Manufactura
Siemens impulsa la innovación basada en IA en cada industria y Workflow industrial, y permite a sus clientes diseñar productos y sistemas complejos (desde chips hasta fábricas de IA) y adaptar la Manufactura y la producción en tiempo real.
Para llevar la IA al mundo real y permitir una innovación más rápida y una optimización continua, Siemens está integrando las tecnologías de NVIDIA en todas las ofertas, incluidas Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot. La compañía confía en las bibliotecas NVIDIA Omniverse™ y NVIDIA® CUDA® para la simulación y los gemelos digitales, los microservicios NVIDIA NIM™ y NVIDIA NeMo™ para la inferencia de IA, los sistemas NVIDIA DGX™ B200 y NVIDIA DGX™ H200 para la computación acelerada, y NVIDIA® Jetson Thor™, NVIDIA Isaac Sim™ y NVIDIA Isaac Lab™ para la IA física y la robótica.
BMW Group
HD Hyundai
Maserati
PepsiCo
Siemens
Simulación / Modelado / Diseño
Mayores eficiencias:
Mejor Toma de Decisiones:
Mayor Productividad:
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. Los fabricantes de los sectores automotriz, aeroespacial y marino también enfrentan presiones crecientes para acelerar la innovación, reducir los costos y garantizar la calidad y la sostenibilidad de los productos.
Al mismo tiempo, la productividad de los equipos expertos de diseñadores e ingenieros industriales se ve afectada por workflows y tecnologías fragmentados. El uso de aplicaciones separadas para la renderización, la colaboración y la administración de datos, por ejemplo, crea silos y discrepancias de datos, lo que dificulta la realización de revisiones exhaustivas de diseño y estilo colaborativos. Trabajar con herramientas de visualización que apenas logran manejar escalas de productos y sistemas masivos y complejos agrava estos desafíos y genera cuellos de botella en las revisiones de diseños, desalineación entre los equipos y la necesidad de crear costosos prototipos físicos. La incapacidad de visualizar productos y sistemas en entornos físicamente precisos limita la capacidad de los equipos para identificar problemas de forma temprana, afectando así los resultados funcionales y estéticos. En general, estas limitaciones de Workflow y tecnología ralentizan el tiempo de lanzamiento al mercado e introducen errores que pueden propagarse a lo largo de todo el ciclo de vida del producto.
Para abordar estos desafíos, Siemens y NVIDIA están colaborando para llevar las últimas tecnologías de IA, simulación y gemelos digitales a los expertos en diseño, ingeniería y simulación del mundo y a sus workflows.
Siemens, NVIDIA y BMW están colaborando para acelerar las simulaciones de aerodinámica automotriz mediante el software de dinámica de fluidos computacional (CFD) avanzado y la infraestructura de IA acelerada.
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 un costo menor.
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 celdas 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 de esta escala en GPU también reduce el consumo de energía y los costos de infraestructura. Son posibles mejoras en el desempeño con los sistemas acelerados de nueva generación, incluidos NVIDIA DGX™ B200 y H200, que cuentan con un mayor ancho de banda de memoria para ofrecer simulaciones más rápidas.
Además, la integración de las bibliotecas NVIDIA Omniverse y las capacidades de IA Generativa en Simcenter STAR-CCM+ hace que los gemelos digitales basados en la física sean más inmersivos. Estas integraciones, que son parte de una integración más amplia de las bibliotecas Omniverse dentro de la plataforma Siemens Xcelerator, permiten a los ingenieros aprovechar la IA dentro de sus workflows de CFD y diseñar, desarrollar y probar productos, procesos de manufactura y fábricas de última generación virtualmente antes de que comience la construcción física.
Por ejemplo, Maserati está aprovechando las soluciones de Siemens impulsadas por las interfaces de programación de aplicaciones Omniverse para visualizar interactivamente el flujo de aire sobre las carrocerías de automóviles y mejorar su proceso de manufactura.
Siemens y Maserati
Para acelerar la innovación y los tiempos de ciclo en el desarrollo de productos, Siemens desarrolló el Teamcenter Digital Reality Viewer. Al integrar las bibliotecas NVIDIA Omniverse, los usuarios pueden aprovechar el ray tracing en tiempo real y la renderización acelerada por GPU directamente dentro de Teamcenter, lo que permite una visualización fluida, fotorrealista e impulsada por lista de materiales (BOM) de datos multi-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 basado en el navegador a gemelos digitales fotorrealistas para todos los usuarios.
Teamcenter Digital Reality Viewer está alojado en el entorno seguro de Siemens Xcelerator Cloud Service e impulsado por un clúster de GPU centralizado y basado en la nube, lo que significa que los usuarios pueden acceder a sus capacidades de visualización de alto desempeño on demand sin la carga de administrar la infraestructura y el software subyacentes.
