A Ansys afirma que simulações irão reduzir a lacuna com a realidade e tornar o mundo mais sustentável.

Você pode não ter ouvido falar da Ansys, mas ela está em processo de ser adquirida pela empresa de ferramentas de design de chips Synopsys por US$ 35 bilhões.

Isso está acontecendo porque a Ansys, uma empresa de software de engenharia, se especializa na simulação de sistemas eletrônicos complexos do mundo, e o mundo do design de chips está se movendo cada vez mais para um cenário de design de sistemas mais complexos, disse Prith Banerjee, CTO da Ansys, em uma entrevista ao GamesBeat.

A Ansys abrange muitos setores. Ela trabalha no setor automotivo com fabricantes de automóveis (fabricantes de equipamentos originais, ou OEMs). Colabora com fornecedores de nível um na indústria automobilística e com empresas de chips que fabricam chips para automóveis e outros produtos. A Ansys oferece ferramentas para simulações de engenharia e mais, disse Banerjee. Ele observou que empresas em todo o mundo estão adotando IA e aprendizado de máquina. Ele pode ver isso nas simulações de seus clientes.

“Com IA e ML, conseguimos usar simulações de forma muito mais fácil e rápida. Algo que levaria cem horas para ser executado pode ser feito em questão de minutos, então temos algumas técnicas que nos ajudam nesse aspecto,” disse Banerjee. “A IA foi um grande tema na CES. Quero dizer, Jensen (Huang, CEO da Nvidia) falou sobre IA e as GPUs e assim por diante, mas estamos adotando IA como nunca antes.”

Uma série de parceiros

A Ansys está colaborando com muitas empresas. Na CES 2025, ela revelou uma parceria com a Sony Semiconductor Solutions para melhorar a validação do sistema de percepção em carros inteligentes. As soluções da Ansys são utilizadas por mais de 200 empresas do setor automotivo e tecnológico que mostram suas inovações em Las Vegas todo mês de janeiro. A cada ano, a Ansys tenta fechar a lacuna entre o design de engenharia e a realidade, utilizando o poder da simulação.

Ela criou tecnologia de túnel de vento virtual para otimizar o design de carros de corrida F1, colaborando com a Oracle Red Bull Racing, Porsche e Ferrari.

Aumentar esta superpotência de simulação também acelera o tempo de colocação no mercado, reduz custos de manufatura, melhora a qualidade e diminui riscos.

LightSolver, outro parceiro da Ansys que está sendo anunciado hoje, afirma que a quarta revolução industrial, também conhecida como Indústria 4.0, está em pleno andamento. Quase todos os setores — da automobilística e aeroespacial aos bens de consumo e saúde — estão demonstrando uma transição em direção à digitalização.

A indústria de equipamentos e manufatura não é exceção. Uma pesquisa global sobre robótica industrial revelou que as empresas industriais esperam investir 25% de seus gastos de capital em automação de 2022 a 2027. A pesquisa também constatou que a automação já está sendo implementada ou testada para muitas tarefas industriais populares, incluindo paletização e embalagem, manuseio de materiais, recebimento de mercadorias, descarregamento e armazenamento.

Gêmeos digitais são reais

Banerjee está animado com ferramentas como o Omniverse da Nvidia, que possibilita a criação de designs virtuais conhecidos como gêmeos digitais. Com esses gêmeos, empresas como a BMW estão projetando fábricas de automóveis primeiro em um espaço virtual do Omniverse. Quando o design está perfeito, elas constroem a fábrica no mundo real. Elas equipam a fábrica com sensores que coletam dados e alimentam de volta ao design digital. Isso torna o design virtual melhor e cria um ciclo de feedback de melhoria contínua. Isso significa que as simulações de tudo, desde Microsoft Flight Simulator até as fábricas de carros, estão se aproximando da realidade.

