Amazon nutzt KI und digitale Zwillinge für berührungslose Fertigung

Amazon Devices & Services hat einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der zero-touch-Manufacturing erreicht, indem es NVIDIA-AI-Technologien und digitale Zwillinge (Digital Twins) in Kombination mit einer simulationsbasierten Softwarelösung einsetzt. Seit diesem Monat wird das System in einer Amazon-Fertigungsanlage eingesetzt und ermöglicht es Roboterarmen, Produkte ohne physische Prototypen oder Hardwareänderungen auf Qualität zu prüfen und neue Geräte nahtlos in die Produktionslinie zu integrieren. Die Technologie basiert auf synthetischen Daten, die in einer hochrealistischen, physikbasierten Simulation generiert werden – eine Methode, die die Entwicklungsgeschwindigkeit erhöht und Kosten senkt. Das Herzstück des Systems ist die Kombination aus Amazon-Software, die Produktionsprozesse simuliert, und NVIDIA Isaac Sim, einer Open-Source-Plattform auf Basis von Omniverse, die präzise digitale Zwillinge von Geräten und Produktionsstationen erstellt. Für jedes neue Gerät werden über 50.000 synthetische Bilder aus CAD-Modellen erzeugt, um Objekt- und Defekterkennungsmodelle zu trainieren. Mit NVIDIA Isaac ROS werden anschließend Roboterarm-Bewegungsabläufe generiert, die direkt in der realen Fabrik umgesetzt werden können. Dank der physikalischen Genauigkeit der Simulation ist der sogenannte „Simulation-to-Real-Gap“ minimal, sodass Roboter bereits nach der Simulation effizient arbeiten können. Ein entscheidender Vorteil liegt in der Generalisierungsfähigkeit: Durch den Einsatz von NVIDIA FoundationPose – einem vortrainierten Modell, das auf 5 Millionen synthetischen Bildern basiert – können Roboter neue Produkte erkennen und positionieren, ohne dass neue Trainingsdaten gesammelt werden müssen. Dies ermöglicht eine nahtlose Umstellung zwischen verschiedenen Produkten rein softwarebasiert. Zudem nutzt das System NVIDIA cuMotion, eine CUDA-beschleunigte Bewegungsplanung, die in Echtzeit kollisionsfreie Trajektorien auf der NVIDIA Jetson AGX Orin generiert, und nvblox, das Distanzfelder für präzise Umgebungswahrnehmung bereitstellt. Die Entwicklung wurde durch AWS beschleunigt: Mit Amazon EC2 G6-Instanzen und AWS Batch wurden künstliche Intelligenz-Modelle verteilt trainiert, während NVIDIA Isaac Sim die physikalisch fundierte Simulation und Datengenerierung übernahm. Amazon Bedrock unterstützt die Planung hochleveler Aufgaben und Audit-Tests basierend auf Produkt-Dokumenten, wobei künftig auch AgentCore für autonomes Workflow-Management eingesetzt wird – inklusive der Verarbeitung von 3D-Modellen und Oberflächenmerkmalen. Die Lösung ist ein Meilenstein in der Entwicklung allgemeiner, flexibler Fertigung: Produktionssysteme, die sich dynamisch an neue Produkte anpassen können, ohne physische Umstellungen. Sie markiert einen Paradigmenwechsel hin zu einem „digital-first“-Ansatz, der die Zeit bis zur Markteinführung verkürzt und die Produktqualität durch präzise, automatisierte Inspektionen erhöht. Industrieexperten sehen in dieser Entwicklung eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft der industriellen Digitalisierung. Die Integration von AI, Digital Twins und Edge-Computing ermöglicht nicht nur effizientere Fertigung, sondern auch skalierbare, anpassungsfähige Produktionsketten. Amazon Devices & Services positioniert sich damit als Vorreiter in der intelligenten, softwaregetriebenen Fertigung – unterstützt von einem robusten Ökosystem aus NVIDIA- und AWS-Technologien.