Las herramientas de colaboración de Teamcenter permiten a las partes interesadas revisar, anotar e iterar en diseños conjuntos 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.
Digital Twin Composer de Siemens permite a los equipos diseñar, simular y operar productos, plantas y fábricas en contexto completo antes de empezar a desarrollar. Digital Twin Composer reúne datos de Gemelos Digitales 2D y 3D de toda la cartera de Siemens Xcelerator y los fusiona con información operativa en tiempo real en una escena administrada, segura y fotorrealista impulsada por las bibliotecas NVIDIA Omniverse, creando un modelo vivo que abarca todo el ciclo de vida de un producto, proceso o instalación.
PepsiCo es uno de los primeros en adoptar esta tecnología, trabajando con Siemens y NVIDIA para convertir instalaciones seleccionadas de manufactura y almacenes de los Estados Unidos en gemelos digitales 3D de alta fidelidad que les permiten simular sus operaciones de planta y cadenas de suministro integrales.
Mediante Digital Twin Composer y la visión por computadora, los equipos de PepsiCo pueden recrear cada máquina, transportador, ruta de paletas y ruta de operador con precisión a nivel de física, y aprovechar agentes de IA capaces de simular y refinar cambios en el sistema e identificar hasta el 90 % de los problemas potenciales antes de realizar cualquier modificación física. Esto ya ha resultado en un aumento estimado del 20 % en el rendimiento en las implementaciones iniciales, impulsado ciclos de diseño más rápidos con casi un 100 % de validación de diseños y producido reducciones del 10 % al 15 % en el gasto de capital al revelar la capacidad oculta y permitir a los equipos validar inversiones virtualmente antes de comprometerse con actualizaciones físicas.
“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
Industrial Copilot es un asistente de IA que se ejecuta en la planta de producción 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 en 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 puede tomar una foto del componente problemático, y el copiloto puede analizar la imagen, identificar problemas y ofrecer instrucciones paso a paso para resolver el problema.
Siemens Industrial Copilot se implementa de forma local para garantizar que los datos de producción confidenciales nunca abandonen las instalaciones de la fábrica. Los modelos de Cloud se reemplazan por versiones optimizadas en el Edge, se emplean pequeños modelos de lenguaje (SLM) para tareas especializadas y los microservicios NVIDIA NIM permiten una inferencia optimizada. 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.
El copiloto se desarrolló con una fusión de componentes dentro de IA Blueprint para la búsqueda y el resumen de video (VSS), incluidos VLM, LLM y los microservicios NeMo. En los primeros pilotos, Siemens ha informado un aumento del 30 % en la productividad, con un potencial de alcanzar hasta 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.
La próxima frontera para Siemens y NVIDIA es la IA física: robots y fábricas autónomos capaces de percibir, razonar y actuar. En un piloto histórico en la fábrica de electrónica Erlangen de Siemens, el robot humanoide HMND 01 Alpha, basado en la pila de IA física de NVIDIA, se implementó para tareas de logística autónomas junto con trabajadores humanos.
Los resultados del piloto demuestran cómo es la robótica humanoide lista para la producción: movimiento de 60 cargas por hora, más de 8 horas de tiempo de actividad continuo y tasas de éxito autónomas de selección y colocación superiores al 90 %. Las capacidades del robot están impulsadas por NVIDIA Jetson Thor para la inferencia integrada, con entrenamiento y simulación realizados en NVIDIA Isaac Sim y NVIDIA Isaac Lab, lo que reduce el desarrollo de prototipos de los típicos 18 a 24 meses a solo 7 meses. Siemens proporciona la capa de integración crítica a través de la cartera de Siemens Xcelerator, que abarca Gemelo Digital, percepción habilitada por IA, control integrado e interfaces de PLC-robots, gestión de flotas, redes de comunicación industrial y accionamientos de alto desempeño, formando la columna vertebral digital que garantiza que los robots humanoides operen de manera eficiente junto con la maquinaria existente y los trabajadores humanos.
El piloto de Erlangen marca un punto de inflexión: la IA física pasa de la demostración al desempeño medido y repetible en un entorno industrial real.
Siemens está redefiniendo la ingeniería y la manufactura al integrar la IA, la tecnología de gemelo digital y la infraestructura acelerada por IA. Con la integración de las bibliotecas, modelos y frameworks de NVIDIA en todas las plataformas, incluidas Siemens Teamcenter, Simcenter STAR-CCM+ y Siemens Industrial Copilot, Siemens permite a los fabricantes acelerar el desarrollo de productos, optimizar operaciones y mejorar las habilidades de la fuerza laboral. Ahora, con la IA física operando en la fábrica, Siemens y NVIDIA están extendiendo esa visión desde el diseño y la simulación hasta las operaciones autónomas, lo que establece nuevos estándares industriales para la eficiencia y la innovación.
Comience a desarrollar con las bibliotecas NVIDIA Omniverse y OpenUSD.