Industrieunternehmen – von der Automobil-, Fertigungs- bis zur Elektronikbranche – treiben die Digitalisierung voran, stehen jedoch vor Herausforderungen durch Datensilos und Zusammenarbeitshürden. Um diese Probleme zu lösen, setzen immer mehr Organisationen aus verschiedenen Sektoren auf Interoperabilität durch den Open-Source-Standard Universal Scene Description (USD), auch bekannt als OpenUSD, um vielfältige Anwendungsfälle entlang der Fertigungskette zu unterstützen.
„USD ist der am nächsten kommende universale 3D-Standard, den es derzeit gibt, bleibt jedoch ein de facto Standard, nicht jedoch ein international anerkannter Standard wie PDF oder HTML“, erklärt Guy Martin, Direktor für Open Source und Standards bei Nvidia. „Branchen wie die Fertigung, Bauwesen, Architektur und Ingenieurwesen benötigen verlässliche offene Standards.“
Zu diesem Zweck gründeten Pixar, Adobe, Apple, Autodesk und Nvidia im letzten Jahr die Alliance for OpenUSD, um echte offene Standards für USD in Bereichen wie Kernspezifikation, Materialien und Geometrie zu schaffen. Besonders hervorzuheben ist die Ankündigung von Cedrik Neike, CEO von Siemens Digital Industries, auf der CES 2024, dass Siemens mit Nvidia zusammenarbeitet, um die nächste Generation von KI-gestützten 3D-Universen zu entwickeln.
Mit OpenUSD können Unternehmen alles von Produkten bis hin zu internen Prozessen in Echtzeit digital gestalten, simulieren, betreiben und analysieren. 3D-Daten können aus verschiedenen Quellen integriert und mit verschiedenen industriellen Datenströmen – wie CAD-Daten, Live-Sensordaten und Wartungsprotokollen – zu einer kohärenten Pipeline kombiniert werden.
„Die Kernstärke von OpenUSD liegt in seinem flexiblen Datenmodell“, erklärt Aaron Luk, Direktor des Produktmanagements bei Nvidia und Mitentwickler von USD bei Pixar. „Diese Modelle ermöglichen den Austausch über Simulationswerkzeuge und KI hinweg und bieten allen Projektbeteiligten wertvolle Einblicke.“
Durch die Einführung von USD beseitigen Organisationen Hindernisse, integrieren Teams, Werkzeuge und Technologien und ebnen den Weg für die nächste Ära der industriellen Digitalisierung.
Nahtlose Zusammenarbeit in Unternehmen
Ein einheitlicher Standard fördert Echtzeit-Tests, Experimente und Optimierungen über verschiedene Teams hinweg. Zum Beispiel hatte Pegatron, ein führender Hersteller von Elektronik, Integrationsschwierigkeiten aufgrund der Nutzung verschiedener Werkzeuge für Fabriklayouts, Produktionslinensimulationen und Produktdesign, bis OpenUSD auftauchte.
„Im Zeitalter der KI sind Standards, die reale Informationen präzise beschreiben können, unerlässlich, und OpenUSD erfüllt diese Anforderung“, sagt Andrew Hsiao, Vice President bei Pegatron. „Es ermöglicht uns, Fabriken in 3D gemeinsam zu planen und Probleme zu identifizieren und zu lösen, bevor sie auftreten, was die Automatisierung von Produktionslinien optimiert.“
Ähnlich erlebte die Wistron Corporation Einschränkungen, als jedes Team 3D-Assets benutzte, die auf spezifische Software zugeschnitten waren.
„Die Einführung von USD für das 3D-Asset-Management hat die Asset-Qualität und Interoperabilität über verschiedene Anwendungen hinweg verbessert“, merkt John Lu, Direktor der Fertigungsoperationen bei Wistron, an. „Die Visualisierung und Interoperabilität, die USD bietet, erleichtern die Zusammenarbeit und Entscheidungsfindung.“
Der nahtlose Austausch von 3D-Daten spielt auch eine entscheidende Rolle bei Continental, einem führenden deutschen Automobilteilehersteller. USD unterstützt den bereichsübergreifenden Datenaustausch für Aufgaben wie Produktionslinienplanung und virtuelle Gemba-Walks.
