Siemens & Nvidia KI-Zwillinge verkürzen die Time-to-Market um 40 Prozent

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Im Siemens-Gerätewerk Erlangen verschmelzen virtuelle Produktentwicklung und reale Fertigung. Durch eine enge Partnerschaft mit Nvidia und den Einsatz synthetischer Daten entfällt das Warten auf physische Prototypen. Für die Produktentwicklung bedeutet das einen massiven Zeitgewinn.

Klassischerweise ist der Übergang vom Design in die Elektronikfertigung ein Nadelöhr. Um beispielsweise die Automatische Optische Inspektion (AOI) für neue Baugruppen und Leiterplatten einzurichten, musste bislang auf den ersten physischen Prototyp – das sogenannte „Golden Board“ – gewartet werden. Bis dieses physikalisch gefertigt war, vergingen oft Wochen, was den Start der Serienproduktion verzögerte.
Ein Transformationsprojekt im Siemens-Gerätewerk Erlangen (GWE) zeigt nun, wie sich dieser Prozess radikal beschleunigen lässt. In Zusammenarbeit mit Nvidia setzt Siemens auf den systematischen Einsatz synthetischer Daten im virtuellen Raum, um Hardware- und Softwareentwicklung beim Produktionsanlauf zu entkoppeln.

Aus Teamcenter direkt ins Metaverse

Die Basis dafür bilden die Konstruktionsdaten: Über Softwarelösungen wie Siemens Teamcenter und Process Preparation X in Kombination mit den Nvidia Cosmos World Models wird ein fotorealistischer digitaler Zwilling der Leiterplatte erzeugt – und zwar noch bevor die physische Bestückung überhaupt beginnt.Aus diesem digitalen Zwilling generiert eine KI automatisiert tausende synthetische Trainingsbilder. 
Der Clou: Diese Bilder zeigen nicht nur fehlerfreie Zustände, sondern simulieren gezielt seltene Defekte, Materialvariationen oder Bauteilversätze. Das optische Inspektionssystem der Fertigung wird somit bereits Wochen vor dem eigentlichen Produktionsstart mit den Daten aus der Konstruktion trainiert. Die Effekte sind enorm: Die Time-to-Market verkürzt sich laut Siemens um bis zu 40 Prozent, da Einfahrverzögerungen an der Linie komplett entfallen. Der manuelle Engineering-Aufwand sinkt um bis zu 85 Prozent.

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Vom starren 3D-Layout zum „lebendigen“ Fabrikmodell

Auch für Anlagenkonstrukteure und Fabrikplaner liefert das Erlanger Werk einen entscheidenden Impuls zur Lösung eines bekannten Problems: Klassische digitale Zwillinge einer Fabrik veralten schnell, da die manuelle Anpassung des 3D-Modells an ständige Umbauten im Realbetrieb viel zu aufwendig ist.Siemens löst dies mit dem sogenannten Digital Twin Composer. Durch die Einbindung von Nvidia Omniverse verknüpft das System das virtuelle 3D-Fabrikmodell automatisiert mit den Live-Daten der realen Anlage (z.B. Sensoren und Maschinenzustände). Aus dem statischen Layout wird ein „lebendiges“ Modell, das physische Änderungen in Echtzeit und ohne manuelles Re-Engineering spiegelt. Konstrukteure können so geplante Layout-Anpassungen risikofrei in der Simulation testen, während die reale Fertigung weiterläuft. Der Pflegeaufwand des digitalen Zwillings sinkt um 50 Prozent.

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KI-Planung bricht Datensilos auf

Dass die Verzahnung von Engineering und Shopfloor immer enger wird, zeigt sich auch bei der Steuerung der Fabrik. Im Siemens Intelligence Center X optimieren KI-Agenten die Belegung der Fertigungslinien. Das Spannende aus Sicht der Produktentwicklung: Die Basis dafür bildet ein Unternehmenswissensgraph, der Konstruktions- (PLM), Fertigungs- (MES/MOM) und Betriebsdaten (OT) silofrei verknüpft. Durch diesen durchgängigen Datenfluss können plötzliche Design-Änderungen oder Eilaufträge von der KI sofort analysiert und flexibel in den laufenden Betrieb integriert werden.