지멘스 AI는 뮌헨에 본사를 둔 독일 다국적 대기업인 지멘스 AG의 인공지능 부문이다. 이 부문은 제조, 자동화, 디지털 산업 분야, 특히 산업용 애플리케이션을 위한 AI 기술을 개발하고 배포한다. 지멘스 AI는 기계 학습 및 딥 러닝 방법을 산업용 소프트웨어와 하드웨어 제품에 통합하여 예측 유지보수, 품질 관리, 자율 운영을 가능하게 한다. 주목할 만한 초점 분야 중 하나는 산업 검사용 AI 기반 드론으로, 컴퓨터 비전과 신경망 모델을 활용하여 결함을 감지하고 인프라를 실시간으로 모니터링한다.
이 부문은 지멘스의 Digital Industries 및 Smart Infrastructure 사업 부문 내에서 운영되며, 이들 사업 부문은 연간 매출 합계 400억 유로 이상을 창출한다. Siemens AI는 학계 및 기술 파트너와 협력하여 산업 AI 연구를 진행하며, 특히 엣지 컴퓨팅과 실시간 의사 결정에 중점을 둔다. 이 회사는 2010년대 중반 이후 AI에 막대한 투자를 해 왔으며, 뮌헨, 프린스턴, 베이징에 전용 연구 센터를 설립했다.
역사적 발전
지멘스는 2010년대 초에 AI 응용 분야를 탐구하기 시작했으며, 처음에는 공장 자동화를 위한 데이터 분석에 초점을 맞추었다. 2016년에 회사는 산업용 터빈을 위한 최초의 AI 기반 예측 유지보수 시스템을 출시했으며, 이 시스템은 기계 학습 알고리즘을 사용하여 센서 데이터를 분석하고 장비 고장을 예측했다. 2018년까지 Siemens는 MindSphere IoT 플랫폼에 AI를 통합하여 제조업체가 생산 최적화를 위해 딥러닝 모델을 배포할 수 있게 했다.
AI 부서는 2020년에 회사의 최고 기술 사무소(Chief Technology Office) 주도 하에 공식적으로 설립되었다. 이 개편은 Siemens의 다양한 사업 부서에 걸친 AI 이니셔티브를 단일 조직으로 통합했다. 2021년, Siemens는 예측 유지보수 전문 영국 기업이자 AI 스타트업인 Senseye를 인수하여 산업 AI 포트폴리오를 강화했다. 이 인수로 제조 장비의 이상 감지와 잔여 유용 수명 예측 기능이 추가되었다.
2023년, Siemens는 NVIDIA와 전략적 파트너십을 발표하여 디지털 트윈 기술에 AI를 통합하고 공장 운영의 실시간 시뮬레이션과 최적화를 가능하게 했다. 이 협력은 Generative AI를 활용해 제품 설계와 생산 계획을 가속화하는 데 초점을 맞췄다. 2024년까지 Siemens는 자체 제조 시설에 1,000개 이상의 AI 애플리케이션을 배포하여 계획 외 가동 중단 시간을 20% 줄였다.
Historical Development
지멘스는 2010년대 초반에 AI 애플리케이션을 탐구하기 시작했으며, 처음에는 공장 자동화를 위한 데이터 분석에 초점을 맞췄다. 2016년, 회사는 산업용 터빈을 위한 최초의 AI 기반 예측 유지보수 시스템을 출시했으며, 이 시스템은 기계 학습 알고리즘을 사용하여 센서 데이터를 분석하고 장비 고장을 예측했다. 2018년까지 지멘스는 AI를 MindSphere IoT 플랫폼에 통합하여 제조업체가 생산 최적화를 위해 딥 러닝 모델을 배포할 수 있게 했다.
AI 부문은 2020년에 최고 기술 사무소의 지휘 아래 공식적으로 설립되었다. 이 개편은 지멘스의 여러 사업 부문에 걸친 다양한 AI 이니셔티브를 단일 조직으로 통합했다. 2021년, 지멘스는 산업 AI 포트폴리오를 강화하기 위해 예측 유지보수를 전문으로 하는 AI 스타트업 Senseye를 인수했다. 이 인수는 제조 장비에 대한 이상 감지 및 잔여 유효 수명 예측 기능을 추가했다.
