В рамках этой инициативы объединены промышленное программное обеспечение Siemens, технология цифровых двойников и платформа NVIDIA Cosmos для создания рабочего процесса, генерирующего виртуальные модели электронных плат и синтетические данные для систем контроля качества. Проект демонстрируется на заводе Siemens Electronics в Эрлангене, Германия, который служит первоначальной средой для проверки результатов сотрудничества.
В число поставленных целей входят сокращение до 85% трудозатрат на разработку программ автоматизированного оптического контроля, снижение количества ложных срабатываний более чем на 40% и повышение выхода годной продукции с первого раза более чем на 5%.
Подготовка к оптической инспекции перед изготовлением первой платы:
В традиционных процессах производства электроники внедрение нового продукта или варианта обычно требует создания физической платы до подготовки и настройки систем оптической инспекции. Сотрудничество Siemens и NVIDIA направлено на перенос значительной части этих операций в виртуальную среду. Для достижения этой цели компании разрабатывают процедуру, которая использует информацию о конструкции и производстве платы для подготовки систем оптической инспекции до начала физического производства. Такой подход позволит заранее настроить и откалибровать инспекционное оборудование.
Это также призвано облегчить внедрение новых вариантов продукции без необходимости прерывания производственной линии для выполнения всех подготовительных работ.
Teamcenter и Process Preparation X создают цифровой двойник печатной платы.
Разработанный обеими компаниями рабочий процесс основан на интеграции Siemens Teamcenter и Process Preparation X. Teamcenter, решение Siemens для управления жизненным циклом продукта (PLM), предоставляет информацию, касающуюся проектирования печатной платы, спецификации материалов и электронных компонентов. Затем Process Preparation X проверяет, нормализует и собирает эти данные для создания цифрового двойника печатной платы (PCBA).
NVIDIA Cosmos генерирует виртуальные платы и синтетические изображения дефектов.
Одним из главных элементов сотрудничества является использование NVIDIA Cosmos для создания реалистичных визуальных представлений электронных плат. Процесс начинается с виртуальной эталонной платы, известной как «золотая плата», которая представляет собой правильные условия сборки.
На основе этого цифрового двойника NVIDIA Cosmos позволяет создавать фотореалистичное изображение эталонной платы и синтетические образцы, воспроизводящие как правильные условия, так и возможные производственные дефекты.
Компания Siemens использует NVIDIA Cosmos Data Factory для генерации синтетических изображений дефектов на печатных платах. Эти изображения предназначены для облегчения подготовки и калибровки систем контроля качества до начала производства первых плат. Наличие синтетических данных позволяет снизить зависимость от физических образцов на начальных этапах настройки.
Вторичный контроль с использованием ИИ для снижения количества ложных срабатываний.
Сотрудничество не ограничивается виртуальной подготовкой систем автоматического оптического контроля. Рабочий процесс также включает в себя внедрение возможностей вторичного контроля с помощью ИИ в процессе производства. Когда автоматизированная система оптического контроля обнаруживает потенциальный дефект, этот второй этап может помочь проанализировать обнаруженное состояние. Его цель — помочь определить, является ли это реальным дефектом или ложным срабатыванием, также известным как ложная тревога.
Сочетание виртуальной подготовки, калибровки с использованием синтетических данных и вторичного контроля направлено на создание взаимосвязанного процесса от ранних этапов проектирования до заводского контроля качества.
Завод Siemens в Эрлангене служит демонстрационной площадкой.
Электронный завод Siemens в Эрлангене выбран местом для демонстрации разработанных возможностей. Предприятие участвует в программе Customer Zero – обозначении, используемом Siemens для определения первой среды применения и оценки этих технологий. Завод предоставляет условия для промышленного использования, производственную среду и техническую экспертизу, необходимую для разработки и тестирования рабочего процесса. Это предприятие отличается гибким производством, с широким ассортиментом продукции и процессов, подверженных частым изменениям.
Цели по сокращению трудозатрат на проектирование и повышению качества
. Проект устанавливает три основных показателя для оценки запланированных улучшений:
85% — сокращение трудозатрат на ручное проектирование при создании программ автоматического оптического контроля (АОИ) до 85%;
40% — запланированное сокращение количества ложных срабатываний более чем на 40%
; 5% — улучшение показателей первого выпуска продукции более чем на 5%.
Повышение выхода годной продукции с первого раза означает улучшение процента изделий, прошедших производственный контроль с первой попытки без необходимости внесения исправлений или доработок. По данным Siemens, сочетание этих улучшений позволит ускорить подготовку новых номеров деталей и повысить качество процессов производства электроники.
Siemens объединяет цифровой двойник с физическим производством:
Марк Хиндсбо, исполнительный вице-президент Siemens по операционному программному обеспечению, подчеркнул, что объединение цифрового двойника, производственного цеха и искусственного интеллекта позволяет применять единый подход к повышению производительности и качества. По словам Хиндсбо, цифровое представление эталонной платы обеспечивает основу для подготовки производственных процессов с использованием физического ИИ. Он считает, что такой подход может помочь производителям электроники быстрее внедрять изменения в производство и сократить необходимость остановки линий во время настройки системы контроля качества.
Вице-президент NVIDIA по физическому моделированию с использованием ИИ, Рев Лебаредян, отметил, что производителям не следует ждать поступления первой физической платы, прежде чем начинать процессы контроля качества. Использование синтетических изображений исправных и дефектных плат — один из механизмов, запланированных для ускорения этих операций.
На пути к более адаптивному производству электроники с помощью промышленного ИИ:
сотрудничество Siemens и NVIDIA представляет собой применение цифровых двойников и искусственного интеллекта к операциям контроля качества электронных плат. Предложение объединяет инженерные данные из Teamcenter, подготовку процесса с помощью Process Preparation X и генерацию синтетических изображений с помощью NVIDIA Cosmos. Эти возможности дополняются этапом вторичной проверки с использованием ИИ, предназначенным для анализа потенциальных дефектов во время производства.
Цель проекта — объединить виртуальную и физическую фазы производства, чтобы уменьшить зависимость от прототипов, ускорить настройку систем автоматического оптического контроля и облегчить внедрение новых эталонных образцов.
