Siemens vereint KI- und Altair-Technologien in Simcenter

Ingenieurteams stehen zunehmend vor der Herausforderung, mehr Designalternativen zu bewerten, gleichzeitig die Produktentwicklungszeit zu verkürzen und immer komplexere Systeme zu beherrschen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Siemens die neueste Version seines Simcenter-Portfolios vorgestellt. Die einheitliche Simulationsumgebung kombiniert Siemens- und Altair-Technologien mit erweiterter künstlicher Intelligenz (KI), GPU-Beschleunigung und verbesserten Multiphysik-Funktionen. Ziel der Aktualisierung ist es, Ingenieuren frühzeitig Simulationserkenntnisse im Entwicklungsprozess bereitzustellen, die Designexploration zu beschleunigen und die Zusammenarbeit über verschiedene Fachdisziplinen hinweg zu verbessern.

Einheitliches Portfolio vereint Siemens- und Altair-Simulationstechnologien
Die aktuelle Simcenter-Version ist das erste einheitliche Simulationsportfolio nach der Integration der Simulationstechnologien von Altair in das Siemens-Portfolio. Durch die Zusammenführung bislang getrennter Simulationswerkzeuge in konsistente Engineering-Workflows möchte Siemens den Einsatz von Simulation vereinfachen und Unternehmen gleichzeitig umfassendere Analysen über verschiedene physikalische Disziplinen hinweg ermöglichen.

Das einheitliche Portfolio unterstützt eine vernetzte Engineering-Umgebung, in der Struktur-, Strömungs-, Thermo-, Elektromagnetik- und Systemsimulationen effizient über den gesamten Produktentwicklungsprozess hinweg miteinander verbunden werden können. Nach Angaben von Siemens trägt dieser Ansatz dazu bei, die Komplexität von Simulationsabläufen zu reduzieren und Simulationswerkzeuge einer größeren Zahl von Anwendern zugänglich zu machen.

KI beschleunigt Simulation und Designexploration
Künstliche Intelligenz zählt zu den wichtigsten Neuerungen dieser Version. Siemens hat Simcenter PhysicsAI, seine auf geometrischem Deep Learning basierende Technologie, erweitert. Sie wandelt Simulationsdaten in prädiktive Engineering-Modelle um, die das Verhalten von Produkten vorhersagen können, ohne für jede Designiteration vollständige numerische Simulationen durchführen zu müssen.

Anstatt sich ausschließlich auf rechenintensive Solver-Berechnungen zu verlassen, können Ingenieure zahlreiche Designvarianten schnell bewerten und die vielversprechendsten Konzepte für eine detaillierte Validierung auswählen. Siemens gibt an, dass PhysicsAI Vorhersagen bis zu 1.000-mal schneller als herkömmliche solverbasierte Simulationen liefern kann und dadurch deutlich schnellere Engineering-Entscheidungen ermöglicht.

Die mit Simcenter PhysicsAI erzeugten Modelle lassen sich zudem in Intelligence Center X, die industrielle KI-Orchestrierungsplattform von Siemens, integrieren. Dadurch können Simulationsdaten in umfassendere digitale Engineering-Workflows eingebunden werden.

Physikbasierte generative KI entwickelt neue Engineering-Konzepte
Mit Simcenter PhysicsAI Generate führt Siemens außerdem ein physikbasiertes generatives KI-Werkzeug ein, das vollständig neue Engineering-Konzepte anhand von Zielabmessungen, Leistungskennzahlen und historischen Engineering-Daten erstellt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Optimierungsverfahren, die bestehende Geometrien lediglich verfeinern, entwickelt PhysicsAI Generate neue Konzepte, deren Verhalten auf physikalischen Zusammenhängen basiert. Dadurch können Engineering-Teams deutlich größere Designräume erkunden und gleichzeitig die technische Realisierbarkeit sicherstellen, was Innovationsbarrieren in frühen Entwicklungsphasen reduziert.

KI-Funktionen werden auf weitere Engineering-Anwendungen ausgeweitet
Siemens hat PhysicsAI in weitere Anwendungen des Simcenter-Portfolios integriert. Innerhalb von Simcenter Inspire unterstützt die KI-gestützte Vorhersage sowohl Strukturanalysen als auch Fertigungsprozesse wie Gießen, Spritzgießen, Umformen und Extrusion. Dadurch können Ingenieure die Produkt- und Fertigungsleistung wesentlich früher im Entwicklungsprozess bewerten und den Bedarf an aufwendigen Detailsimulationen verringern.

Auch Simcenter HyperMesh wurde erweitert. Die Verbesserungen konzentrieren sich auf ein schnelleres Training von KI-Modellen und eine höhere Zuverlässigkeit der Vorhersagen. Darüber hinaus unterstützt Simcenter STAR-CCM+ jetzt Multi-GPU-Computing, wodurch Simulationen der numerischen Strömungsmechanik (CFD) für das Training von KI-Modellen erheblich beschleunigt werden. Siemens berichtet, dass sich die Trainingszeiten dadurch um mehr als den Faktor zehn verkürzen lassen, sodass Ingenieure CFD-basierte Vorhersagemodelle deutlich schneller entwickeln und optimieren können.

