Fabricación
Siemens impulsa el desarrollo de productos y la innovación con IA industrial
Objetivo
Siemens Digital Industries Software, líder global en la digitalización industrial, redefine el futuro de la ingeniería y la fabricación a través de una potente convergencia de la IA, la tecnología de gemelos digitales y la computación de alto rendimiento. Siemens, en todo su conjunto de soluciones, desde la gestión del ciclo de vida de los productos (PLM) y la visualización en tiempo real hasta la simulación avanzada y los asistentes de IA, permite a los fabricantes acelerar el desarrollo de productos, optimizar las operaciones y mejorar las competencias de su fuerza de trabajo.
Para impulsar esta transformación, Siemens utiliza tecnologías NVIDIA en varias plataformas y ofertas, incluidos Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot.
Cliente
BMW Group
HD Hyundai
Maserati
Partner
Siemens
Caso de uso
Simulación/Modelado/Diseño
Productos
NVIDIA Omniverse Enterprise
NVIDIA Omniverse Cloud
NVIDIA Metropolis
NVIDIA AI Blueprint para búsqueda y resumen de vídeos
NeMo Retriever
NIM
Con NVIDIA Omniverse, NVIDIA Metropolis y la computación acelerada, Siemens ofrece:
Mayor eficiencia de los productos:
- Visualización fotorrealista de conjuntos de datos masivos, complejos y ricos en características comunes en la ingeniería y la fabricación.
- Ciclos de desarrollo y revisión de productos acelerados al reducir los prototipos físicos y eliminar las ineficiencias y los errores en el flujo de trabajo.
Mejor toma de decisiones:
- Alineación en todos los equipos globales, con seguimiento de comentarios y cambios dentro de Teamcenter, acelerando las revisiones de diseños y reduciendo los errores y las discrepancias de datos.
- Reducción del 50 % en el tiempo de lanzamiento al mercado de material publicitario sin la necesidad de sesiones de fotos por separado y flujos de trabajo de renderizado especializados.
Mayor Productividad:
- Aumento del 30 % en la productividad para los trabajadores que utilizan un asistente de copiloto en el taller.
- Plantas de fabricación más productivas con tiempos de inactividad reducidos.
Aceleración de la innovación y el ahorro desde el diseño de productos hasta las operaciones
Los fabricantes de todos los sectores industriales, incluidos el automotriz, el aeroespacial y el marino, se enfrentan a una presión cada vez mayor para impulsar la innovación, reducir los costos y garantizar la calidad de los productos. Las herramientas de visualización tradicionales cuentan con dificultades para gestionar conjuntos de datos de productos masivos y complejos. Esto conlleva cuellos de botella en las revisiones de diseños, desalineación entre los equipos y una costosa creación de prototipos físicos. Estas limitaciones ralentizan el tiempo de comercialización e introducen errores que pueden propagarse a lo largo de todo el ciclo de vida del producto.
Sin una visualización escalable y de alta fidelidad, los clientes de Siemens dependían de flujos de trabajo fragmentados, utilizando aplicaciones separadas para el renderizado, la colaboración y la gestión de datos. Esto creó silos, aumentó el riesgo de discrepancias de datos y dificultó la realización de revisiones de diseño y estilo exhaustivas y colaborativas. La incapacidad de visualizar productos en entornos realistas y en condiciones de iluminación diferentes limitó la capacidad de identificar problemas de forma temprana y afectó tanto a los resultados funcionales como a los estéticos. La fabricación global se enfrenta a una escasez crítica de competencias y de trabadores, con una estimación de 85 millones de puestos vacantes para 2030. El sector sufre de una alta rotación de trabajadores y de trabajadores que carecen de las competencias necesarias en los entornos de fabricación. Siemens estudió el problema y vio la necesidad de una tecnología que capacite y desarrolle las habilidades de los trabajadores.
Desarrollo acelerado de productos con gemelos digitales y simulaciones de alta velocidad
Siemens, NVIDIA y BMW colaboran para acelerar las simulaciones de aerodinámica de automoción utilizando equipos GPU de alto rendimiento y un software avanzado de dinámica de fluidos computacionales (CFD).