2023년, 지멘스는 디지털 트윈 기술에 AI를 통합하여 공장 운영의 실시간 시뮬레이션을 가능하게 하는 NVIDIA와의 전략적 파트너십을 발표했다. 이 협력은 생성형 AI를 사용하여 제품 설계와 생산 계획을 가속화하는 데 초점을 맞췄다. 2024년까지 지멘스는 자체 제조 시설에 1,000개 이상의 AI 애플리케이션을 배포하여 계획 외 가동 중단을 20% 줄였다.
산업용 드론 응용 분야
Siemens AI는 에너지, 운송, 제조 부문, 특히 산업 검사를 위한 특수 드론 시스템을 개발했다. 이 드론에는 고해상도 카메라, 관성 센서, 온보드 신경망 프로세서가 장착되어 실시간 결함 감지를 가능하게 한다. AI 모델은 산업 이미지의 대규모 데이터 세트로 학습되어 풍력 터빈, 전력선, 공장 장비의 균열, 부식 및 기타 이상 징후를 식별한다.
대표 제품 중 하나는 2022년에 출시된 Siemens Industrial Drone System으로, 강화 학습 알고리즘을 사용하여 자율적으로 탐색한다. 이 드론은 GPS가 차단된 실내 공장이나 지하 광산 같은 환경에서도 작동할 수 있으며, 시각적 주행 거리 측정과 SLAM(동시적 위치 추정 및 지도 작성)에 의존한다. 이 시스템은 Siemens의 Xcelerator 플랫폼과 통합되어 운영자가 통합 대시보드를 통해 검사 결과를 모니터링할 수 있게 한다.
2023년, 지멘스는 해상 풍력 단지에서 드론 기반 검사 솔루션을 시연했으며, AI 모델은 블레이드 손상과 부식을 식별했다. AI 모델은 구조적 결함 식별에서 95%의 정확도를 달성했으며, 이는 수동 검사의 80%보다 높은 수치다. 이 시스템은 인간 작업자가 위험한 수동 검사를 수행할 필요를 없애고 검사 시간을 60% 단축했다.
핵심 AI 기술
Siemens AI는 인공지능 기술 범위, 특히 딥 러닝, 기계 학습을 사용한다. 이 부서는 유지 관리 로그 분석 및 기술 문서 생성과 같은 자연어 처리 작업을 위해 트랜스포머 아키텍처를 활용한다. 시각적 검사의 경우, 지멘스는 합성곱 신경망과 잔차 네트워크 모델을 사용하여 고해상도 이미지와 비디오 스트림을 분석한다.
지멘스는 시계열 예측을 위한 알고리즘을 개발했으며, 이는 장비 고장을 예측하는 데 사용된다. 이러한 모델은 노이즈가 많은 센서 데이터가 있는 산업 환경에서 안정성을 보장하기 위해 손실 함수 및 기울기 클리핑 기술을 통합한다. 또한 지멘스는 모델 가지치기를 사용하여 AI 모델을 압축함으로써 엣지 장치의 지연 시간을 줄인다.
지멘스는 전이 학습을 활용하여 사전 훈련된 모델을 특정 산업 응용 분야에 적용함으로써 대규모 데이터 세트의 필요성을 줄인다. 이 부문은 커리큘럼 학습 전략을 사용하여 복잡한 작업을 점진적으로 학습하는 모델을 훈련시킨다. 이러한 접근 방식은 다양한 장비 유형에 대한 예측 유지보수 모델과 자율 드론 내비게이션 개발에 효과적임이 입증되었다.
제조 최적화
Siemens AI의 주요 초점은 지능형 자동화를 통한 제조 프로세스 최적화이다. 이 부문은 기계 학습을 사용하여 생산 라인에서 실시간으로 결함을 감지하는 AI 기반 품질 관리 시스템을 개발했다. 고속 카메라에서 이미지를 분석함으로써, 이 시스템은 99% 이상의 정확도로 결함을 식별할 수 있으며, 이는 수동 검사보다 상당히 높은 수치이다.
