英偉達創始人、CEO黃仁勳近日現身中國台北。他在鴻海公司的“科技日”上宣布将支援制造業巨頭富士康建一座“人工智能工廠”。
富士康是全球最大的制造企業。現在，富士康希望借助英偉達的人工智能軟硬體結合平台，進行智能汽車的生産。此前，特斯拉也被曝正在使用數字設計以及鑄造砂型3D列印技術來提升生産效率。
達索系統（DassaultSystèmes）是全球主要的工業軟體廠商之一，該公司擁有數字仿真軟體平台3DExperience。“利用我們的數字模拟仿真平台，福耀玻璃加速了52000多種玻璃材料的研發，這個工作讓我印象非常深刻。我們還在探讨如何利用數字孿生技術去賦能玻璃材料的創新工程設計，以確定數字化的連續性在制造業上的突破。”達索系統亞太區執行副總裁許善淞近日告訴第一财經記者。
“9天可生産1架飛機”
在航空制造領域，以波音、空客為代表的企業正在擁抱AI智能制造和3D增材技術（3D列印）。波音公司已經在建構飛機的“數字孿生”，并對制造飛機的生産系統進行模拟。
波音超級工廠位于美國華盛頓州埃弗裡特市，這個工廠以高效率、高利潤而聞名于世，有業内人士估算該工廠9天可生産1架飛機。
空客公司則使用增強現實AR技術來徹底改變其品質控制流程。他們的團隊使用配備雷射雷達（LIDAR）傳感器的無人機進行飛行檢查，然後無人機将資料傳輸給使用平闆電腦和AR眼鏡檢查資訊的人類檢查員。
電動車巨頭特斯拉也在借助數字仿真技術，來驗證其“超級鑄造”（gigacast）工藝，該工藝有望幫助特斯拉大幅削減生産成本。如果驗證成功，這将成為特斯拉在汽車制造領域的又一創新突破。該創新将使其能夠将電動汽車的幾乎所有複雜車身底部壓鑄成一個整體，而不是像傳統汽車中需要由數百個零件組成。
如果特斯拉真的可以對電動車的車身底部實作鑄造，它将可以在18至24個月内從頭研發一款汽車，這會進一步颠覆汽車的設計和制造方式，因為目前大多數競争對手需要三到四年的時間，也将有助于推動特斯拉推出一款更低價的電動車。
以大型金屬測試模具為例，設計過程中的機械加工調整一次可能會花費10萬美元，如果需要完全重做模具可能會花費150萬美元。平均而言，大型金屬模具的整個設計過程通常需要花費約400萬美元。
為了最大程度上降低成本，特斯拉希望使用鑄造砂型3D列印技術，這種砂型鑄造的設計驗證過程的成本是目前最低的，僅為金屬模具原型的3%，這意味着特斯拉可以根據需要多次調整原型。通過3D列印技術，幾個小時就能重新列印出一個新的模具原型。從時間上來看，使用砂型鑄造的設計驗證周期僅需兩到三個月，而金屬模具原型一般需要六個月到一年。
将資料轉化為利潤的“加速器”
在黃仁勳看來，“人工智能工廠”将成為新型制造企業将資料轉化為利潤的“加速器”。制造工廠大規模部署英偉達GPU系統，包括HGX、GH200超級晶片等，可以為各種工業應用提供動力。
據介紹，通過這些計算晶片，可以從制造工廠部署的大量物聯網傳感器擷取非結構化資料，并将其轉化為有用的“産品”，後者可能是一台電腦或者是一輛汽車。
兩年前英偉達推出了“企業元宇宙”平台Omniverse，作為可視化機器學習和傳感器資料的工具，制造企業可以通過該平台建立工廠工廠中的房間或倉庫的數字雙胞胎。英偉達已經與西門子合作，利用Omniverse平台将“數字孿生”帶向制造業主流。
黃仁勳認為，Omniverse概念背後真正的價值是仿真，仿真基于的是現實的場景。英偉達表示：“端到端模拟仿真整個機器人和自動化流程，将為富士康提供一條提高營運效率并節省時間和成本的途徑。”
西門子是在工業領域較早提出“數字孿生”概念的企業。“數字孿生”與仿真模拟技術密切相關。西門子每天都在幫助OEM通過仿真技術開發成千上萬個新機型。
去年，西門子與英偉達合作，将英偉達的Omniverse應用到西門子的制造工廠，進而使其“數字孿生”技術更加炫酷。
西門子（中國）執行副總裁、西門子大中華區數字化工業集團總經理王海濱告訴第一财經記者：“仿真技術是在計算機環境、軟體環境中，能夠和真實世界看到一模一樣的場景。工業界正在通過這種技術來加快創新周期，進而使産品、機器裝置、産線、廠房，都能在軟體環境中進行仿真。”
例如，當工廠工廠中的房間布局發生變化，可以通過數字孿生系統推測勞工的移動路線變化情況，判斷生産安全性；同時也可以根據系統中傳感器的資料，通過虛拟模型展示準确找到機器故障的來源。這種數字孿生技術還能使不同地域的團隊以虛拟方式進行協作并解決問題。
為中國汽車出海打造“樣闆工廠”
在日前的一場面向行業的數智創新峰會上，許善淞對第一财經記者表示：“在高科技領域，很多企業都在重構它們在伺服器上的技術和架構，來提升計算能力，快速的計算能力将帶來競争優勢。”
生成式AI的浪潮也給軟體廠商帶來新的發展契機。“我們希望能夠将生成式AI技術融入制造解決方案中，使整個生産流程、系統布局更加智能化。”許善淞對第一财經記者表示，“我們還通過AI技術把仿真平台與營運端資料進行整合，充分利用營運端的資料進行後續的機器學習。因為機器學習可以幫助我們完善和優化整個生産系統。生成式AI技術之是以重要，是因為它幾乎融入了整個公司的知識産權（IP）。”
中國新能源汽車廠商正在積極擁抱軟體技術，進而加速汽車從研發設計到生産的周期。今年8月，哪吒汽車與達索系統宣布合作，将從研發設計到生産制造全面部署基于達索系統3D體驗平台解決方案DELMIAAPRISO。
“我們将在資料、協同和效率提升方面加大投入，以資料驅動和模型算法驅動，來改善工廠營運效率。”哪吒汽車首席技術官戴大力在達索系統的峰會上接受媒體采訪時表示。
哪吒汽車已經宣布，到2026年要生産100萬輛電動車。該公司在浙江嘉興桐鄉擁有汽車生産線，且正在擴充産能。
随着中國新能源汽車出海計劃變得更加頻繁，一些國内廠商的智能生産工廠也可以通過數字仿真的技術複制到國外。今年3月，哪吒汽車已經在泰國建立了一個科技工廠。
許善淞對第一财經記者表示：“中國的汽車廠商可以先在本地打造标杆項目，創造一些最佳案例，比如涉及生産子產品或生産系統，然後通過虛拟孿生技術将其複制到其他國家，作為樣闆來擴大其影響力。”