„Mit USD als unserem Austauschstandard können wir Daten über verschiedene Werkzeuge hinweg nutzen, zeitaufwändige Umwandlungen vermeiden und ein kollaboratives Ökosystem schaffen“, sagt Benjamin Huber, Leiter für fortschrittliche Automatisierung und Digitalisierung bei Continental. „Dieser harmonisierte Datenstromprozess fördert innovative Fertigungskonzepte und reduziert die Komplexität.“
Innovationen treiben industrielle Digitalisierung voran
Unabhängige Softwareanbieter (ISVs) und Systemintegratoren (SIs) nutzen OpenUSD, um die Digitalisierung in industriellen Unternehmen voranzutreiben. So gründete ipolog GmbH, inspiriert von BMWs digitalisiertem Smart Factory, SyncTwin GmbH, um einen umfassenden digitalen Zwilling der Fabrik mithilfe von OpenUSD zu entwickeln.
„Dieser Moment offenbarte das große Potenzial von OpenUSD zur Schaffung eines vollständigen digitalen Fabrikzwillings“, sagt Michael Wagner, Mitgründer und CTO von SyncTwin. „Es war der Durchbruch, den ich zwei Jahrzehnte im Bereich der digitalen Fabrik gesucht hatte.“
SyncTwin entwickelt jetzt Werkzeuge mit Nvidia Omniverse, um Datensilos aufzulösen und die Zusammenarbeit in der Fertigungsplanung und -ausführung zu verbessern. Ihre Lösungen zielen auf spezielle Herausforderungen ab, wie die Simulation des Containertransports und die Optimierung von Fabriklayouts.
FlexSim, von Autodesk übernommen, entwickelte einen Omniverse-Connector, um den Datenaustausch in Simulationsmodellen mithilfe von OpenUSD zu optimieren.
„In der Fertigung profitieren Kunden von OpenUSD, indem sie Daten einfacher in ihre Simulationen importieren und weniger Informationen verloren gehen“, erklärt Phil BoBo, Senior Manager für Softwareentwicklung bei FlexSim.
Rockwell Automation hat ihre Emulate3D-Software zur virtuellen Inbetriebnahme mit der Omniverse-Plattform verbunden, um Simulationen dynamisch zu streamen und ein „Forum“ für kollaborative Fertigungsprojekte zu schaffen.
„Omniverse hat den Umfang der Visualisierungen erweitert, um mehrere digitale Modell-Disziplinen zu kombinieren und die kollaborativen Fähigkeiten zu verbessern“, sagt John Pritchard, Business Manager bei Rockwell Automation.
Hexagon, ein führendes Unternehmen für digitale Realität, arbeitet mit Nvidia an der Integration von OpenUSD in seine HxDR-Digital-Reality- und Nexus-Fertigungsplattformen, um die Realitätserfassung, digitale Zwillinge und KI-gestützte Simulationen zu verbessern.
„Die Daten zur Realitätserfassung von Hexagon werden die Omniverse-Anwendungen aufwerten und es den Nutzern ermöglichen, ihre virtuellen Welten kontinuierlich an aktuelle Veränderungen anzupassen“, erklärt Frank Suykens, Senior Vice President für visuelle Datenverarbeitung bei Hexagon. „Erwartet werden erhebliche Wachstumschancen für OpenUSD-Anwendungen in der industriellen Digitalisierung in diesem Jahr.“
SoftServe visiert eine kollaborative Zukunft an, in der Designer und Ingenieure in einem virtuellen Raum zusammenarbeiten können – was Simulationen und Designvalidierungen in Echtzeit ermöglicht.
„Stellen Sie sich einen Marktplatz vor, auf dem Anbieter digitale Zwillinge anbieten, die Automatisierungsherausforderungen durch Simulationen vor dem Versand physischer Anlagen lösen“, schlägt Taras Bachynskyi, VP für Technologie bei SoftServe, vor.
Diese Innovationen zeigen, wie Unternehmen OpenUSD nutzen, um die Markteinführungszeit zu beschleunigen und die Kosten in den Bereichen Produktdesign, Fertigungsengineering und Produktionsplanung zu senken. Erfahren Sie mehr über diese Fortschritte am OpenUSD-Tag am Dienstag, 19. März, bei Nvidia GTC 2024.
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