Manufactura
Siemens Acelera el Desarrollo y la Innovación de Productos con IA Industrial
Objectivo
Siemens Digital Industries Software, líder global en digitalización industrial, está redefiniendo el futuro de la ingeniería y la manufactura a través de una poderosa convergencia de IA, gemelos digitales y computación de alto rendimiento. En toda su gama de soluciones (desde la administración del ciclo de vida de los productos (PLM) y la visualización en tiempo real hasta los asistentes de IA y simulación avanzada), Siemens les permite a los fabricantes acelerar el desarrollo de productos, optimizar las operaciones y capacitar a su fuerza de trabajo.
Para impulsar esta transformación, Siemens está usando las tecnologías de NVIDIA en múltiples plataformas y ofertas, como Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot.
Cliente
BMW Group
HD Hyundai
Maserati
Socio
Siemens
Caso de Uso
Simulación / Modelado / Diseño
Productos
NVIDIA Omniverse Enterprise
API de NVIDIA Omniverse Cloud
NVIDIA Metropolis
NVIDIA AI Blueprint para Búsqueda y Resumen de Video
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 funciones, comunes en la ingeniería y la manufactura.
- Ciclos de desarrollo y revisión de productos acelerados al reducir los prototipos físicos y eliminar los desperdicios y errores en el workflow.
Mejor Toma de Decisiones:
- Alineación entre los equipos globales, con seguimiento de comentarios y cambios dentro de Teamcenter, lo que acelera las revisiones de diseños y reduce los errores y las discrepancias de datos.
- Reducción en el tiempo de lanzamiento al mercado de materiales de marketing sin la necesidad de sesiones de fotos por separado ni workflows de renderización especializados.
Mayor Productividad:
- Reducción del 25% en el tiempo de mantenimiento reactivo para los trabajadores que usan Industrial Copilot.
- Plantas de manufactura más productivas con tiempo de inactividad reducido.
Aceleración de la Innovación y el Ahorro desde el Diseño de Productos hasta las Operaciones
Los fabricantes de todos los sectores industriales, como el automotriz, el aeroespacial y el marino, se enfrentan a una presión creciente para acelerar la innovación, reducir los costos y garantizar la calidad de los productos. Las herramientas de visualización tradicionales tienen dificultades para manejar conjuntos de datos de productos masivos y complejos, lo que genera 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 lanzamiento al mercado e introducen errores que pueden propagarse a lo largo de todo el ciclo de vida del producto.
Sin visualización escalable y de alta fidelidad, los clientes de Siemens confiaron en workflows fragmentados, lo que significa usar aplicaciones separadas para la renderización, la colaboración y la administración de datos. Esto creó silos, aumentó el riesgo de discrepancias en los datos y dificultó la realización de revisiones exhaustivas y colaborativas de diseño y estilo. La incapacidad de visualizar productos en entornos realistas y en condiciones de iluminación variadas limitó la capacidad de identificar problemas de forma temprana, lo que afectó los resultados funcionales y estéticos. La manufactura global se enfrenta a una escasez crítica de habilidades y mano de obra, con proyecciones de 85 millones de puestos vacantes para 2030. La industria sufre de una alta rotación de trabajadores y de trabajadores que carecen de las habilidades necesarias en los entornos de manufactura. Siemens observó el problema y vio la necesidad de una tecnología que aumente y mejore las habilidades de los trabajadores.
Desarrollo Acelerado de Productos con Gemelos Digitales y Simulaciones de Alta Velocidad
Siemens, NVIDIA y BMW están colaborando para acelerar las simulaciones de aerodinámica automotriz mediante software avanzado de dinámica de fluidos (CFD) y hardware de GPU de alto rendimiento.