“O conceito de gêmeos digitais é muito importante para nós. Em todas as conversas que tive com nossos clientes, falamos mais sobre nosso conceito de gêmeos digitais híbridos,” disse Banerjee. “O restante da indústria está fazendo gêmeos digitais apenas colocando sensores nos ativos reais, certo? Você está criando um modelo digital do ativo apenas inserindo sensores. E estamos utilizando análises de dados. O que fazemos em termos de gêmeos digitais é baseado em física, gêmeos digitais baseados em simulações.”

Gêmeos digitais híbridos

Banerjee acrescentou: “Combinamos isso com análise de dados para fazer o que chamamos de gêmeos digitais híbridos. A sustentabilidade é um tema importante para nós. Portanto, estamos promovendo muitas ações sobre como tornar o mundo mais sustentável, reduzindo as emissões de carbono usando simulações.”

Questionado se a Ansys gostaria de ver mais da tecnologia de gêmeos digitais da Nvidia como código aberto, Banerjee expressou que gostaria de ver padrões abertos no ecossistema.

“Quanto mais rápido isso acontecer, maiores serão as oportunidades para todos,” disse ele. “Não ajuda ninguém ter quatro padrões diferentes.” Ninguém quer estar preso a uma única GPU ou uma única pilha de software.

Banerjee disse que o metaverso é real, já que muitas empresas estão levando isso a sério além da Meta. Ele mencionou que incluem Amazon Web Services, Microsoft, Google e Nvidia.

“Todos eles têm alguma forma de metaverso. Portanto, acreditamos que o metaverso é real e que isso vai acontecer. E nós, como a principal empresa de simulação, precisamos nos integrar ao metaverso,” disse Banerjee. “E o que é isso? O metaverso permite que você combine o mundo físico com o mundo virtual, que é o conceito digital. Por exemplo, o que trazemos ao Omniverse da Nvidia é que eles têm uma solução, uma pilha.

Ele acrescentou: “Eles estão usando seus simuladores como o Isaac, simulando robôs e assim por diante, certo? Mas as simulações deles são meio que em um nível alto, uma simulação aproximada. Eles dizem que é uma simulação baseada em física, mas não está no nível de precisão que trazemos para a mesa.”

Ele comentou que a Ansys se concentra em simulações baseadas em física, e o trabalho da empresa envolve solucionadores de física essenciais. Esses cobrem estruturas mecânicas, fluidos e áreas eletromagnéticas.

“Esses são os quatro solucionadores centrais. Estamos em discussões com a Nvidia e temos uma parceria ativa para levar cada um dos solucionadores a visualizar a saída para que o engenheiro veja o resultado em sua mesa enquanto acontece,” disse Banerjee.

Ele afirmou que o mundo está se movendo em direção ao mundo em nuvem e à IA. Nesse novo mundo de IA, nuvem e GPUs, o metaverso é a maneira certa de fazer a interface do usuário e interagir com os resultados da simulação.

“Estamos trabalhando lado a lado com a Nvidia para garantir que nossos quatro solucionadores centrais sejam integrados ao Omniverse. Portanto, essa é uma área fundamental de colaboração,” ele disse.

Questionado sobre o que ele quer dizer com gêmeos digitais híbridos, Banerjee revelou que já foi CTO em algumas grandes empresas industriais. Ele foi CTO da ABB, uma empresa de energia e automação na Suíça, e também foi CTO da Schneider Electric, uma empresa de energia e automação com sede na França.

Nesses papéis, ele percebeu que grandes empresas industriais possuem muitos ativos de grande porte. Os ativos podem ser transformadores, robôs ou chaves. E esses ativos permanecem por muito tempo.

“O que você tenta fazer é ver quando esse ativo falha. Digamos que um transformador que custa um milhão de dólares falha, e quando isso acontece, você perde energia, o que é ruim para o meio ambiente e para os clientes. Então, você tenta colocar sensores nesses ativos para verificar se o transformador está funcionando ou não,” explicou. “E antes que o transformador falhe, ele começa a enviar sinais. Então, assim como o corpo humano, temos fatores normais como a temperatura. Mas antes de ficarmos doentes, a temperatura sobe para 99, 100, 101 e então você começa a ter febre. Portanto, antes que você realmente adoeça, você começa a enviar sinais. A mesma analogia se aplica aos gêmeos digitais.”

