（文/程文智）如今的AI已經在很多地方得到了應用，工業應用一直是AI想要攻克的堡壘，而AI如果想要能在工業制造業、醫療保健、零售等工業場景得到應用，就需要將這些場景進行數字化，只有數字化之后，AI技術才能有用武之地。那么如何對這些場景進行數字化，并將AI技術導入其中呢？

在近期舉辦的COMPUTEX 2023上，NVIDIA展示了他們針對工業場景應用的AI產品和解決方案，包括Omniverse、Metropolis，以及Isaac AMR。在NVIDIA創始人兼CEO黃仁勛看來，用戶可以利用Omniverse來培訓AI，然后利用其AI部署和邊緣部署系統Metropolis來部署AI。

他在分享中表示，全球制造業的價值有46萬億美元，工廠數量超過1000萬家，它們是工業數字化的重點，如果能夠以數字化的方式制造產品，那么生產產品的效率和質量都會得到大幅提升。此次演講，黃仁勛展示了多家電子制造商如何利用NVIDIA技術打造數字化流程，實現全數字化智能工廠的愿景。

這些企業通過Omniverse和生成式AI 的API接口，以連接他們的設計和制造工具，從而構建工廠數字孿生。他們還使用NVIDIA Isaac Sim模擬和測試機器人，并使用視覺AI框架NVIDIA Metropolis實現光學檢測的自動化。

最新組件NVIDIA Metropolis for Factories可以創建定制化的質控系統，為制造商帶來競爭優勢。該組件正在幫助企業開發先進的AI應用。

使用AI提升工廠效率

黃仁勛在主題演講中提到，目前包括富士康工業互聯網、和碩、廣達、西門子和緯創在內的超過50家制造業和工業自動化供應商，在使用Metropolis。Metropolis 是一個工廠自動化工作流程的集合，它使工業技術公司和制造商能夠開發、部署和管理具有競爭優勢的自定義質量控制系統。

他拿和碩舉例說，在Omniverse中，和碩首先構建了工廠的數字孿生，將各種分散的三維和計算機輔助設計（CAD）數據集整合在一起，為計劃員和供應商提供實時的、綜合的工廠數據視圖。在基于云原生的數字孿生中，計劃員可以在實際部署變更之前通過虛擬環境優化布局。

數字孿生還被用作和碩感知人工智能的訓練平臺，他們使用基于Omniverse構建的NVIDIA Isaac Sim來模擬和優化移動機器人群，這些機器人在工廠內部運輸材料，并在生產線上協助拾取和放置機器人臂。

在完全運營的工廠中，和碩部署了自動光學檢測（AOI）設備，這些設備沿著生產線布置，可以降低成本并增加生產線的通行能力。NVIDIA Metropolis使得和碩能夠快速開發和部署基于云原生的高精度AOI工作流程。Ambiurous Replicator生成了復雜和昂貴的PCBA缺陷的合成數據集，如劃痕、缺失或錯位的元件等。然后，和碩將合成數據與NVIDIA預訓練模型相結合，利用NVIDIA Tao進行訓練、調整和優化，并使用NVIDIA DeepStream進行實時推斷，從而實現了99.8%準確率的AOI性能，并提高了4倍的吞吐量。

此外，富士康工業互聯網正在與Metropolis生態合作伙伴一起實現電路板質控檢測點重要環節的自動化；宜鼎在使用Metropolis實現產線光學檢測流程的自動化；緯創在使用 NVIDIA Omniverse 以及 Autodesk AutoCAD、Autodesk Revit 和 FlexSim 的輸入數據，為其自動化接收線路和操作間構建數字孿生；同時，緯創還使用 NVIDIA Metropolis 的 AI 計算機視覺技術來實現電路板光學檢測的自動化。

可以看到越來越多制造廠開始采用AI技術來提高生產線吞吐量、降低成本，并提高生產質量。

不斷壯大的合作伙伴生態系統支持 Metropolis

Metropolis 可以從企業工業邊緣部署到云端，龐大且不斷發展的合作伙伴生態系統正在幫助將其推向市場。據NVIDIA介紹，大批專業人士正在共同努力推動這項工作的進展，包括傳感器制造商、應用合作伙伴、檢測設備制造商和集成合作伙伴。

比如，成像組件傳感器和系統領先制造商Basler與NVIDIA進行合作，幫助開發人員通過與NVIDIA DeepStream SDK更加緊密地集成以更快地構建支持AI的檢測系統；Quantiphi 采用了Metropolis，正在與世界上最大的飲料生產商之一合作，通過GPU驅動的視覺AI實現對滿載托盤的自動檢查；Overview和研華都采用了NVIDIA Metropolis，并且正在合作構建一個基于AI的實時檢測系統，以進行工業檢測、產品計數和裝配驗證；西門子和Data Monsters在基于Metropolis構建工業檢測系統，這個系統將Omniverse Replicator合成數據生成，NVIDIA TAO訓練，DeepStream運行時和西門子的NVIDIA Jetson驅動的工業個人計算機結合在一起。

Nvidia Isaac AMR助力智能工廠

工廠數字化是未來的一個發展趨勢，智能工廠中，機器人是不可或缺的存在，因此，NVIDIA還推出了一個移動機器人平臺NVIDIA Isaac AMR，提供參考設計給希望構建機器人的人使用。

據介紹，NVIDIA構建了完整的機器人堆棧，從芯片到算法，包括先進的感知、地圖構建、定位和規劃，以及云端地圖系統。無論用戶想如何使用，NVIDIA都提供開放的選擇，包括芯片、系統、軟件和算法。該機器人平臺不僅具備先進的功能，還提供先進的參考系統Nvidia Nova Orin。據悉，該數字化機器人堆棧已經準備就緒，可為機器人應用提供支持。

為了提高生產效率和工人安全性，工廠和倉庫開始采用完全自主的自動化系統AMR，替代手動叉車和引導車輛。構建AMR是有挑戰的，因為它是一個非常復雜的軟件系統，類似于自動駕駛汽車，只是它在特定的環境之中。而NVIDIA Isaac AMR可提供一體化的解決方案，用于部署完全自主的移動機器人，該解決方案的核心是Nova Orin芯片，配備多個相機、LIDAR、雷達，以及其他先進的傳感器和計算硬件，實現模擬中的映射自主性。借助云服務生成準確而詳細的三維立體地圖，加速映射過程。這些地圖可以根據需要切割為適用于不同自主機器人使用的二維地圖。機器人通過激光雷達，或攝像頭實現可靠的自主到，適應復雜和動態的環境。

Isaac任務控制利用合作庫優化路徑規劃，提高運營效率。開發人員可以利用Isaac Sim和Nvidia Omniverse在數字化的操作環境中創建逼真的數字孿生，使完全自主的機器人能夠在模擬環境中接受復雜任務的訓練。在真實部署之前，所有操作都可以在Isaac Sim中進行全面驗證。可以說，Isaac AMR加速了企業向完全自主的遷移，降低了成本，并加快了下一代自主移動機器人的部署。

由于Nova無法分辨真實環境和模擬環境，它以為自己處于真實環境中，因為所有傳感器正常工作，物理規律適用，能夠導航和定位。基于這個特性，開發者可以在Isaac中設計、模擬和訓練機器人，并將Isaac Sim這一軟件系統應用于實際機器人中。通過適應和調整，機器人能夠執行相同的任務。