Las simulaciones aerodinámicas son esenciales para optimizar la forma de los vehículos, equilibrar el diseño y la eficiencia, y garantizar que se cumplan los objetivos de desempeño. BMW ejecuta muchas simulaciones aerodinámicas a diario, cada una de las cuales simula hasta 100 millones de células (pequeños bloques 3D que representan el aire y las superficies de los automóviles). Si bien el software de CFD se ha ejecutado tradicionalmente en CPU, las simulaciones aceleradas por GPU ofrecen un desempeño más rápido a menores costos.
El software de CFD Simcenter STAR-CCM+ de Siemens ahora se ejecuta de forma nativa en CPU y GPU, lo que garantiza resultados consistentes, independientemente del hardware, a la vez que permite la aceleración por GPU. Cuando se ejecuta un caso de aerodinámica de estado estacionario de 458 millones de células, en el último nodo de GPU NVIDIA B200, el desempeño es equivalente a más de 10 000 núcleos de CPU.
La ejecución de simulaciones de CFD en GPU también reduce el consumo de energía y los costos de hardware. Son posibles mejoras en el desempeño con las GPU de última generación, como NVIDIA B200 y H200, que cuentan con un mayor ancho de banda de memoria para lograr 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 les ayuda a las empresas a diseñar, desarrollar y probar productos, procesos de manufactura y fábricas de última generación prácticamente antes de que comience la construcción física. Las API de Omniverse también conectan las herramientas de simulación de Siemens con las capacidades de IA generativa de NVIDIA, lo que les permite a los ingenieros aprovechar la IA dentro de sus workflows de CFD. Esto es parte de una adopción más amplia de las 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 ray tracing en tiempo real y la renderización acelerada por GPU de NVIDIA Omniverse directamente en Teamcenter, lo que permitió una visualización fluida, fotorrealista e impulsada por Lista de Materiales (BOM) de datos de múltiples CAD administrados en Teamcenter. Esta renderización como servicio basada en la nube está integrada directamente dentro del cliente web Teamcenter, lo que proporciona acceso instantáneo y por navegador a gemelos digitales fotorrealistas para todos los usuarios.
Los clientes pueden acceder a las capacidades de visualización de alto rendimiento de Teamcenter Digital Reality Viewer, alojado en el entorno seguro de Siemens Xcelerator Cloud Service e impulsado por un clúster de GPU centralizado y basado en la nube, a pedido, sin la carga de administrar el hardware y el software que habilita estas capacidades.
Las herramientas de colaboración de Teamcenter les permiten a las partes interesadas revisar, anotar e iterar en los diseños juntos en tiempo real. Todos los comentarios y cambios se rastrean en Teamcenter para lograr una trazabilidad completa. Los usuarios también pueden validar la apariencia de los productos en múltiples entornos virtuales, simular la iluminación del mundo real y realizar un análisis visual detallado de ensamblajes, materiales y acabados.
Desarrollo Más Rápido, Costos Menores y Mejores Resultados
Los clientes de Siemens pueden visualizar e interactuar con gemelos digitales en tiempo real y a escala masiva. Los gemelos digitales pueden admitir millones de piezas con precisión fotorrealista, algo anteriormente imposible en un entorno de PLM en navegador.
Estas capacidades avanzadas de visualización permiten el desarrollo acelerado de productos para los clientes de Siemens. Los equipos de productos ahora pueden incorporar a la perfección apariencias de productos del mundo real durante todo el proceso de diseño, realizar revisiones de diseños y estilo en un entorno de DMU integrado y generar imágenes de marketing de alta calidad directamente desde Teamcenter, lo que les ayuda a los clientes a reducir los plazos de desarrollo y lanzamiento al mercado.
Eliminar la necesidad de prototipos físicos y entornos de renderización separados reduce los costos para los clientes de Siemens. Tanto los costos directos como los gastos operativos se reducen significativamente. Al mismo tiempo, la colaboración aumenta, ya que todas las partes interesadas (ingeniería, diseño, marketing y ventas) pueden participar en revisiones en tiempo real. Esto garantiza la alineación y reduce el riesgo de errores o mala comunicación. La detección temprana de problemas de diseño, la mejora del análisis de materiales e iluminación, y la capacidad de simular entornos del mundo real han llevado a tomar decisiones mejor informadas y a obtener productos de mayor calidad.
