Nvidia en Mercedes-Benz slaan de handen ineen voor het ontwikkelen van een digital twin, een digitale replica van de daadwerkelijke productie- en assemblagelijn. Daarmee wil Mercedes-Benz het gehele productieproces optimaliseren.
Mercedes-Benz gebruikt een digitale tweeling om de productie van zijn nieuwe MMA-platform in zijn fabrieken in Rastatt (Duitsland), Kecskemét (Hongarije) en Beijing (China) te plannen, om te bouwen en op te voeren. Deze Digital First-benadering verbetert de efficiëntie, voorkomt defecten en bespaart tijd, wat een grote verandering betekent in de flexibiliteit, veerkracht en intelligentie van het Mercedes-Benz MO360-productiesysteem.
De introductie van de Mercedes Modulaire Architectuur (MMA), die in september werd gepresenteerd op de Munich IAA MOBILITY in de Concept CLA Class, markeert de volgende stap in het intelligenter maken van het MO360 digitale productie-ecosysteem. Het bedrijf gebruikt dit flexibele productiesysteem om ongeveer dertig Mercedes-Benz fabrieken wereldwijd te verbinden met behulp van realtime data. Met MO360 kan Mercedes-Benz elektrische, hybride en verbrandingsmodellen op één productielijn produceren om de productie van elektrische voertuigen af te stemmen op de marktvraag.
"Mercedes-Benz start een nieuw tijdperk van autoproductie dankzij de integratie van kunstmatige intelligentie, MB.OS en de digital twin gebaseerd op NVIDIA Omniverse in het MO360-ecosysteem. Met onze nieuwe Digital First-benadering benutten we efficiëntiepotentieel nog voordat we onze MMA-modellen in ons wereldwijde productienetwerk lanceren en kunnen we de opstart aanzienlijk versnellen", zegt Jörg Burzer, lid van de Raad van Bestuur van Mercedes-Benz Group AG, Productie, Kwaliteit en Supply Chain Management
Virtuele opstart van een assemblagehal
De Mercedes-Benz fabriek in Rastatt (Duitsland) toont digital twin-technologie voor de introductie van voertuigen van de volgende generatie op een manier die slechts minimale onderbreking van de assemblage in bestaande hallen tot gevolg heeft. Met de Digital First-benadering zorgt Mercedes-Benz ervoor dat de nieuwe productielijn voor nieuwe modellen op het MMA-platform in de bestaande Rastatt-fabriek kan worden aangepast, geconfigureerd en geoptimaliseerd met behulp van zeer nauwkeurige digitale simulatietechnieken. De exacte positie van machines, aanvoerroutes en productielijnen kan vooraf worden bepaald en gesimuleerd zonder de productie van de huidige compacte auto's A- en B-Klasse, GLA en EQA te onderbreken. Bovendien kan de productie aanzienlijk sneller worden opgevoerd in vergelijking met een conventioneel planningsproces. Mercedes-Benz investeert enkele honderden miljoenen om de Rastatt-fabriek voor te bereiden op de nieuwe modellen van de volgende generatie. De virtuele opstart in Rastatt zal dienen als blauwdruk voor het wereldwijde productienetwerk, inclusief de samenwerkingsfabriek in Beijing.
Digitale tweeling in productie
Mercedes-Benz ontwikkelt de nieuwe productietechnieken samen met NVIDIA. Het bedrijf maakt gebruik van zijn competentie op het gebied van softwareplatforms, gegevens en kunstmatige intelligentie (AI). Voor de fabrieksuitbreiding op de Hongaarse locatie in Kecskemét heeft Mercedes-Benz voor het eerst een volledig digitale weergave van de hele hal gecreëerd.
Hiervoor vertrouwt het bedrijf op NVIDIA Omniverse, een platform voor het ontwikkelen van Universal Scene Description (OpenUSD) applicaties voor industriële digitalisering, zoals digitale tweelingen. De digital twin omvat het hele gebouw en de infrastructuur erin, evenals pauzeruimtes en kleedkamers voor de medewerkers.
