NTT Data hat in einem Forschungsprojekt einen physischen Roboterarm in einem anspruchsvollen Fertigungsumfeld kabellos via 5G an die industrielle Digitalisierungs-Plattform Omniverse von Nvidia angebunden und in Echtzeit gesteuert. Dieser Erfolg ist ein wichtiger Fortschritt für die Entwicklung der Smart Factory.
Der heilige Gral des industriellen Metaverse wäre, wenn die Plattform die Grenzen von herstellerspezifischen Ökosystemen sprengen und Hardware wie Maschinen direkt anbinden könnte. Genau das ist in diesem Projekt gelungen. Im Rahmen eines Proof of Concept (POC) konnte erstmalig ein Roboterarm von Fanuc an die Nvidia Omniverse Plattform angebunden werden – er lässt sich direkt über die Plattform steuern, ohne die proprietäre Befehlssprache des Herstellers nutzen zu müssen.
Dabei entsteht ein exakt abgebildeter Digitaler Zwilling, der Aufgaben wie das Greifen und Transportieren von Gegenständen virtuell simulieren kann – unter Einbeziehung einer Fülle von Faktoren aus der realen Welt wie Hindernisse, Temperatur, Status des physischen Roboterarms etc. Für die drahtlose Anbindung sorgt ein privates 5G-Netz, über das sich dann der physische Roboterarm aus Omniverse in Echtzeit steuern lässt, ohne die herstellerspezifische Maschinenprogrammierung zu verwenden.
In der realen Welt ist der Roboterarm mit einem Greifaufsatz ausgestattet und verfügt über eine via 5G eingebundene Kamera, die die Umgebung erfasst. In Nvidia Omniverse befindet sich der Digitale Zwilling des Roboterarms, durch die Daten des Videostreams lässt sich die physische Umgebung korrekt abbilden. Objekte, die sich im Umfeld des Roboterarms befinden, werden in der virtuellen Welt erkannt. Bei einer Aufgabe wie dem Greifen und Transportieren des Gegenstands kann der Roboterarm durch eine zugeschaltete KI virtuell testen, wie der beste Ablauf dafür aussieht. Ist der Prozess optimiert, lässt er sich unmittelbar auf den physischen Roboterarm übertragen, entweder auf einen einzelnen oder auf Hunderte seiner Art. So wird das eingangs geschilderte Szenario des umfangreichen Testens von Fertigungsprozessen greifbare Realität.
Quantensprung für die Smart Factory
Der Erfolg des Forschungsprojekts bedeutet einen Quantensprung für die industrielle Digitalisierung und die Smart Factory. Für Fertigungsunternehmen verheißt dies große Vorteile: Die nahtlose, herstellerunabhängige Integration von Maschinen und Anlagen führt zu einer reibungs- und mühelosen Zusammenarbeit diverser Geräte und Systeme. Das reduziert nicht nur Zeitaufwand und Kosten, sondern eröffnet völlig neue Möglichkeiten, zum Beispiel bei der Erhebung von Echtzeitdaten und -analysen über alle Systeme hinweg, was Wartung und Instandhaltung erleichtert und verbessert, die Effizienz steigert, unvorhergesehene Ausfallzeiten minimiert und auf Basis eines neuen Levels an Transparenz weitreichendere Prozessoptimierungen erlaubt, als es bisher möglich war.
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Digitale Zwillinge mit Nvidia Omniverse erstellen
Nvidia Omniverse ist eine Computing-Plattform, die es Einzelpersonen und Teams ermöglicht, 3D-Workflows und -Anwendungen auf der Basis von Universal Scene Description (OpenUSD) zu entwickeln. Mit Nvidia Omniverse können Unternehmen Digitale Zwillinge von Produktionsgütern, Maschinen, Anlagen und Geschäftsprozessen virtuell darstellen und simulieren, indem sie die neuesten Technologien kombinieren. Dadurch können Unternehmen die Effizienz ihrer Produktionssysteme erhöhen, Abläufe frühzeitig und mit wesentlich geringerem Aufwand testen sowie die Zusammenarbeit über Abteilungen und Standorte hinweg vereinfachen. Die NTT Data Gruppe arbeitet mit Nvidia zusammen, um die Omniverse-Plattform und ihre industriellen Anwendungen mehr Fertigungsunternehmen zugänglich zu machen. (eve)