Reduzindo o custo da falha

Ele acrescentou: “Assim, você coloca sensores, coleta dados e antes que o ativo falhe, ele começa a emitir diferentes sinais. Se você monitorar as mudanças, pode prever que vai falhar. Isso é o que eu observei quando estava na ABB e Schneider Electric, e novamente em todas as outras empresas como Caterpillar ou GE e todos, todas essas empresas, usam gêmeos digitais com análises de dados. Portanto, se eles coletam dados e observam o comportamento normal, notando o comportamento anômalo. E então, com base no comportamento anômalo, você verá que vai falhar.”

Ele continuou: “Agora, o que descobri quando estava na ABB e na Schneider é que a precisão dessa previsão, baseada apenas em análises de dados, é de cerca de 70%. E você pode pensar: ‘Oh, 70% é bem razoável.’ Bem, se você tem uma peça de um milhão de dólares e sua precisão é de 70%, isso significa que você cometeu um erro de 30%. Você cometeu um erro ao substituir uma peça com uma probabilidade de 30%. Você acaba fazendo um erro de 300 mil dólares. Você tomou uma decisão errada porque sua precisão era apenas 70%. Portanto, esse foi o problema que enfrentei desde que cheguei à Ansys.”

Banerjee disse que sempre soube que, se você pudesse relacionar isso à simulação baseada em física, a precisão aumentaria.

“Entrei para a Ansys há cerca de seis ou sete anos e disse ao meu CEO que esse era o problema que precisávamos resolver. Se pudéssemos resolvê-lo por meio de simulações baseadas em física, isso seria absolutamente incrível. Portanto, a simulação baseada em física diz: ‘Aqui está um transformador, aqui está um robô, aqui está o que quer que seja, certo? Vamos voltar à física básica. É assim que o transformador funciona, certo? Ele é elétrico, os sinais estão passando pelas bobinas e gerando isso e, se houver um corte na bobina, aqueles sinais elétricos, os sinais mecânicos não virão. É por isso que ocorrem falhas. Vamos voltar aos primeiros princípios da física.’ Assim, na Ansys, fizemos gêmeos digitais baseados em física e simulação. A precisão subiu de 70% para 90%.”

Ele disse: “Você pode dizer que ‘uau, 90% é ótimo.’ Mas com essa peça de um milhão de dólares e 90% de precisão, você ainda comete um erro de 100 mil dólares. Então nós dissemos, e se você pudesse combinar os dois? Combinar os gêmeos digitais baseados em análises de dados com a física, e isso é o que fizemos, chamamos de tecnologia de fusão, ou gêmeo digital híbrido, que agora está sendo chamado de um produto chamado Twin AI.”

“A precisão dessa combinação é de 99%. Portanto, em relação à peça de um milhão de dólares, eu cometi apenas um erro de mil dólares. Assim, nossos clientes estão super empolgados,” disse ele.

“Na CES, conversei com muitos clientes sobre nossa tecnologia Twin AI, tecnologia de gêmeos digitais que funciona em nível de sistema. Poderíamos construir um gêmeo digital de todo um carro ou de um subsistema. Você pode pegar um carro EV, dividi-lo em diferentes componentes de eletrônica de potência — a bateria, a unidade de tração ou dentro da bateria. Podemos continuar descendo e construindo gêmeos digitais do sistema, do subsistema, dos componentes. Mas em cada nível, se houver sensores, podemos realmente construir esse gêmeo digital baseado em fusão, esse tipo de gêmeo digital híbrido. Essa é uma tecnologia absolutamente incrível, e estou muito orgulhoso disso.”

A interseção da simulação, mundos de jogo e o mundo real

Eu notei como existe uma interseção entre mundos simulados, mundos de jogos e o mundo real, com produtos como o jogo, Microsoft Flight Simulator 2024. O jogo de 2024 tinha 4.000 vezes mais detalhes no solo do que a versão de 2020. Isso permitiu que eles fizessem simulações incríveis, como usar um helicóptero para reunir uma manada de ovelhas no chão.

