製造業
Siemens が産業用 AI を活用して製品開発とイノベーションを加速
目的
産業デジタル化のグローバル リーダーである Siemens Digital Industries Software は、AI、デジタル ツイン技術、ハイパフォーマンス コンピューティングの強力な融合を通じて、エンジニアリングと製造の未来を再構築しています。製品ライフサイクル管理 (PLM) とリアルタイム可視化から、高度なシミュレーションと AI アシスタントまで、一連のソリューション スイート全体で、Siemens は製造業が製品開発の高速化、業務の最適化、労働者のスキル向上を実現できるよう支援しています。
この変革を推進するために、Siemens は、Siemens Teamcenter、Simcenter STAR-CCM+、Siemens Industrial Copilot など、複数のプラットフォームとサービスにわたって NVIDIA の技術を活用しています。
顧客
BMW Group
HD Hyundai
Maserti
パートナー
Siemens
ユース ケース
シミュレーション / モデリング / デザイン
製品
NVIDIA Omniverse Enterprise
NVIDIA Omniverse Cloud API
NVIDIA Metropolis
動画検索と要約向けの NVIDIA AI Blueprint
NeMo Retriever
NIM
NVIDIA Omniverse、NVIDIA Metropolis、アクセラレーテッド コンピューティングにより、Siemens は以下を実現します。
製品効率の向上:
- エンジニアリングと製造業で一般的に使用される、大規模で複雑かつ機能豊富なデータセットのフォトリアリスティックな可視化。
- 物理的なプロトタイプを削減し、ワークフローの無駄とエラーを排除することで、製品開発とレビュー サイクルを高速化します。
意思決定の改善:
- Teamcenter 内でフィードバックと変更を追跡し、グローバル チーム全体で調整を行い、設計レビューを高速化し、エラーやデータの不整合を減らします。
- マーケティング資料の市場投入までの時間を 50% 短縮し、個別の写真撮影や特別なレンダリング ワークフローを必要としません。
生産性の向上:
- 工場でコパイロット アシスタントを使用する作業者の生産性が 30% 向上します。
- 生産性向上とダウンタイムの削減を実現します。
製品設計から運用まで、イノベーションとコスト削減を加速させる
自動車、航空宇宙、海洋などの業界のメーカーは、イノベーションの加速、コスト削減、製品の品質確保において、高まるプレッシャーに直面しています。従来の可視化ツールは、大規模で複雑な製品データセットの処理に苦労し、設計レビューの停滞、チーム間の調整ミス、コストのかかる物理プロトタイピングを招いています。これらの制限は、市場投入までの時間の遅延を招き、製品ライフサイクル全体に波及する可能性のあるエラーを招きます。
スケーラブルで忠実度の高い可視化がないため、Siemens の顧客は断片化されたワークフローに依存し、レンダリング、コラボレーション、データ管理に個別のアプリケーションを使用していました。 これによりサイロが形成され、データの矛盾リスクが増大し、設計とスタイリングの徹底した共同レビューを実施することが困難になりました。リアルな環境やさまざまな照明条件下で製品を視覚化できないため、問題の早期特定が制限され、機能面とデザイン面の両方の結果に影響が及んでいます。グローバル製造業は、深刻なスキルと労働力不足に直面しており、2030 年までに、8,500 万の雇用不足が予測されています。 この業界は、労働者の高い離職率と、労働者に製造業環境で必要なスキルが不足しているという問題に苦しんでいます。Siemens はこの問題を見つめ、労働者の能力を強化し、スキルを向上させる技術が必要だと判断しました。
デジタルツインと高速シミュレーションによる製品開発の加速
Siemens、NVIDIA、BMW は、高度な計算流体力学 (CFD) ソフトウェアと高性能 GPU ハードウェアを使用して、自動車の空気力学シミュレーションを加速するために協力しています。
空気力学シミュレーションは、車両形状の最適化、設計と効率のバランス調整、性能目標の達成を確保するために不可欠です。 BMW は毎日多くの空気力学シミュレーションを実行しており、それぞれが最大 1 億個のセル (空気と車両の表面を表す小さな 3D ブロック) をシミュレーションしています。CFD ソフトウェアは従来、CPU 上で動作してきましたが、GPU アクセラレーテッド シミュレーションは、より低コストでより迅速なパフォーマンスを提供します。