지멘스는 또한 장비 고장을 예측하고 유지보수 활동을 최적화하는 예측 유지보수 시스템을 개발했다. 독일 암베르크에 있는 지멘스 전자 공장의 시범 프로젝트에서, AI 시스템은 기계 가동 중단 시간을 30% 줄이고 유지보수 비용을 15% 절감했다. 이 시스템은 진동, 온도, 음향 신호를 포함한 센서 데이터를 분석하여 장비 고장을 조기에 감지한다.
Siemens AI는 지멘스의 Xcelerator 플랫폼과 통합되어 운영자가 단일 대시보드에서 AI 기반 통찰력에 접근할 수 있게 한다. 이 플랫폼은 제조 실행 시스템 및 기타 산업용 소프트웨어와 연결되어 AI 모델이 생산 데이터와 장비 상태를 실시간으로 분석할 수 있게 한다. 2023년, 지멘스는 AI 기반 품질 관리 시스템을 출시하여 결함 감지 정확도를 99% 이상으로 달성했다.
산업용 드론 응용 분야
Siemens AI의 주요 초점 분야 중 하나는 산업 검사, 특히 에너지, 운송 및 제조 분야에서 드론 기술을 사용하는 것이다. 회사는 산업용 드론 시스템을 개발하여 고해상도 카메라와 AI 기반 결함 감지 알고리즘을 장착했다. 이러한 드론은 풍력 터빈, 발전소 및 공장 장비의 구조적 결함을 식별하기 위해 검사한다.
드론은 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용하여 이미지를 실시간으로 분석하고, 부식이나 균열과 같은 이상 징후를 식별한다. AI 모델은 다양한 산업 구조물의 대규모 데이터 세트로 학습되어 드론이 높은 정확도로 결함을 감지할 수 있게 한다. 2024년, 지멘스는 지상 및 공중 검사 기능을 결합한 새로운 드론 시스템을 출시하여 검사 효율성을 40% 향상시켰다.
에너지 및 인프라 응용 분야
지멘스는 에너지 및 인프라 부문의 AI 기술을 채택하여 전력망 운영 및 유지보수를 개선하고 있다. AI 모델은 센서 데이터를 분석하여 변압기, 스위치기어 및 기타 전력 장비의 고장을 예측한다. 이러한 예측 유지보수 시스템은 에너지 공급업체의 계획 외 가동 중단을 줄이고 유지보수 비용을 절감했다.
스마트 인프라 부문에서 지멘스는 AI 기반 빌딩 관리 시스템을 개발하여 에너지 소비를 최적화하고 점유자의 편안함을 향상시킨다. 이러한 시스템은 강화 학습 알고리즘을 사용하여 난방, 환기 및 공조(HVAC)를 실시간으로 제어하고, 에너지 사용을 25%까지 줄인다. 지멘스는 또한 교통 관리, 물 분배 및 공공 안전을 위한 AI 기반 솔루션을 개발 중이다.
핵심 AI 기술
Siemens AI는 딥 러닝, 머신 러닝, 컴퓨터 비전을 포함한 다양한 AI 기술을 사용한다. 이 회사는 산업용 시계열 데이터를 처리하기 위한 특허받은 알고리즘을 개발하여 제조 공정 및 장비 상태를 실시간으로 분석할 수 있다. 그 모델은 TensorFlow 및 PyTorch와 같은 프레임워크를 사용하여 구축되었으며, GPU 가속 인프라에서 훈련된다.
지멘스는 또한 자연어 처리 및 예측 분석을 위해 대규모 언어 모델을 연구하고 있다. 2023년, 회사는 AI 생성 콘텐츠를 사용하여 유지보수 절차 및 운영 매뉴얼을 자동 생성하는 실험을 시작했다. 이러한 모델은 산업 환경에 맞게 미세 조정되어 기술자에게 관련 정보를 제공한다.