Eles adicionaram planadores ao jogo, o que significava que você poderia pousar em qualquer lugar, então precisavam de locais bem simulados onde você poderia aterrar em praticamente qualquer lugar do planeta. Eles recrutaram fabricantes de aeronaves para fornecer modelos CAD dos designs das aeronaves no jogo e capturaram filmagens de vídeo das câmeras dos aviões depois que eles sobrevoaram partes do planeta. Minha pergunta era se algum dia teríamos uma precisão um a um entre simulação e realidade.

“Essa é uma ótima pergunta. Então deixe-me dar um passo atrás e explicar a abordagem de simulação que usamos. Em nosso mundo de simulação de engenharia assistida por computador, CAE, pegamos o mundo ao nosso redor, que é governado pelas leis da física. A física não mente, certo? Quando falamos de fluidos, há uma equação chamada equação de Navier-Stokes. Essas são equações diferenciais parciais de segunda ordem. É a maneira como a natureza funciona. Então, pegamos essas equações e as resolvemos numericamente.”

Ele acrescentou: “Agora, quando você as resolve numericamente, pode tomar um determinado tipo. Você pode dividi-lo em quatro quadrantes ou mais. Quatro ou 16 ou 32. Quanto mais elementos eu tenho, mais precisão eu obtengo.”

Ele afirmou: “O problema é que, à medida que você adiciona mais elementos, mais precisão, seu tempo de execução é afetado. Porque o tempo de execução é tipo N cúbico, certo? Portanto, o número de elementos, N cúbico. Este tem sido o desafio da nossa indústria. Com a simulação CAE, você definitivamente pode obter mais precisão, mas seu tempo de execução aumenta. Então, como obter mais precisão mais rapidamente?”

Pilares da tecnologia

Como CTO da Ansys, Banerjee possui vários pilares tecnológicos. Existem métodos numéricos avançados, onde você está analisando apenas o algoritmo em um único processador, tornando-o mais rápido, mais preciso e assim por diante. O segundo ponto é o uso de HPC, computação de alto desempenho.

“Você tem mil horas de trabalho para fazer. Eu tenho cem processadores e vou dividí-los para você rodar muito mais rápido, apenas adicionando paralelismo,” ele disse. “É por isso que as GPUs entram na parceria com a Nvidia, ajudando-nos a pegar uma quantidade fixa de trabalho e usando GPUs para fazê-lo funcionar muito mais rápido com a mesma precisão.”

O terceiro foco é IA, onde a empresa está treinando seus quatro simuladores centrais. Uma vez treinado, o modelo de IA roda 100 vezes mais rápido.

“No mundo dos gêmeos digitais, nós realmente pegamos todas essas tecnologias, tecnologia de GPU, tecnologia de HPC e tecnologia de IA, e chamamos isso de modelos de ordem reduzida, ROMs, e isso é porque a Ansys tem uma posição de liderança na área de modelos de ordem reduzida e simulação por meio de IA.

O mercado de simulação

O mercado de simulação hoje é de cerca de US$ 10 bilhões e está crescendo cerca de 12% ao ano.

Se você olhar para o orçamento total de P&D em todas as indústrias do mundo, é de aproximadamente US$ 1,2 trilhão, disse Banerjee. Na indústria automobilística, o P&D é de cerca de US$ 250 bilhões. Cerca de 75% desse custo é destinado à validação física dos veículos, disse ele.

“O que acreditamos é que a simulação se tornará tão precisa e rápida que as empresas deixarão de fazer protótipos físicos,” Banerjee previu. “Na verdade, o CEO da GM disse que até 2035, a GM deixará de fazer protótipos físicos; tudo será virtual. Portanto, a simulação está crescendo a 12% hoje. Mas uma vez que esses casos de uso se concretizarem, veremos um grande crescimento.”