Siemens の Simcenter STAR-CCM+ CFD ソフトウェアが、CPU と GPU の両方でネイティブに実行されるようになり、GPU による高速化を可能にしながら、ハードウェアに関係なく一貫した結果を確保しています。 最新の NVIDIA B200 GPU ノードで 4 億 5,800 万セル定常状態空力解析ケースを実行した場合、パフォーマンスは 1 万基以上の CPU コアに相当します。
GPU で CFD シミュレーションを実行すると、エネルギー消費とハードウェア費用を削減できます。 NVIDIA B200 や H200 など、新世代 GPU ではさらにパフォーマンスの向上が可能で、より高いメモリ帯域幅を特徴とし、高速なシミュレーションを実現しています。
さらに、NVIDIA Omniverse™ API を Simcenter STAR-CCM+ に統合することで、物理ベースのデジタル ツインがより臨場感のあるものになります。この統合は、企業が物理的な建設を開始する前に、次世代製品、製造プロセス、工場をデジタル環境で設計、構築、テストできるよう支援します。Omniverse API はまた、Siemens のシミュレーション ツールを NVIDIA の生成 AI 機能に接続し、エンジニアが CFD ワークフローで AI を活用できるようになります。 これは、Siemens Xcelerator Platform における Omniverse Cloud API のより広範な採用の一環です。
デジタル ツインとの連携により、どこからでもリアルタイムなコラボレーションが可能に
製品開発のイノベーションと開発サイクルを高速化するために、Siemens は Teamcenter Digital Reality Viewer を開発しました。同社は、NVIDIA Omniverse のリアルタイム レイ トレーシングと GPU アクセラレーテッド レンダリングを Teamcenter に直接統合し、Teamcenter で管理される複数の CAD データの、マテリアル リスト (BOM) を活用したシームレスかつフォトリアルな可視化を可能にしました。 このクラウド ベースのレンダリング サービスは、Teamcenter のウェブ クライアントに直接組み込まれ、すべてのユーザーがブラウザーで即座にフォトリアルなデジタル ツインを利用できるようになります。
安全な Siemens Xcelerator Cloud Service 環境でホストされ、一元化されたクラウド ベースの GPU クラスターによって強化されているため、顧客は、Teamcenter Digital Reality Viewer の高性能な可視化機能をオンデマンドで利用できます。これらの機能を実現するハードウェアやソフトウェアの管理負担を伴う必要はありません。
Teamcenter のコラボレーション ツールを使用すると、関係者は設計をリアルタイムでレビュー、注釈付け、イテレーションの共同作業が可能になります。すべてのフィードバックと変更は、Teamcenter で追跡され、完全なトレーサビリティを確保します。ユーザーはまた、複数の仮想環境で製品の外観を検証し、実世界の照明をシミュレーションし、組み立て、材料、仕上げの詳細なビジュアル分析を実行できます。
開発の迅速化、コスト削減、結果の改善
Siemens の顧客は、リアルタイムかつ大規模にデジタル ツインを視覚化し、操作できます。デジタル ツインは、何百万もの部品をフォトリアルな精度でサポートできます。これまでのブラウザーベースの PLM 環境では不可能でした。
これらの高度な視覚化機能により、Siemens の顧客は製品開発を加速できます。製品チームは、設計プロセス全体で実際の製品の外観をシームレスに組み込み、埋め込み型 DMU 環境で設計とスタイリングのレビューを実施し、Teamcenter から直接高品質なマーケティング ビジュアルを生成できるようになりました。これにより、開発および市場投入のタイムライン短縮を実現します。
