Siemens und NVIDIA treiben autonome Fertigung voran

Siemens und NVIDIA intensivieren ihre Zusammenarbeit bei industrieller künstlicher Intelligenz. Im Siemens-Elektronikwerk Erlangen haben die Unternehmen neue KI-Anwendungen vorgestellt, die den Weg zur weitgehend autonomen Fertigung ebnen sollen. Im Mittelpunkt stehen digitale Zwillinge, KI-gestützte Qualitätsprüfungen und eine agentenbasierte Produktionsplanung.

Die Lösungen wurden innerhalb von weniger als zehn Monaten gemeinsam entwickelt und direkt im laufenden Produktionsbetrieb getestet. Das Werk in Erlangen soll künftig als internationale Blaupause für die KI-gestützte Fabrik dienen.

Wie Siemens und NVIDIA die KI-gestützte Fabrik entwickeln

Die Zusammenarbeit baut auf einer Ankündigung vom Januar 2026 auf. Damals hatten Siemens und NVIDIA auf der CES in Las Vegas angekündigt, gemeinsam die weltweit ersten vollständig KI-gestützten Fertigungsstandorte aufzubauen. In Erlangen werden diese Pläne nun mit konkreten industriellen Anwendungen umgesetzt. Dabei kombiniert Siemens seine Kompetenzen in Industriesoftware, Automatisierung und Fertigung mit den KI-, Simulations- und Rechentechnologien von NVIDIA.

Das Ziel reicht über einzelne Optimierungsmaßnahmen hinaus. Beide Unternehmen wollen künstliche Intelligenz zum „Betriebssystem der Fertigung“ entwickeln. KI soll damit künftig entlang der gesamten industriellen Wertschöpfungskette eingesetzt werden – von der Produktentwicklung über die Produktion bis zur Auslieferung. „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“, so Cedrik Neike, Mitglied des Vorstands von Siemens und President Digital Industries.

„Wie das gelingt, zeigen wir heute gemeinsam mit NVIDIA in unserem Siemens-Elektronikwerk Erlangen. Mit sieben Prozent 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.“

Virtueller Produktionsanlauf spart bis zu 85 % Engineering

Eine der vorgestellten Anwendungen betrifft die Qualitätsprüfung neuer Leiterplatten. Diese bilden das Herzstück der in Erlangen gefertigten Antriebe und Frequenzumrichter. Bislang stellte die Einrichtung entsprechender Inspektionssysteme einen Engpass beim Produktionsanlauf dar. Die Bildverarbeitungssysteme mussten zunächst anhand physischer Prototypen trainiert werden. Erst danach konnten die Systeme manuell eingerichtet werden. Dieser Ablauf nahm häufig mehrere Wochen in Anspruch.

Mit der neuen Lösung erfolgt das Training bereits vor der Fertigung physischer Prototypen. Grundlage ist ein digitaler Zwilling der Leiterplatte, aus dem künstliche Intelligenz fotorealistische virtuelle Darstellungen erzeugt. Diese dienen als Trainingsdaten für die Qualitätsprüfung. Nach Angaben von Siemens lässt sich der Engineering-Aufwand dadurch um bis zu 85 % reduzieren. Gleichzeitig kann sich die Markteinführungszeit neuer Leiterplatten um bis zu 40 % verkürzen. Für die Generierung realistischer Trainingsdaten kommen NVIDIA Cosmos World Models zum Einsatz. Damit können Inspektionssysteme bereits vorbereitet werden, bevor die entsprechenden Bauteile physisch verfügbar sind.

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Redaktion Automation NEXT

Wie KI-Agenten die Produktionsplanung verändern

Ein zweiter Schwerpunkt ist die agentenbasierte Produktionsplanung. Sie soll Fertigungsbetriebe dabei unterstützen, unterschiedliche Anforderungen schneller und flexibler miteinander in Einklang zu bringen. In der Produktionsplanung müssen Kapazitäten, Materialverfügbarkeit, Liefertermine und verfügbare Produktionslinien berücksichtigt werden. Bislang waren die Verantwortlichen dabei vor allem auf ihre Erfahrung angewiesen, um verschiedene Faktoren gegeneinander abzuwägen.