A complexidade do design de chips e a chegada do design de sistemas

Banerjee observou que uma das razões pelas quais a Synopsys está adquirindo a Ansys por US$ 35 bilhões em dinheiro e ações é que o mundo está passando de chips para sistemas em relação ao design.

“Você tem chips eletrônicos que foram projetados com ferramentas da Cadence e Synopsys e Mentor Graphics, mas estão apenas construindo o chip dentro de um sistema. Portanto, ele está dentro de um carro, certo? Mas agora você está passando de chips para sistemas e a oportunidade para a simulação projetar esses chips muito complicados para sistemas é enorme. É impulsionado por GPUs, pelo Omniverse, pela IA. Estou muito empolgado com o futuro da simulação e síntese para a visão de chips para sistemas em indústrias como automotiva, aeroespacial, energia, tecnologia avançada e saúde. Esses são os cinco setores que analisamos em termos de oportunidades de mover de chips para sistemas.”

Banerjee trabalha no setor de automação de design eletrônico (EDA, ou automação do design de chips) há mais de 20 anos. Ele passou seus primeiros 20 anos na academia, construindo ferramentas de EDA. Quarenta anos atrás, ele tinha que ensinar design VLSI desenhando retângulos na tela, o que agora é chamado de IC personalizado. Então, a indústria de design como um todo evoluiu. Os chips tinham, talvez, 10.000 transistores, algo que era difícil para os engenheiros processarem. Então, cada melhoria progressiva, desde células padrão até a síntese da Synopsys, melhorou o nível de complexidade dos designs. Agora, os projetistas de chips podem criar chips com 200 bilhões de transistores.

“Minha projeção é que poderíamos fazer algo semelhante com ferramentas de síntese para sistemas. Você pode ter uma ferramenta de síntese para um sistema tão complicado quanto um automóvel ou um avião? Hoje, isso é feito. Você olha para uma especificação e um designer humano vai e realiza o CAD do motor do avião,” disse ele.

Ele acrescentou: “Estou dizendo que, em algum ponto do futuro, você não terá que fazer o CAD. Ele será sintetizado, certo? Assim como usamos ferramentas de síntese para o design de chips, haverá ferramentas de síntese em nível de sistema. Agora eu estou falando de projeções para o futuro, algo entre cinco a dez anos. Temos coisas em andamento na Ansys, mas essa é a oportunidade. Uma vez que isso acontecer, o design dos sistemas será acelerado em muitos fatores.” Portanto, você poderia imaginar um novo design de carro saindo em um mês? Isso pode ser viabilizado pela síntese.”

Simulando o corpo humano

Eu perguntei a Banerjee qual é o design mais complicado que existe. É o cérebro humano? O coração humano?

“Fico feliz que você tenha mencionado o coração humano. Eu posso dizer que, na Ansys, estou realmente apaixonado pela área da saúde, e nós no escritório do CTO estamos trabalhando na simulação do corpo humano, do coração, do cérebro, dos pulmões e assim por diante,” ele disse. “Isso é algo tão complicado que vivemos e respiramos todos os dias. A simulação precisa do corpo humano permitirá que encontremos soluções para doenças cardíacas. Quando você tem arritmia, você tem batimentos irregulares. Isso pode ser tratado através de um medicamento, como os da AstraZeneca, e isso irá tratar sua condição. Ou você pode usar um marca-passo da Medtronic e isso irá resolver. Ou talvez você apenas comece a se exercitar, certo? Mudando seu comportamento.”

Ele disse: “Cada uma dessas abordagens, ou você pode realmente fazer uma operação, certo? Você entra e insere um stent. Estamos imaginando um futuro onde cada um desses procedimentos pode ser simulado. Aqui está esse medicamento cardiovascular. Se eu tomar essa medicação, isso vai interagir com as moléculas no corpo humano? E se eu colocar um stent, o que vai acontecer? Portanto, imagine um futuro em que você não precisará mais do que são chamados de testes clínicos. Tudo será feito através da simulação de um corpo humano, certo? Humanos virtuais. E isso acelerará a descoberta de medicamentos e a descoberta de dispositivos médicos.