Das Siemens-Werk Erlangen soll zur weltweite Blaupause für KI-gestützte, autonome Fertigung werden. (Quelle: Siemens)
Siemens gibt sein Elektronikwerk als eine Art Labor für industrielle KI an, das zur Blaupause für eine Skalierung in der Industrie werden soll. Gemeinsam mit Nvidia soll KI zum „Betriebssystem der Fertigung“ werden und damit die Art und Weise revolutionieren, wie Produkte über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg entworfen, produziert und ausgeliefert werden. Weitere Anwendungen sind für die kommenden Monate geplant.
„Die historische Chance für Deutschland und Europa liegt darin, künstliche Intelligenz aus den Rechenzentren in die Fabriken zu bringen – und dort im industriellen Maßstab einzusetzen“, sagt Cedrik Neike, Mitglied des Vorstands der Siemens AG und President Digital Industries. „Wie das gelingt, zeigen wir heute gemeinsam mit Nvidia in unserem Siemens-Elektronikwerk Erlangen. Mit 7 % Produktivitätssteigerung pro Jahr gehört Erlangen zu den modernsten Werken der Welt. Gleichzeitig ist es mit rund 3.000 Kundenbesuchen jährlich ein globaler Treffpunkt für industrielle Innovation. Hier wird die Zukunft der Industrie nicht nur diskutiert, sondern ist bereits heute Realität.“
„Fabriken müssen mit Veränderungen ebenso gut umgehen können wie mit Wiederholungen. KI und Simulation machen das möglich“, sagte Rev Lebaredian, Vice President, Physical AI Simulation bei Nvidia. „In Erlangen setzen Siemens und Nvidia jahrelange Zusammenarbeit in der Fabrikhalle in die Praxis um – sie trainieren Inspektionssysteme, bevor physische Prototypen existieren und entwerfen sowie testen Produktionspläne in der Simulation, bevor sie die reale Welt verändern. Gemeinsam bauen wir eine Blaupause für autonome Fabriken auf der ganzen Welt.“
Wie Siemens berichtet, konnte das gemeinsame Team die ersten neuen KI-Lösungen in weniger als zehn Monaten entwickeln. Dafür wurden die Kompetenzen beider Unternehmen verknüpft: die Kombination aus KI-, Simulations- und Rechentechnologien von Nvidia mit der Industrie-, Software- und Automatisierungskompetenz von Siemens. "Zudem hat das Team die Lösungen direkt in der laufenden Produktion getestet – dadurch konnten die Teams Anwendungen entwickeln, die exakt auf reale Fertigungsanforderungen zugeschnitten sind. Die Technologien können in Bereichen wie Produktionsplanung oder Produktentwicklung zu bislang unerreichten Verbesserungen führen", heißt es in einer Siemens-Meldung.
Große Einsparpotenziale
Wie das Unternehmen weiter berichtet, können somit bei neuen Leiterplatten, dem Herzstück der in Erlangen gefertigten Antriebe und Frequenzumrichter, der Engineering-Aufwand um bis zu 85 % reduziert und die Markteinführungszeit um bis zu 40 % verkürzt werden. "Möglich wird das, indem das Siemens-Nvidia-Team einen entscheidenden Engpass auflöst. Bisher dauerte es oft mehrere Wochen, die Qualitätsprüfung für neue Leiterplatten einzurichten. Der Grund: Die Bildverarbeitungssysteme mussten auf physische Prototypen warten, um trainiert zu werden. Erst anschließend konnten die Inspektionssysteme manuell eingerichtet werden. Dieser Prozess, der den Produktionsbeginn verzögerte, gehört jetzt der Vergangenheit an. Inzwischen erzeugt KI auf Basis des digitalen Zwillings fotorealistische, virtuelle Darstellungen der Leiterplatte, um damit das System zu trainieren", gibt Siemens an.
In der Produktionsplanung des Werks sollen neue KI-Technologien zudem den Spagat zwischen Kapazitäten, Materialverfügbarkeit, Lieferterminen und Produktionslinien schneller und effizienter meistern. "Bisher mussten Planer basierend auf ihrer Erfahrung verschiedene Faktoren gegeneinander abwägen und die bestmögliche Entscheidung treffen. Im Elektronikwerk in Erlangen unterstützt dabei inzwischen ein KI-Agent. Gehen neue Aufträge ein, erstellt er automatisch verschiedene Produktionsszenarien und zeigt den Planern die Auswirkungen der jeweiligen Optionen anhand bestimmter Kennzahlen. Die Vorschläge werden vor der Umsetzung mithilfe eines digitalen Zwillings der gesamten Produktion überprüft. Diese durchgängige agentenbasierte Produktionsplanung ermöglicht Kosteneinsparungen von bis zu 20 %. Gleichzeitig kann die Produktion flexibler auf neue Aufträge, Materialengpässe oder veränderte Anforderungen von Kunden reagieren", wird berichtet.
Diese Ergebnisse werden duch die Verknüpfung von Industriesoftware und Fertigungsexpertise von Siemens mit Nvidia-Technologien erreicht: Nvidia Cosmos World Models generieren realistische Trainingsdaten für die Qualitätsprüfung. Das Nvidia Factory Operations Blueprint unterstützt KI-Agenten, die Produktionspläne erstellen und Fabriken dabei helfen, flexibel auf veränderte Anforderungen zu reagieren. Gleichzeitig ermöglichen Nvidia-Omniverse-Bibliotheken den Teams, diese Pläne auf Basis realer Fabrikdaten virtuell zu testen.
Über das Siemens-Elektronikwerk
Das Erlanger Siemens-Werk existiert seit 1971 und produziert mit seinen rund 1.000 Mitarbeitenden Leistungselektronik und Automatisierungstechnik für Industrie und Infrastruktur, darunter Werkzeugmaschinen. Gefertigt werden dort zudem Lösungen für die Batterieproduktion sowie für die Prozess- und Fertigungsindustrie. "Im Werk werden seit über zehn Jahren neue digitale Fertigungstechnologien im laufenden Betrieb ausprobiert, entwickelt und eingeführt. Derzeit sind dort mehr als 100 KI-Algorithmen in Produktion, Logistik, Qualitätsprüfung und Instandhaltung im Einsatz", berichtet Siemens. Bis 2030 soll der Standort ausgebaut werden. Dafür will Siemens rund 500 Mio. € investieren.