Las simulaciones aerodinámicas son esenciales para optimizar la forma de los vehículos, equilibrar el diseño y la eficiencia y garantizar el cumplimiento de los objetivos de rendimiento. BMW ejecuta muchas simulaciones aerodinámicas diariamente, cada una de las cuales simula hasta 100 millones de células (pequeños bloques 3D que representan las superficies de aire y de vehículos). Si bien el software de CFD se ha ejecutado tradicionalmente en las CPU, las simulaciones aceleradas por GPU ofrecen un rendimiento más rápido a menor coste.
El software Simcenter STAR-CCM+ CFD de Siemens ahora se ejecuta de forma nativa tanto en las CPU como en las GPU y garantiza resultados coherentes, independientemente del hardware, al tiempo que permite la aceleración de GPU. Al ejecutar un caso de aerodinámica de estado estacionario de 458 millones de células en el último nodo de GPU NVIDIA B200, el rendimiento es equivalente a más de 10 000 núcleos de CPU.
La ejecución de simulaciones de CFD en las GPU también reduce el consumo de energía y los costes de hardware. Es posible obtener mayores mejoras de rendimiento con las GPU de nueva generación, incluidas las NVIDIA B200 y H200, que cuentan con un mayor ancho de banda de memoria para simulaciones más rápidas.
Además, la integración de las API de NVIDIA Omniverse™ en Simcenter STAR-CCM+ hace que los gemelos digitales basados en la física sean más inmersivos. La integración ayuda a las empresas a diseñar, crear y probar productos, procesos de fabricación y fábricas de próxima generación, prácticamente antes de que se empiecen a construir físicamente. Las API de Omniverse también conectan las herramientas de simulación de Siemens con las capacidades de IA generativa de NVIDIA y permite a los ingenieros aprovechar la IA dentro de sus flujos de trabajo de CFD. Esto forma parte de una adopción más amplia de las Interfaces de Programación de Aplicaciones (API) de Omniverse Cloud dentro de la plataforma Siemens Xcelerator.
Colaboración en tiempo real desde cualquier lugar con gemelos digitales
Para acelerar la innovación y los tiempos de ciclo en el desarrollo de productos, Siemens desarrolló el Teamcenter Digital Reality Viewer. Integraron el trazado de rayos en tiempo real y el renderizado acelerado por GPU de NVIDIA Omniverse directamente en Teamcenter y permite la visualización sin problemas, fotorrealista e impulsada por la lista de materiales (Bill-of-Materials, BOM) de datos de varios CAD gestionados en Teamcenter. Este renderizado basado en la nube como servicio está integrado directamente dentro del cliente web Teamcenter y proporciona acceso instantáneo basado en un navegador a gemelos digitales fotorrealistas para todos los usuarios.
Alojado en el entorno seguro del servicio Siemens Xcelerator Cloud Service y con un clúster de GPU centralizado basado en la nube, los clientes pueden acceder a las capacidades de visualización de alto rendimiento de Teamcenter Digital Reality Viewer bajo demanda sin tener que gestionar el hardware y el software que permiten estas capacidades.
Las herramientas de colaboración de Teamcenter permiten a las partes interesadas revisar, anotar e iterar en diseños de manera conjunta en tiempo real. Todos los comentarios y cambios se rastrean en Teamcenter para una trazabilidad completa. Los usuarios también pueden validar la apariencia de productos en varios entornos virtuales, simular la iluminación natural y realizar un análisis visual detallado de los ensamblajes, los materiales y los acabados.
Desarrollo más rápido, menores costos y mejores resultados
Los clientes de Siemens pueden visualizar e interactuar con gemelos digitales en tiempo real y a escala masiva. Los gemelos digitales admiten millones de piezas con precisión fotorrealista, antes algo imposible en un entorno de PLM basado en un navegador.
Estas capacidades de visualización avanzadas permiten el desarrollo acelerado de productos para los clientes de Siemens. Los equipos de producto ahora pueden incorporar sin interrupciones las apariencias de productos del mundo real a lo largo del proceso de diseño, realizar revisiones de diseño y estilo en un entorno de DMU integrado y generar imágenes de marketing de alta calidad directamente desde Teamcenter. Esto ayuda a los clientes a reducir los plazos de desarrollo y de comercialización.
