In der Fertigung bei Mercedes werden die Montagelinien künftig schon als Digitaler Zwilling vorausgeplant. Dabei soll das NVIDIA Omniverse helfen. (Bild: Mercedes)
Die Vermeidung kostspieliger Produktionsunterbrechungen ist heute für einen Autobauer entscheidender als je zuvor. Mercedes will diesen Unterbrechungen daher nun schon bei der Planung einer Fertigungslinie entgegentreten. Daher werden die Linien zuvor als Digitaler Zwilling auf der Omniverse-Plattform von NVIDIA angelegt und so simuliert. Mithilfe dieser Simulationen können die Fabrikplaner das Layout von Fabrikhallen und Produktionslinien optimieren, um Lieferwege zu verkürzen und Produktionslinien zu validieren, ohne die Produktion unterbrechen zu müssen.
Dieser virtuelle Ansatz ermöglicht auch die effiziente Entwicklung neuer Linien und das Änderungsmanagement für bestehende Linien, während gleichzeitig Ausfallzeiten reduziert und die Produktqualität verbessert werden.
Der digitale Zwilling in der Produktion trägt laut NVIDIA dazu bei, dass die Montagelinien von Mercedes-Benz zunächst in physikalisch exakten Simulationen umgerüstet, konfiguriert und optimiert werden können. Die neuen Montagelinien im Werk Kecskemét ermöglichen die Produktion von Fahrzeugen auf Basis der neu eingeführten Mercedes Modular Architecture, die mit Hilfe von digitalen Zwillingen in Omniverse virtuell entwickelt werden.
Durch den Einsatz von Omniverse kann Mercedes-Benz direkt mit seinen Zulieferern interagieren und so die Abstimmungsprozesse um 50 Prozent reduzieren. Der Einsatz eines digitalen Zwillings in der Produktion verdoppelt die Geschwindigkeit bei der Umrüstung oder dem Bau einer Montagehalle und verbessert gleichzeitig die Qualität der Prozesse, so der Automobilhersteller.
Die neuen Produktionstechnologien von Mercedes-Benz werden in den Werken Rastatt (Deutschland), Kecskemét (Ungarn) und Peking (China) die nächste Fahrzeuggeneration einläuten und als Blaupause für mehr als 30 Werke weltweit dienen. Dieser "Digital First"-Ansatz steigert die Effizienz, vermeidet Störungen, spart Zeit und ist ein Schritt in Richtung Flexibilität, Robustheit und Intelligenz des Mercedes-Benz Produktionssystems MO360, so der Autobauer.
Das NVIDIA Omniverse ist eine Cloud-native Multi-GPU-Plattform, die eine skalierbare Remote-Zusammenarbeit mit 3D-Grafiken in Echtzeit ermöglicht. Es handelt sich um eine Suite verschiedener Tools, die verschiedene Anwendungen miteinander verbindet und die Zusammenarbeit mit großen Teams ermöglicht, die mit USD-Dateitypen oder dem Universal Scene Descriptor-Format arbeiten. Omniverse ist eine Entwicklungsplattform für die Erstellung und den Betrieb von benutzerdefinierten 3D-Pipelines und industriellen Metaverse-Anwendungen mit Universal Scene Description (USD). Es wurde für Anwendungen in den Bereichen visuelle Effekte und industrielle „Digital Twin“-Simulation eingesetzt.
Weltweite Zusammenarbeit für mehr Effizienz
Das Werk in Kecskemét ist das erste, das über einen vollständigen digitalen Zwilling des gesamten Werks verfügt. Dieser virtuelle Raum ermöglicht die Entwicklung im Herzen der Montage, zwischen den technischen und den Verkleidungslinien. Und es ist geplant, dass das neue Werk in Kecskemét die volle Produktion aufnimmt.
Die Zusammenarbeit in Omniverse hat es Anlagenlieferanten und Planern ermöglicht, in der virtuellen Umgebung interaktiv miteinander zu interagieren, sodass Layout-Optionen und Automatisierungsänderungen in Echtzeit integriert und validiert werden können. Dadurch können neue Produktionslinien schneller ihre maximale Kapazität erreichen und das Risiko von Nachbesserungen oder Stillständen wird verringert.
Die virtuelle Zusammenarbeit mit digitalen Zwillingen kann die Planung und Umsetzung von Projekten um Wochen beschleunigen und zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der Einführung neuer Produktionslinien beitragen.
„Mit der Integration von künstlicher Intelligenz, MB.OS und dem digitalen Zwilling auf Basis von NVIDIA Omniverse in das MO360-Ökosystem leitet Mercedes-Benz eine neue Ära der Automobilproduktion ein“, sagt Jörg Burzer, Mitglied des Vorstands der Mercedes-Benz Group AG, Produktion, Qualität und Supply Chain Management. „Mit unserem neuen 'Digital First'-Ansatz erschließen wir Effizienzpotenziale noch vor der Markteinführung unserer MMA-Modelle in unserem globalen Produktionsnetzwerk und können den Ramp-up deutlich beschleunigen.“
Was ist der Digitale Zwilling?
Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines physischen oder digitalen Objekts oder Systems. Er besteht aus drei Elementen: einem physischen Objekt im realen Raum, dem digitalen Zwilling in Softwareform und den Daten, die die ersten beiden Elemente miteinander verbinden.
Digitale Zwillinge spielen eine wichtige Rolle in der Fertigung, aber auch im Supply Chain Management (SCM) und im Gesundheitswesen. Sie können für Produktdesign, Simulation, Überwachung, Optimierung und Wartung eingesetzt werden und sind ein wichtiges Konzept im industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT).
Digitale Zwillinge werden mit derselben CAD- und Modellierungssoftware erstellt, die Designer und Ingenieure in den frühen Phasen der Produktentwicklung verwenden. Sie lassen sich auf vielfältige Weise einsetzen, z. B. in der Fabrikplanung und -optimierung, im Bauwesen oder in der Medizin.
Mit Material von NVIDIA - bearbeitet von Stefan Weinzierl