Im Siemens-Werk Erlangen übernimmt inzwischen ein KI-Agent einen Teil dieser Aufgaben. Sobald neue Aufträge eingehen, erstellt das System automatisch unterschiedliche Produktionsszenarien. Anhand definierter Kennzahlen werden den Planern die Auswirkungen der jeweiligen Optionen dargestellt. Vor der Umsetzung werden die Vorschläge mithilfe eines digitalen Zwillings der gesamten Produktion überprüft. Damit lassen sich unterschiedliche Planungsvarianten zunächst virtuell testen.

Laut Siemens kann diese durchgängige agentenbasierte Produktionsplanung Kosteneinsparungen von bis zu 20 % ermöglichen. Gleichzeitig soll die Fertigung schneller auf neue Aufträge, Materialengpässe oder veränderte Kundenanforderungen reagieren können.

NVIDIA-Technologien bilden die technische Grundlage

Für die Umsetzung der Anwendungen greifen Siemens und NVIDIA auf mehrere Technologien zurück. Während NVIDIA Cosmos World Models realistische Trainingsdaten für die Qualitätsprüfung generieren, unterstützt das NVIDIA Factory Operations Blueprint die Entwicklung von KI-Agenten für die Produktionsplanung.

Die NVIDIA Omniverse-Bibliotheken ermöglichen es wiederum, die erstellten Produktionspläne anhand realer Fabrikdaten in einer virtuellen Umgebung zu überprüfen. Damit werden KI-basierte Entscheidungen und Simulationen miteinander verknüpft. Produktionsszenarien können zunächst digital untersucht werden, bevor Änderungen in der realen Fertigung erfolgen.

„Fabriken müssen mit Veränderungen ebenso gut umgehen können wie mit Wiederholungen. KI und Simulation machen das möglich“, erklärt 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.“

Welche Rolle spielt das Siemens-Werk Erlangen?

Das Siemens-Elektronikwerk Erlangen besteht seit 1971 und beschäftigt rund 1.000 Mitarbeitende. Am Standort werden Leistungselektronik und Automatisierungstechnik für Industrie und Infrastruktur gefertigt. Dazu gehören Anwendungen für Werkzeugmaschinen, die Batterieproduktion sowie die Prozess- und Fertigungsindustrie.

Bereits seit mehr als zehn Jahren dient das Werk als Erprobungsumgebung für neue digitale Fertigungstechnologien. Diese werden unmittelbar im laufenden Betrieb entwickelt, getestet und eingeführt. Aktuell sind dort mehr als 100 KI-Algorithmen im Einsatz. Sie unterstützen unter anderem Produktion, Logistik, Qualitätsprüfung und Instandhaltung.

Das Werk verzeichnet nach Angaben von Siemens eine jährliche Produktivitätssteigerung von 7 % und empfängt rund 3.000 Kundenbesuche pro Jahr. Mit den gemeinsam entwickelten NVIDIA-Anwendungen soll Erlangen nun auch zum Referenzstandort für die industrielle Skalierung autonomer Fertigungstechnologien werden.

Siemens investiert 500 Mio. Euro in den Standort

Parallel zur technologischen Weiterentwicklung plant Siemens den Ausbau des Elektronikwerks Erlangen bis 2030. Dafür sind Investitionen in Höhe von 500 Mio. Euro vorgesehen. Die neuen KI-Anwendungen sind Teil einer umfassenderen Entwicklung, mit der Siemens und NVIDIA künstliche Intelligenz stärker in industrielle Produktionsprozesse integrieren wollen. Weitere Anwendungen sind bereits für die kommenden Monate angekündigt. Die in Erlangen entwickelten und getesteten Lösungen sollen dabei als Grundlage für den Einsatz KI-gestützter Fertigungstechnologien in weiteren Fabriken dienen.