La eliminación de la necesidad de prototipos físicos y entornos de renderizado independientes reduce los costes para los clientes de Siemens. Tanto los costes directos como los gastos generales operativos se reducen significativamente. Al mismo tiempo, aumenta la colaboración, ya que todas las partes interesadas; la ingeniería, el diseño, el marketing y las ventas, pueden participar en las revisiones en tiempo real. Esto garantiza la alineación y reduce el riesgo de errores o mala comunicación. La detección temprana de problemas de diseño, el análisis mejorado de materiales e iluminación y la capacidad de simular entornos reales han llevado a decisiones mejor informadas y productos de mayor calidad.
Los clientes informan que el visor de realidad digital de Teamcenter (Teamcenter Digital Reality Viewer, TDR Viewer) ha transformado sus flujos de trabajo, permite una iteración más rápida, una colaboración más eficaz y un mayor grado de confianza en las decisiones de productos. La integración sin problemas con la tecnología NVIDIA Omniverse se cita como un punto de inflexión para la visualización a escala industrial.
La plataforma también sobresale en la supervisión y la optimización de fábricas remotas, al conectar los datos de IoT en tiempo real con sus gemelos digitales para obtener perspectivas operativas en vivo; un paso hacia la visión del Metaverso Industrial de Siemens.
"La integración de NVIDIA Omniverse permite a Siemens aumentar la eficiencia y la productividad de los productos, y permite a nuestros clientes ahorrar tiempo en el desarrollo y diseño de estos. Al aproximar el comportamiento del mundo real en un gemelo digital, nuestros clientes pueden sacar conclusiones, optimizar el diseño de productos más rápido y conseguir un tiempo de comercialización más rápido.
Enzo Krka
Gerente Sénior de Producto, Siemens
Asistentes de copilotos industriales que mejoran las habilidades de los trabajadores en el área de producción
El Industrial Copilot es un asistente de IA que se ejecuta en las fábricas para ayudar a los trabajadores a ser más eficientes, productivos y competentes. Copilot se integra tanto con los repositorios de información estática (manuales, documentos de mantenimiento) como con las fuentes de datos dinámicas (controladores de máquinas, sistemas ERP) y crea un ecosistema de conocimiento integral. Los trabajadores pueden aprovechar Copilot para ayudar a optimizar la producción, solucionar problemas de máquinas y marcar problemas de fabricación a través de señales de vídeo.
Los trabajadores interactúan con Copilot a través del lenguaje natural o el habla para facilitar su uso en el área de producción. El Copilot también admite entradas multimodales, incluidos el texto, las imágenes y los datos de series temporales. Un ingeniero de mantenimiento frente a una máquina averiada podría tomar una foto del componente problemático y el Copilot analizaría la imagen, identificaría problemas como los niveles de ruido excesivos y ofrecería instrucciones paso a paso para resolver el problema.
El Siemens Industrial Copilot se implementa en el lugar para garantizar que los datos de producción confidenciales nunca salgan del sitio de la fábrica. Los modelos en la nube son reemplazados por versiones optimizadas para el extremo, los modelos de lenguaje pequeños (modelos SLM) se utilizan para tareas especializadas y los microservicios NVIDIA NIM optimizan la inferencia. Al equilibrar las restricciones de hardware con las necesidades de rendimiento, los Copilots operan en equipos industriales en el extremo que ejecutan hardware y software de NVIDIA.
Copilot se creó con una fusión del plano detallado de IA para búsqueda y resumen de videos (VSS), como los Modelos de Lenguaje Visual (VLM), los Modelos de Lenguaje Extenso (LLM) y los microservicios NeMo. Siemens ha informado de un aumento del 30 % en la productividad, con el potencial de alcanzar el 50 %.
Obtén más información de Matthias Loskyll, jefe de control virtual e IA industrial de Siemens Factory Automation, quien se unió al podcast de NVIDIA AI para hablar sobre cómo el trabajo de Siemens con NVIDIA está transformando la fabricación a medida que el sector alcanza un punto de inflexión.
Un nuevo estándar para la eficiencia y la innovación
Siemens redefine la ingeniería y la fabricación al integrar la IA, la tecnología de gemelos digitales y la computación de alto rendimiento. El uso de tecnologías de NVIDIA en plataformas como Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot, Siemens permite a los fabricantes acelerar el desarrollo de productos, optimizar las operaciones, mejorar las competencias del personal y establecer nuevos estándares del sector para la eficiencia y la innovación.
Comienza a desarrollar con NVIDIA Omniverse y OpenUSD.