Simulation wird früher in den Produktentwicklungsprozess integriert
Die neue Version verlagert Simulationen zudem weiter an den Beginn des Engineering-Prozesses, indem Designcenter enger mit Simcenter Simsolid integriert wird.

Konstrukteure können CAD-Geometrien direkt aus Designcenter nach Simcenter Simsolid übertragen, Lasten und Randbedingungen definieren und Struktursimulationen durchführen, ohne ein Finite-Elemente-Netz erzeugen zu müssen. Der Wegfall der Netzgenerierung verkürzt die Modellvorbereitung erheblich und ermöglicht die Bewertung der Produktleistung innerhalb weniger Minuten statt mehrerer Stunden. Dadurch lassen sich Konstruktionsprobleme bereits vor der Detailentwicklung oder dem Bau physischer Prototypen erkennen.

Erweiterte Multiphysik unterstützt komplexe Engineering-Systeme
Siemens hat außerdem seine Multiphysik-Funktionen weiter ausgebaut, indem die Interoperabilität zwischen elektromagnetischen, thermischen, systembasierten und dreidimensionalen Simulationsumgebungen verbessert wurde. Diese Erweiterungen ermöglichen eine ganzheitlichere Analyse komplexer Produkte und sorgen gleichzeitig für konsistente Engineering-Daten über verschiedene Fachbereiche hinweg.

Für die Entwicklung elektrischer Antriebssysteme können Ingenieure nun reduzierte Motormodelle aus Simcenter Flux in Systemsimulations- und 3D-Engineering-Werkzeuge exportieren. Zusammen mit den neuen Funktionen in Simcenter STAR-CCM+ verbessern diese Erweiterungen Simulationen zur Motorkühlung, zum Batteriethermomanagement und zur Gesamtleistung elektrischer Antriebssysteme. Gleichzeitig fördern die vernetzten Workflows die Zusammenarbeit zwischen Spezialisten unterschiedlicher Engineering-Disziplinen.

Unterstützung durchgängiger KI-gestützter Engineering-Prozesse
Das erweiterte Simcenter-Portfolio ist Bestandteil der Siemens Xcelerator-Plattform, innerhalb der Simulationsdaten, KI-gestützte Vorhersagen und Engineering-Modelle kontinuierlich zwischen Konstruktion, Validierung und Betrieb ausgetauscht werden können. Durch die Verbindung von künstlicher Intelligenz, Multiphysik-Simulation und vernetzten Engineering-Workflows möchte Siemens Unternehmen dabei unterstützen, Entwicklungszeiten zu verkürzen, Entwicklungsrisiken zu reduzieren und die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte in zahlreichen Branchen zu verbessern.

Anwendungsbereiche
Das einheitliche Simcenter-Portfolio richtet sich an Unternehmen aus den Bereichen Automobilindustrie, Elektromobilität, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Energietechnik, Elektronik, Halbleitertechnik sowie fortschrittliche Fertigung. Besonders geeignet ist die Lösung für multidisziplinäre Entwicklungsprojekte, bei denen Struktur-, Thermo-, Strömungs-, elektromagnetische und Systemsimulationen innerhalb einer integrierten Engineering-Umgebung durchgeführt werden.

Zusätzlicher Kontext:
Dieser Abschnitt enthält technische Einordnungen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht Bestandteil der ursprünglichen Produktankündigung waren.

Der Markt für Engineering-Simulation integriert zunehmend künstliche Intelligenz, um den Rechenaufwand zu reduzieren und die Produktentwicklung zu beschleunigen. Softwareanbieter wie Ansys, Cadence, Dassault Systèmes (SIMULIA), Hexagon und Autodesk haben KI-gestützte Simulationsverfahren, GPU-Beschleunigung und Surrogatmodelle eingeführt, um die Effizienz im Engineering zu steigern. Die aktuelle Simcenter-Version von Siemens hebt sich dadurch ab, dass sie die Simulationsportfolios von Siemens und Altair in einer einheitlichen Umgebung zusammenführt und gleichzeitig KI über Struktur-, Fertigungs- und CFD-Simulationsabläufe hinweg erweitert. Die Einführung von PhysicsAI Generate spiegelt zudem den allgemeinen Branchentrend hin zu physikgestützter generativer Entwicklung wider, bei der KI neue Produktkonzepte auf Grundlage physikalischer Zusammenhänge statt ausschließlich geometrischer Optimierung entwickelt.

Bearbeitet von Sucithra Mani, Induportals-Redakteurin – mit Unterstützung von KI angepasst.

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