Siemens e Nvidia usam IA para automatizar inspeção de placas eletrônicas

A Siemens e a Nvidia anunciaram uma colaboração para desenvolver recursos de manufatura adaptativa com inteligência artificial (IA) focados na automação da inspeção de placas de circuito impresso (PCBs). A iniciativa busca resolver um gargalo crítico na indústria eletrônica: a dependência de protótipos físicos para configurar e treinar sistemas de inspeção de controle de qualidade.

A solução combina o software industrial e a tecnologia de gêmeos digitais da Siemens com a plataforma NVIDIA Cosmos. O objetivo é acelerar o planejamento da produção e a preparação da inspeção óptica automatizada (AOI), permitindo que a configuração ocorra em um ambiente virtual antes mesmo da fabricação das primeiras unidades físicas.

O que muda na prática

Tradicionalmente, a configuração de sistemas de inspeção exigia a disponibilidade de protótipos físicos, um processo demorado e que atrasava o início da produção. A nova abordagem permite antecipar essa etapa crucial no ambiente virtual. O software Teamcenter da Siemens, responsável pelo gerenciamento do ciclo de vida do produto (PLM), e o Process Preparation X reúnem dados do projeto da placa, lista de materiais e componentes para criar um gêmeo digital.

Com base nessas informações, a plataforma NVIDIA Cosmos gera uma referência virtual fotorrealista, conhecida como golden board, e imagens sintéticas que simulam tanto placas em condições ideais quanto possíveis defeitos. O NVIDIA Cosmos Data Factory, por sua vez, é utilizado para produzir imagens sintéticas de falhas, permitindo calibrar as máquinas de inspeção antes da produção.

Testes e resultados esperados

A Fábrica de Eletrônicos da Siemens em Erlangen, na Alemanha, atua como Customer Zero, servindo de campo de testes para a tecnologia. Esta unidade lida com alta variabilidade de produtos e realiza mudanças na produção de três a cinco vezes por semana, o que é ideal para avaliar a capacidade da solução de adaptar os processos de inspeção a diferentes configurações.

Os resultados esperados são significativos: redução de até 85% no esforço manual de engenharia para gerar programas de inspeção, diminuição de 40% em falsas detecções e melhoria de mais de 5% no rendimento de primeira passagem. Além disso, a tecnologia visa reduzir a necessidade de verificações manuais e acelerar a adaptação das linhas de produção para novos produtos.

O que diz a pesquisa

Um estudo publicado em 2024 no International Journal of Scientific Research and Management (IJSRM) investiga a aplicação de Inteligência Artificial (IA) no controle de qualidade na fabricação de PCBs. A pesquisa destaca que as tecnologias de IA, como aprendizado de máquina e visão computacional, superam métodos tradicionais ao automatizar a detecção de defeitos, melhorar a precisão e permitir análise em tempo real.

O estudo aponta que sistemas de IA aumentam as taxas de detecção de falhas, reduzem o tempo de inspeção e aprimoram o rendimento geral da produção. Uma análise comparativa entre métodos tradicionais e baseados em IA revelou melhorias notáveis na precisão da detecção e na velocidade de produção com o uso de IA. O artigo também aborda a eficiência de custos, demonstrando como sistemas de IA minimizam desperdícios, retrabalhos e custos operacionais, embora mencione desafios como altos custos iniciais e requisitos de dados.

A colaboração entre Siemens e Nvidia se alinha a uma estratégia mais ampla de aproximar as etapas de engenharia e manufatura através de simulações digitais e IA. O objetivo é que as informações de projeto sejam diretamente aplicadas na configuração dos sistemas de inspeção, otimizando o tempo de adaptação das linhas de produção.