Due nuove applicazioni che sfruttano l’intelligenza artificiale e i Digital Twin per accelerare l’avvio della produzione e rendere la pianificazione produttiva più flessibile e adattabile: è questo il risultato della collaborazione tra Siemens e Nvidia.
Le due aziende avevano annunciato, lo scorso gennaio, di voler rafforzare la loro partnership di lunga durata per creare un ecosistema di AI industriale capace di reinventare l’intera catena del valore.
Da allora le due aziende hanno collaborato per sviluppare due applicazioni uniche nel panorama della manifattura all’interno dei processi produttivi dello stabilimento di Siemens di Erlangen.
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Come il gemello digitale trasforma la produzione dei circuiti stampati
Il team congiunto di Siemens e Nvidia ha sviluppato le prime nuove soluzioni basate sull’intelligenza artificiale in meno di dieci mesi, integrando le tecnologie di AI, simulazione e calcolo accelerato di Nvidia con le competenze di Siemens nel software industriale, nell’automazione e nella produzione.
La sperimentazione delle soluzioni direttamente in un ambiente produttivo ha consentito ai team di sviluppare strumenti in linea con le reali esigenze del settore manifatturiero. Queste nuove tecnologie sono in grado di offrire miglioramenti senza precedenti in ambiti quali la pianificazione della produzione e lo sviluppo dei prodotti.
Per i nuovi assemblaggi di circuiti stampati (PCB – Printed Circuit Boards), il cuore degli azionamenti e dei convertitori di frequenza prodotti a Erlangen, la preparazione virtuale alla produzione può ridurre le attività di ingegneria fino all’85% e accorciare i tempi di immissione sul mercato fino al 40%.
Questo approccio consente di risolvere una delle principali criticità del processo produttivo: in passato, la preparazione del controllo qualità richiedeva diverse settimane, poiché i team dovevano attendere i prototipi fisici per addestrare i sistemi di visione e configurare manualmente le apparecchiature di ispezione.
L’AI genera rappresentazioni fotorealistiche degli assemblaggi PCB a partire dai loro gemelli digitali, consentendo di addestrare i sistemi di visione e di preparare le procedure di controllo ancora prima che i prototipi fisici siano disponibili.
L’agente basato sull’AI che ottimizza la pianificazione industriale
Anche nell’ambito della pianificazione produttiva, le nuove tecnologie di intelligenza artificiale contribuiscono a gestire in modo più rapido ed efficiente il delicato equilibrio tra capacità produttiva, disponibilità dei materiali, date di consegna e linee di produzione.
In passato per individuare la soluzione migliore i pianificatori dovevano valutare e bilanciare diversi fattori basandosi sulla propria esperienza. Oggi, presso lo stabilimento elettronico Siemens di Erlangen, un agente basato sull’intelligenza artificiale supporta questo processo: all’arrivo di nuovi ordini, il sistema genera automaticamente diversi scenari produttivi, illustrando ai pianificatori l’impatto di ciascuna opzione sulla base di KPI predefiniti.
Prima dell’implementazione tali proposte vengono validate attraverso un gemello digitale dell’intero impianto produttivo. Questa pianificazione end-to-end della produzione, basata su agenti di intelligenza artificiale, può consentire una riduzione dei costi fino al 20%, favorendo al contempo una maggiore flessibilità nella gestione di nuovi ordini, carenze di materiali e cambiamenti nelle esigenze dei clienti.
Questi progressi nascono dall’integrazione del software industriale e delle competenze manifatturiere di Siemens con le tecnologie Nvidia. I world models di Nvidia Cosmos generano dati di addestramento realistici per il controllo qualità. Il framework Nvidia Factory Operations Blueprint supporta agenti basati sull’intelligenza artificiale che creano piani di produzione e aiutano gli stabilimenti a rispondere a esigenze produttive in continua evoluzione, mentre le librerie Nvidia Omniverse consentono ai team di testare tali piani in un ambiente virtuale, utilizzando dati reali provenienti dalla fabbrica.
Un laboratorio di sperimentazione di nuove tecnologie per la manifattura avanzata
Inaugurato nel 1971, lo stabilimento Siemens di Erlangen, nella Germania meridionale, impiega circa 1.000 persone e produce sistemi di elettronica di potenza e tecnologie di automazione destinati all’industria e alle infrastrutture. Tra questi, figurano soluzioni per le macchine utensili, la produzione di batterie, l’industria di processo e la produzione manifatturiera discreta.
Da oltre un decennio, il sito funge da banco di prova per lo sviluppo e l’implementazione di nuove tecnologie di produzione digitale, integrate direttamente nei processi operativi.
Attualmente, sono già in uso oltre 100 algoritmi di intelligenza artificiale, applicati alla produzione, alla logistica, al controllo qualità e alla manutenzione.
È previsto un ulteriore ampliamento dello stabilimento entro il 2030, nell’ambito di un investimento di Siemens pari a 500 milioni di euro destinato alla sua trasformazione.
