットの構築を支援する。

Metropolisでは、Nvidia TAO Toolkitにより、Pegatron は事前学習済みモデルと転送学習にアクセスし、強化されたデータセットから高精度の欠陥検出モデルを構築できる。Nvidia DeepStream ソフトウェア開発キットは、複数のビデオ、画像、およびオーディオストリームを扱う最適化されたインテリジェント・ビデオアプリケーションを開発するために使用することができる。DeepStream を使用することで、Pegatronはスループットを10倍向上させることができた。

さらに、Omniverse によって Pegatron は検査装置のデジタルツインを実行し、将来の検査工程をシミュレーションできるようになり、生産ワークフローの効率化が期待できるようになった。

【via VentureBeat】 @VentureBeat

【原文】

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