數(shù)字孿生為晶圓廠和AI 工廠提速

許多公司都在采用 Nvidia 的數(shù)字孿生技術(shù)來推動復(fù)雜制造工廠的發(fā)展。

臺積電正在使用其晶圓廠的數(shù)字孿生，而 Jacobs（包括英國的 PA Consulting）正在利用其在運(yùn)輸和水務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)字孿生專業(yè)知識來優(yōu)化 AI 數(shù)據(jù)中心。其他使用該技術(shù)的電子公司包括富士康、臺達(dá)、緯創(chuàng)和和碩。

臺積電正在與一家人工智能驅(qū)動的數(shù)字孿生初創(chuàng)公司合作，以優(yōu)化其新晶圓廠的規(guī)劃和建設(shè)。通過在數(shù)字孿生中可視化這些優(yōu)化的布局，規(guī)劃團(tuán)隊(duì)可以主動識別和解決設(shè)備碰撞，了解系統(tǒng)相互依賴關(guān)系，并評估對空間和運(yùn)營關(guān)鍵績效指標(biāo)的影響。

它使用 Nvidia 的 cuOpt 流程優(yōu)化庫與 Isaac Lab 進(jìn)行優(yōu)化和強(qiáng)化學(xué)習(xí)，從而在幾秒鐘內(nèi)生成復(fù)雜的多級管道系統(tǒng)。這使工程師能夠虛擬驗(yàn)證復(fù)雜的管道布線，并大幅減少設(shè)計(jì)修訂。

“臺積電在多個樓層都有錯綜復(fù)雜的管道，”Nvidia Omniverse 和模擬技術(shù)副總裁 Rev Lebaredian 說。“借助 Omniverse，他們能夠在短短幾天而不是幾個月內(nèi)完成完整的管道規(guī)劃。”

TSMC 還使用 Vision Language Models 和 Vision Foundation Models 來改進(jìn)自動化缺陷分類工作流程，提高對晶圓產(chǎn)品缺陷進(jìn)行分類的效率，以便工程師查明問題的潛在根本原因。

Jacobs 正在使用 Nvidia 的 Omniverse Blueprint 來改進(jìn) AI 工廠的設(shè)計(jì)、模擬、部署和運(yùn)營。

Jacobs 將測試和增強(qiáng)端到端藍(lán)圖工作流程，從而準(zhǔn)確模擬設(shè)施設(shè)備的效率、吞吐量和彈性。數(shù)字孿生的創(chuàng)建是為了結(jié)合數(shù)十億個組件的設(shè)計(jì)和仿真，以構(gòu)建 AI 工廠的數(shù)字孿生，并在電源、冷卻和網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行新的集成。這使工程團(tuán)隊(duì)能夠在物理精確的虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化工廠，從而實(shí)現(xiàn)早期問題檢測并創(chuàng)建更智能、更可靠的設(shè)施。

Jacobs 執(zhí)行副總裁 Koti Vadlamudi 表示：“十多年來，Jacobs 一直為水和運(yùn)輸領(lǐng)域的客戶使用數(shù)字孿生技術(shù)，徹底改變了我們設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營和維護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的方式。

“現(xiàn)在，AI 數(shù)據(jù)中心正在使用數(shù)字孿生進(jìn)行構(gòu)建和智能設(shè)計(jì)，創(chuàng)建物理基礎(chǔ)設(shè)施的精確、實(shí)時副本，以預(yù)測潛在問題、優(yōu)化運(yùn)營并積極影響能源消耗，確保我們的社區(qū)擁有更加互聯(lián)和可持續(xù)的未來。”

這被 Start Campus 用于葡萄牙的 SINES DC Campus 的 1.2GW 人工智能規(guī)模數(shù)據(jù)中心，完全由可再生能源供電，并使用零水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。在澳大利亞，該公司正在與量子計(jì)算初創(chuàng)公司 PsiQuantum 合作，為正在開發(fā)的最大公用事業(yè)規(guī)模、容錯量子計(jì)算機(jī)之一提供總體規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)和工程服務(wù)。

Delta Electronics、Foxconn 和 Wistron 也在他們的電子工廠中使用數(shù)字孿生。將 Universal Scene Description （OpenUSD） 與 Nvidia Omniverse 庫和數(shù)字孿生藍(lán)圖相結(jié)合，可以加速工廠中使用的自主機(jī)器人和機(jī)器人隊(duì)列的開發(fā)、測試和驗(yàn)證。

在其中國臺灣工廠，富士康的工程師依靠由 OpenUSD、Siemens 和 Omniverse 技術(shù)開發(fā)的 Fii 數(shù)字孿生平臺來設(shè)計(jì)和模擬機(jī)器人工作單元、裝配線和整個工廠布局。

這些數(shù)字孿生連接到材料控制系統(tǒng)，并使用 Autodesk Flexsim、Nvidia cuOpt 和 Nvidia Isaac Sim 使工程師能夠模擬和動態(tài)優(yōu)化材料、設(shè)備、自主移動機(jī)器人 （AMR）、自動導(dǎo)引車以及其他機(jī)器人和人類的流動。

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字孿生模型允許快速遷移設(shè)計(jì)和計(jì)劃，并輕松重新配置以用于新工廠部署。使用 Omniverse Blueprint for AI Factory 數(shù)字孿生，富士康可以在液冷 POD 中模擬和測試 GB200 Grace Blackwell 超級芯片，以復(fù)制 AI 工廠的條件。

同樣，緯創(chuàng)數(shù)字孿生 （WiDT） 平臺使用 Autodesk、Cadence 和 Microsoft 的軟件，并利用 Nvidia Omniverse 庫。將 WiDT 平臺連接到生成式 AI 工具和來自表面貼裝技術(shù) （SMT） 機(jī)器和車間控制系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)，使運(yùn)營團(tuán)隊(duì)能夠可視化實(shí)時儀表板，以快速診斷和改進(jìn)機(jī)器和工廠的性能。