物理的なプロトタイプや個別のレンダリング環境の必要性を排除することで、Siemens の顧客のコストを削減できます。直接コストと運用オーバーヘッドの両方が大幅に削減されます。 同時に、エンジニアリング、設計、マーケティング、営業などのすべての関係者がリアルタイムのレビューに参加できるため、コラボレーションが強化されています。これにより、アライメントが確保され、エラーや誤解のリスクが軽減されます。設計問題の早期検出、材料と照明分析の改善、実環境のシミュレーション機能により、より多くの情報に基づいた意思決定とより高品質な製品を実現しています。
Teamcenter Digital Reality Viewer がワークフローを変革し、より迅速なイテレーション、より効果的なコラボレーション、製品に関する意思決定の確信度の向上を可能にした、顧客の報告があります。NVIDIA Omniverse 技術とのシームレスな統合が産業スケールの視覚化を変革するものとして評価されています。
このプラットフォームは、リモート工場の監視と最適化に優れており、リアルタイム IoT データをデジタル ツインに連携して現場での運用に対する洞察も得られます。これは Siemens Industrial Metaverse のビジョン実現に向けた一歩です。
「NVIDIA Omniverse の統合により、Siemens は製品の効率と生産性を向上できます。これにより顧客は製品開発と設計の時間を大幅に節約できます。デジタル ツインで実世界の動作を再現することで、顧客は結論を導き出し、製品設計を最適化し、市場投入までの時間を短縮することが可能になります。」
Enzo Krka 氏
Siemens シニア製品マネージャー
現場作業員のスキル向上を支援する Industrial Copilot アシスタント
Industrial Copilot は、工場の現場で稼働し、作業員の効率、生産性を向上させ、能力を高めるのを支援する AI アシスタントです。Copilot は、静的な情報リポジトリ (マニュアル、メンテナンス文書) および動的なデータソース (機械コントローラー、ERP システム) の両方と統合し、包括的な知識エコシステムを構築します。作業員は Copilot を活用し、動画フィードを通じて生産の最適化、機械の故障のトラブル解決、製造上の問題の報告を支援します。
作業員は、自然言語や音声を通じて Copilot とやり取りするため、作業現場で使いやすくなっています。Copilot は、テキスト、画像、時系列データなどのマルチモーダル入力をサポートします。機械の故障に直面したメンテナンス エンジニアが問題のある部品の写真を撮影して、Copilot が画像を分析し、過度に大きな音などの問題を特定し、問題を解決するためのステップバイステップの手順を提供することが可能です。
Siemens Industrial Copilot は、機密な生産データが工場の現場から決して離れないようにするために、現地で展開されます。クラウド モデルは最適化されたエッジ バージョンに置き換えられ、小規模言語モデル (SLM) は特殊なタスクに採用され、NVIDIA NIM マイクロサービスが推論を最適化します。 ハードウェアの制約とパフォーマンス要件のバランスを調整することで、Copilots は、NVIDIA のハードウェアとソフトウェアを実行するエッジで産業用 PC で動作します。
Copilot は、動画検索と要約 (VSS) 向け AI Blueprint に VLM、LLM、NeMo マイクロサービスなどのコンポーネントを融合して構築されました。 Siemens は、生産性が 30% 向上し、50% に達する可能性があると報告しています。
Siemens Factory Automation の仮想制御および産業用 AI の責任者である Matthias Loskyll 氏が、NVIDIA AI Podcast に登場し、業界が転換点に達した際に Siemens と NVIDIA の協力が製造業を再構築する方法について語りました。
効率とイノベーションの新基準
Siemens は、AI、デジタル ツイン技術、ハイパフォーマンス コンピューティングを統合することで、エンジニアリングと製造を再定義しています。Siemens Teamcenter、Simcenter STAR-CCM+、Siemens Industrial Copilot などのプラットフォームに NVIDIA の技術を活用することで、Siemens は製造業者が製品開発の迅速化、業務の最適化、従業員のスキル向上を実現することを支援します。これにより、効率性とイノベーションの新しい業界標準を設定することが可能になります。
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