Siemens и NVIDIA: как GPU и AI ускоряют инженерные расчёты в промышленности

Многие факторы, определяющие характеристики продукта, остаются невидимыми. Потоки воздуха вокруг автомобиля влияют на расход энергии. Тепло, проходящее через аккумуляторную батарею, определяет её безопасность и срок службы. Движение жидкостей в промышленном оборудовании формирует эффективность и качество продукции.

Вычислительная гидродинамика (CFD) позволяет инженерам увидеть эти невидимые силы ещё до создания прототипа. С помощью физического моделирования можно анализировать обтекание, теплопередачу, давление и многофазные потоки, оптимизируя конструкцию задолго до запуска в производство. Однако высокоточные CFD-расчёты требуют огромных вычислительных мощностей, особенно когда необходима повышенная точность или оценка множества вариантов конструкции.

Роль GPU-ускорения и ИИ

Именно здесь вступает в силу сотрудничество Siemens и NVIDIA. Ускорение симуляций с помощью графических процессоров (GPU) значительно сокращает время расчётов. ИИ-суррогатные модели, обученные на проверенных данных симуляций, обеспечивают быстрые прогнозы для исследования дизайна. ИИ не заменяет физику, а дополняет её, создавая связанный инженерный конвейер, где моделирование и искусственный интеллект усиливают друг друга.

Ключевые аспекты технологии

• Вычислительная интенсивность CFD: традиционные методы дают ценные инженерные данные, но требуют значительных ресурсов и времени.
• GPU-ускорение: позволяет выполнять итерации проектирования в разы быстрее, чем на CPU.
• Суррогатные модели ИИ: не заменяют физические симуляции, а обучаются на их результатах для мгновенной оценки новых конфигураций.
• Экосистемное партнёрство: совместные решения Siemens и NVIDIA упрощают внедрение этих технологий в промышленности.

Применение в России

В условиях импортозамещения и необходимости повышения энергоэффективности российские предприятия машиностроения, авиастроения и энергетики активно внедряют CFD-моделирование. Ускоренные вычисления на GPU и ИИ-суррогаты позволяют сократить время разработки новых изделий — от оптимизации аэродинамики грузовиков до расчёта тепловых режимов силовых установок. Партнёрство Siemens и NVIDIA даёт российским инженерам доступ к современным инструментам цифрового проектирования, что критически важно для создания конкурентоспособной продукции в условиях санкционных ограничений.