Há alguns anos, houve uma discussão generalizada sobre o potencial do metaverso industrial. Desde então, o foco mudou mais para o desenvolvimento de tecnologias subjacentes. Então, qual é o estado atual do metaverso industrial?
Primeiro, é importante esclarecer que o metaverso industrial não é totalmente novo. Em vez disso, é uma evolução de décadas de acumulação tecnológica-como a simulação-que permite aos engenheiros interagir em ambientes digitais 3D, simular processos e incorporar robôs virtuais e pessoal virtual. Aqui, os engenheiros podem modificar e validar os processos de produção.
Nos últimos anos, a ascensão da IA trouxe novas oportunidades. Ao discutir o metaverso industrial, não nos referimos apenas à simulação; também incluímos copilotos ou assistentes de IA que ajudam os engenheiros a melhorar a eficiência, tomar melhores decisões e colaborar de forma eficaz. Os engenheiros podem mergulhar em ambientes de metaversos industriais e avançar projetos de forma colaborativa em cenários realistas.
Metaverso Industrial para Colaboração Perfeita
O metaverso industrial permite colaboração-interorganizacional perfeita, visualização e simulação-em tempo real, além de co-design e engenharia. Ele integra gêmeos digitais, sensores de IoT e visualização de alta-fidelidade, criando uma maneira totalmente nova de trabalhar.
Tomemos como exemplo a fabricação de baterias: usando o Siemens Process Simulate, os fabricantes podem aproveitar gêmeos digitais-baseados em física em um espaço virtual compartilhado. Com gêmeos digitais construídos por meio do software Xcelerator, as interações entre robôs, AGVs e humanos dentro da unidade de produção podem ser simuladas com precisão. Em seguida, as linhas de montagem de baterias podem ser modeladas no NVIDIA Omniverse e conectadas perfeitamente às ferramentas de fabricação digital da Siemens. Por meio do Conector Tecnomatix, os resultados da pesquisa do Process Simulate são transmitidos ao Omniverse, permitindo que os usuários experimentem visualização de alta-fidelidade e simulação realista.
Imagem: Linha de produção de baterias simulada no Siemens Process Simulate (esquerda) e visualizada em alta fidelidade no NVIDIA Omniverse (direita).
Simulação garantindo a eficácia do robô na produção
Usando o Siemens Process Simulate como exemplo, os engenheiros podem desenvolver, simular e validar processos automatizados dentro de um contexto de fabricação realista. Isto é fundamental: instalar robôs no mundo físico e testar repetidamente cenários é dispendioso e muitas vezes impraticável.
Ao fazer a transição para gêmeos digitais ou ambientes 3D, os engenheiros podem construir linhas de produção contendo todos os robôs, equipamentos, transportadores e trabalhadores humanos, e testar diversas alternativas para otimizar os fluxos de trabalho. Isso reduz o risco de problemas pós{2}}a implementação e elimina o custo de correção de erros ou de ajuste-de robôs após a instalação.
Um grande desafio na implantação de robôs no chão de fábrica é garantir que eles operem de acordo com padrões de segurança adequados para proteger os trabalhadores humanos. Embora os fornecedores de robôs forneçam tecnologias de segurança, estas medidas muitas vezes pressupõem movimentos restritos dos robôs para evitar a entrada em áreas protegidas. Conseguir isso em um chão de fábrica movimentado pode ser difícil, e é aí que entra a simulação. Os engenheiros podem simular e validar ambientes de fabricação com zonas restritas, abordando os recursos de segurança do robô antes da implantação real.
Os usuários também podem randomizar os movimentos do robô e simular tarefas do operador humano. Se outros dispositivos ou robôs estiverem próximos, a otimização poderá ser aplicada. Uma abordagem fundamental nessas simulações é minimizar qualquer interferência entre humanos e máquinas. Isso inclui randomizar as ações do operador humano para testar possíveis violações de segurança, garantir que os robôs parem se alguém entrar em uma zona restrita e evitar perigos como mãos presas. A simulação permite que todos esses cenários sejam abordados no ambiente de design, reduzindo-os riscos do mundo real.
O papel da realidade virtual na implantação de robôs
No setor de bens de consumo, um fabricante enfrentou desafios na comunicação com um fornecedor de outro país. Os métodos tradicionais de design de estações de trabalho estavam desatualizados, então a tecnologia VR foi usada para criar um ambiente colaborativo envolvente. Os engenheiros poderiam se reunir remotamente por meio de fones de ouvido e trabalhar em ambientes de projeto realistas.
Depois que as estações de trabalho são projetadas, os fabricantes podem revisá-las remotamente, avaliar o projeto e propor ajustes conforme necessário. Operadores virtuais, modelados a partir de trabalhadores humanos{1}}equipados com sensores, permitem a captura de movimentos no chão de fábrica. Esses fluxos de dados podem ser testados no ambiente de simulação utilizando equipamento virtual.
Essa pilha de tecnologia permite a colaboração dentro do metaverso industrial, permitindo decisões de engenharia informadas sem viajar ou instalar fisicamente equipamentos.
Robótica-impulsionada por IA no futuro
À medida que a tecnologia de IA avança rapidamente, os robôs tornam-se mais autónomos, com uma melhor perceção do ambiente e a capacidade de tomar decisões de movimento inteligentes.
Embora essas capacidades ainda estejam evoluindo, em breve veremos robôs selecionando itens de forma autônoma em contêineres desordenados e colocando-os em prateleiras ou em embalagens. Robôs humanóides equipados com essa inteligência-também conhecida como IA física-serão capazes de sentir o que está ao seu redor e traduzi-lo em ações físicas.
Quando robôs habilitados para IA-se cruzam com a simulação, mundos virtuais podem ser criados para treinar e validar o desempenho das tarefas do robô em vários cenários. Os engenheiros podem usar o feedback desses ambientes virtuais para testar e otimizar a percepção e o comportamento do robô.
A convergência do metaverso industrial, da IA e da robótica marca o início de uma era transformadora na manufatura. A IA não é mais apenas um complemento-; está impulsionando ativamente a automação inteligente em simulações de fabricação. As principais empresas de automação estão investindo pesadamente em IA industrial, aplicando tecnologias como IA generativa, aprendizado de máquina e visão de máquina em ambientes industriais. Por exemplo, sistemas de "IA estilo agente-podem operar com autonomia e capacidade-de tomada de decisão, solucionando problemas proativamente, simulando e otimizando processos de fabricação sem a contribuição constante do engenheiro.
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