Siemens trabaja con Nvidia en un flujo de fabricación con IA que junta su software industrial, su tecnología de gemelo digital y Nvidia Cosmos para acelerar la planificación de la producción, la preparación de la inspección y su optimización, informó Robotics & Automation News el 28 de octubre.
La colaboración combina Teamcenter, el software de Siemens para la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), y Process Preparation X con Nvidia Cosmos. El resultado es un flujo de trabajo para la inspección de placas de circuito impreso.
El sistema busca que los fabricantes de electrónica preparen y optimicen sus procesos de inspección óptica automática (AOI, por su sigla en inglés) antes de que empiece la producción física.
La solución se muestra en la fábrica de electrónica de Siemens en Erlangen, que la empresa llama su "Cliente Cero" para la producción adaptativa con IA. La meta es una fábrica capaz de introducir cambios de tres a cinco veces por semana sin interrumpir la producción.
Mark Hindsbo, vicepresidente ejecutivo de software de operaciones de Siemens, lo explicó así.
"Al conectar el gemelo digital completo con la planta y con la IA, estamos mejorando tanto la productividad de la línea como la calidad del producto. En la fábrica de Erlangen estamos demostrando que la naturaleza determinista del gemelo digital de Siemens es la base para aprovechar la IA física en la preparación de la producción. Con una placa dorada 'virtual', los fabricantes de electrónica pueden cambiar la producción mucho más rápido sin sacar la línea de servicio", dijo Hindsbo.
Agregó que eso "permite a los fabricantes de electrónica responder más rápido a los cambios y alcanzar la preparación para producir a escala y con velocidad, al tiempo que ayuda a reducir el esfuerzo de ingeniería manual, acelerar la puesta a punto de la AOI y mejorar la calidad de fabricación".
Rev Lebaredian, vicepresidente de Simulación de IA Física en Nvidia, puso el foco en el tiempo de espera.
"Los fabricantes no deberían tener que esperar la primera placa de circuito física para empezar a preparar la inspección. Al combinar el software industrial y la experiencia en manufactura de Siemens con Nvidia Cosmos, podemos generar imágenes sintéticas de placas buenas y defectuosas para preparar la inspección de forma virtual, lo que ayuda a los fabricantes a llevar nuevos productos a producción más rápido", dijo Lebaredian.
¿Cómo se prepara la inspección antes de producir?
Hasta ahora, introducir un producto nuevo o una variante exigía un prototipo físico antes de poder preparar y entrenar los procesos de inspección óptica para el control de calidad. El nuevo enfoque traslada buena parte de ese trabajo al mundo virtual.
Teamcenter entrega el diseño de la PCB, la lista de materiales y la información de los componentes. Process Preparation X valida, normaliza y ensambla esos datos en un gemelo digital del conjunto de placa de circuito impreso (PCBA).
Eso da el contexto de producto y de fabricación necesario para preparar la inspección antes de que la primera placa física llegue a la línea.
El gemelo digital de la placa de referencia "perfecta", a la que se suele llamar "placa dorada", se usa con Nvidia Cosmos para crear una placa dorada virtual fotorrealista. Las muestras sintéticas pueden representar tanto placas buenas como las fallas que pueden aparecer en producción.
Siemens usa Nvidia Cosmos Data Factory para generar imágenes sintéticas de defectos en placas de circuito, con las que calibra las máquinas de inspección antes de fabricar las placas físicas.
Inspección secundaria con IA
El flujo de trabajo llega hasta la producción con una función de inspección secundaria apoyada en IA.
Cuando un sistema AOI detecta un posible defecto, esa inspección secundaria analiza la condición detectada y ayuda a decidir si es un defecto real o una falsa alarma.
En conjunto, las herramientas arman un flujo digital de punta a punta, desde la preparación virtual de la AOI y su calibración hasta el apoyo a la inspección cuando la producción ya empezó.
El Cliente Cero de Erlangen
La colaboración se muestra en la fábrica de electrónica de Siemens en Erlangen, Alemania, que funciona como Cliente Cero para el trabajo más amplio de Siemens y Nvidia en producción adaptativa, autónoma y con IA.
La planta aporta el caso de uso, el entorno productivo y el conocimiento técnico. Es un entorno de alta mezcla de productos y muy adaptable, con procesos que cambian seguido.
El proyecto apunta a reducir hasta en un 85% el esfuerzo de ingeniería manual en la generación de programas de AOI, a tener un 40% menos de falsas alarmas y a mejorar en más de un 5% el rendimiento a la primera pasada.
Para los fabricantes, los beneficios que se buscan son preparar la inspección antes, reducir el trabajo manual de ingeniería y depender menos de muestras físicas. Según Siemens, el enfoque también permitiría procesos de inspección mejor calibrados, menos verificación manual, una puesta en producción más rápida y mejor calidad de fabricación.