Met de digitale tweeling voor productie kunnen assemblagegebieden virtueel worden gepland, omgebouwd en geïnspecteerd. Hierbij wordt rekening gehouden met de behoefte aan korte afstanden, voldoende brede gangpaden en zelfs brandbeveiliging. De virtuele opstart garandeert een verhoogde snelheid, transparantie en flexibiliteit van productieprocessen zonder de verplichting om kostbare hardware te gebruiken. In simulatieruns kunnen besparingen worden gerealiseerd.
Door gebruik te maken van Omniverse kan Mercedes-Benz rechtstreeks samenwerken met zijn leveranciers en coördinatieprocessen met 50% verminderen. Het gebruik van een digitale tweeling verdubbelt de snelheid voor het ombouwen of bouwen van een assemblagehal, terwijl de kwaliteit van de processen verbetert. Met de gegevens die in de virtuele wereld worden verzameld, kunnen assemblageprocessen nog sneller worden geoptimaliseerd en kunnen mogelijke fouten in een vroeg stadium worden opgespoord – zonder "echte wereld" inmenging.
"Wat als de realiteit een weergave wordt van het digitale, in plaats van dat het digitale een weergave is van de realiteit? Onze visie voor de toekomst is om evenveel vertrouwen te hebben in digital twins als we hebben in de fysieke realiteit", licht Jan Brecht, Chief Information Officer (CIO) van Mercedes-Benz Group AG, toe.
"Digitalisering zal een heel nieuw tijdperk van efficiëntie mogelijk maken voor de auto-industrie. Door gebruik te maken van NVIDIA Omniverse en AI bouwt Mercedes-Benz aan een connected, digitaal-georiënteerde benadering om haar productieprocessen te optimaliseren, wat uiteindelijk de bouwtijd en productiekosten vermindert", aldus Rev Lebaredian, Vice President van Omniverse en simulatietechnologie bij NVIDIA
Efficiëntie door AI
Bovendien biedt de introductie van AI nieuwe mogelijkheden voor energie- en kostenbesparing. De fabriek in Rastatt wordt gebruikt als pilot voor digitale productie in de spuiterij. AI heeft geholpen bij het realiseren van efficiëntiewinsten in de topcoat-cabines, waar voertuigchassis hun verf- en beschermingslagen krijgen. In plaats van een conventionele programmeerbare logic controller (PLC), nam AI de monitoring van de relevante deelprocessen over in de pilot-test. Dat heeft geleid tot een energiebesparing van 20% in vergelijking met conventionele PLC-besturing. Bovendien heeft AI de tijd die nodig is om het proces op te starten sterk verkort. De succesvolle toepassing van AI-gestuurde procestechniek is een belangrijke stap in de digitalisering van de productie en wordt nu uitgerold naar andere Mercedes-Benz-fabrieken.
In mei vorig jaar lanceerde Mercedes-Benz een ChatGPT-project binnen het digitale productie-ecosysteem MO360 om productieprocessen te optimaliseren en de identificatie van defecten te versnellen. Met de 'democratisering van gegevens' kan belangrijke productie-informatie door veel medewerkers worden opgehaald. Hierdoor kunnen ze processen en gegevens in realtime evalueren.
MB.OS centraliseert software-operaties
Het Mercedes-Benz Besturingssysteem (MB.OS) - ontwikkeld op een chip-naar-cloud architectuur - zal voor het eerst in serieproductie worden gebruikt. Noodzakelijke software wordt niet langer bestuurd door individuele maatregelen, maar zal worden gebruikt in softwarepakketten in de productie die cyclisch worden getimed.
MB.OS in het voertuig en de daarvan afgeleide technologieën in de productie maken volgens de autofabrikant tien keer snellere software-updates mogelijk dan voorheen, terwijl tegelijkertijd de hoeveelheid data toeneemt. Vanwege de directe koppeling van productie aan de Mercedes Intelligent Cloud (MIC), verlaten alle voertuigen de productie altijd up-to-date. Hierbij vult Mercedes-Benz haar over-the-air softwarestrategie aan voor al geleverde voertuigen. Softwareoptimalisaties kunnen binnen enkele uren wereldwijd worden uitgerold, wat de veiligheid en kwaliteit van de voertuigen aanzienlijk verhoogt en zorgt voor naleving van strengere certificeringseisen.