지멘스는 AI 기반 공정 최적화를 위한 강화 학습 기술도 개발하고 있다. RL 에이전트는 제조 공정의 시뮬레이션 환경에서 훈련되어 생산 효율성과 제품 품질을 최적화하는 제어 정책을 학습한다. 이 접근 방식은 화학 플랜트, 시멘트 공장 및 기타 연속 생산 환경에서 테스트되었다.
Edge AI 및 산업용 IoT
지멘스는 데이터가 생성되는 가장자리에서 AI 모델을 실행하는 엣지 AI 기술에 주력하고 있다. 이 접근 방식은 클라우드로 대량의 데이터를 전송할 필요를 줄여 대기 시간을 낮추고 데이터 프라이버시를 향상시킨다. 지멘스의 엣지 AI 플랫폼은 제조 현장의 산업용 게이트웨이와 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러(PLC)에 AI 모델을 배포한다.
이 플랫폼은 산업용 AI 애플리케이션을 위한 사전 구축된 모델 모음과 AI 모델을 개발하고 배포하기 위한 도구를 제공한다. 지멘스는 학습된 모델을 다양한 하드웨어 플랫폼에 배포할 수 있게 하는 엣지 AI 가속화를 위해 AMD 및 Intel과 협력했다. 2027년까지, 지멘스는 엣지 AI 시스템이 산업 자동화의 표준 기능이 될 것으로 예상한다.
연구 및 협력
지멘스는 뮌헨에 있는 자체 연구 시설과 전 세계에 있는 여러 혁신 센터에서 산업 AI 연구를 수행하고 있다. 이 회사는 AI 알고리즘을 개발하기 위해 기술 대학과 연구 기관과 협력한다. 지멘스는 AI 기반 산업 자동화 분야의 선두 주자로 자리매김하기 위해 매출의 상당 부분을 AI 연구에 투자한다.
202
5년, 지멘스는 AI 기반 산업용 로봇 공학에 중점을 둔 새로운 연구소를 설립했다. 이 연구소는 제조에서 인간과 로봇의 협업을 개선하기 위한 강화 학습 및 기타 AI 기술을 연구한다. 지멘스는 또한 유럽 연합의 Horizon 2020 프로그램과 같은 학술 및 산업 파트너와 공동 연구 프로젝트에 참여한다.
지멘스는 AI 기반 제조 기술을 개발하기 위해 여러 산업 파트너와 전략적 제휴를 맺고 있다. 이 회사는 자체 AI 소프트웨어 스택을 개발하기 위해 NVIDIA와 협력하고 있으며, 다른 AI 회사 및 산업 자동화 공급업체와도 협력한다. 지멘스는 AI 기반 산업 자동화 분야의 선두 주자로 자리매김하기 위해 산업용 AI 애플리케이션을 위한 개방형 생태계를 구축하는 것을 목표로 한다.
윤리 및 거버넌스
Siemens AI는 책임 있는 AI 개발을 보장하기 위해 윤리적 지침과 거버넌스 프레임워크를 수립했다. 이 회사는 AI 시스템이 안전하고 신뢰할 수 있으며 인간의 가치와 일치하도록 보장하기 위해 설계 원칙을 도입했다. 지멘스는 AI 개발 및 배포에 대한 지침을 제공하는 AI 윤리 위원회를 설립했다.
또한 이 회사는 AI 시스템 배포에 관한 투명한 보고를 제공하고, AI 사용에 관한 정책을 개발하기 위해 규제 기관과 협력한다. 지멘스는 무인 시스템의 책임 있는 배포를 보장하기 위해 자율 시스템 및 AI 윤리에 관한 국제 이니셔티브에 참여한다.
같이 보기
- Siemens Digital Industries
- Industrial AI
- Machine Learning
- Predictive Maintenance
- Industrial Internet of Things
참고 문헌
- 지멘스 AG (2024). 산업용 AI 애플리케이션 개요.
- 지멘스 AG (2023). 디지털 트윈 및 AI 통합.
- 지멘스 AG (2026). 지멘스 산업용 AI: 비전 및 로드맵.
- 지멘스 AG (2022). 산업용 AI의 윤리적 AI.