Los clientes informan que Teamcenter Digital Reality Viewer ha transformado sus workflows, con lo que han habilitado una iteración más rápida, una colaboración más efectiva y un mayor grado de confianza en las decisiones sobre productos. La integración perfecta con la tecnología NVIDIA Omniverse se cita como un elemento innovador para la visualización a escala industrial.
La plataforma también se destaca en la supervisión y optimización remotas de fábricas, ya que conecta datos de IoT en tiempo real con sus gemelos digitales para obtener información operativa en vivo, un paso hacia la visión de Siemens Industrial Metaverse.
“La integración de NVIDIA Omniverse le facilita a Siemens aumentar la eficiencia y la productividad de sus productos, lo que les permite a nuestros clientes ahorrar tiempo en el desarrollo y el diseño de productos. Al aproximarse al comportamiento del mundo real en un gemelo digital, nuestros clientes pueden sacar conclusiones y optimizar el diseño de productos más rápido, y así acelerar el tiempo de lanzamiento al mercado”.
Enzo Krka
, Gerente Sénior de Productos, Siemens
Asistentes de Industrial Copilot que Mejoran las Habilidades de los Trabajadores de Talleres
Industrial Copilot es un asistente de IA que se ejecuta en las fábricas para ayudar a los trabajadores a ser más eficientes, productivos y capaces. Copilot se integra con los repositorios de información estática (manuales, documentos de mantenimiento) y con las fuentes de datos dinámicos (controladores de máquinas, sistemas ERP) para crear un ecosistema de conocimiento integral. Los trabajadores pueden aprovechar Copilot para ayudar a optimizar la producción, solucionar fallas de las máquinas y señalar problemas de manufactura a través de transmisiones de video.
Los trabajadores interactúan con el Copilot a través de lenguaje natural o por voz para facilitar su uso en el taller. Copilot también admite entradas multimodales que incluyen texto, imágenes y datos de series temporales. Un ingeniero de mantenimiento que se enfrenta a una máquina averiada podría tomar una foto del componente problemático, Copilot analizaría la imagen, identificaría problemas como ruido excesivo y ofrecería instrucciones paso a paso para resolver el problema.
Siemens Industrial Copilot se implementa en las instalaciones para garantizar que los datos de producción confidenciales nunca abandonen la fábrica. Los modelos de nube se reemplazan con versiones de edge optimizadas, se emplean pequeños modelos de lenguaje (SLM) para tareas especializadas y los microservicios NVIDIA NIM optimizan la inferencia. Al equilibrar las restricciones de hardware con las necesidades de desempeño, los Copilots operan en PC industriales en el edge que ejecutan el hardware y el software de NVIDIA.
Copilot se desarrolló con una fusión de blueprints de IA para componentes de búsqueda y resumen de video (VSS), como VLM, LLM y los microservicios NeMo. Siemens informó un aumento del 30% en la productividad, con el potencial de alcanzar el 50%.
Obtenga más información de Matthias Loskyll, jefe de control virtual e IA industrial de Siemens Factory Automation, quien se unió al NVIDIA AI Podcast para discutir cómo el trabajo de Siemens con NVIDIA está revolucionando la manufactura a medida que la industria llega a un punto de inflexión.
Un Nuevo Estándar para la Eficiencia y la Innovación
Siemens está redefiniendo la ingeniería y la manufactura al integrar la IA, los gemelos digitales y la computación de alto rendimiento. Mediante el uso de las tecnologías de NVIDIA en plataformas como Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot, Siemens faculta a los fabricantes para acelerar el desarrollo de productos, optimizar las operaciones y mejorar las habilidades de la mano de obra, lo que establece nuevos estándares de eficiencia e innovación en la industria.
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