西門子布局揭秘,2024工業(yè)元宇宙來襲,92%制造企業(yè)響應

作者：彭昭（智次方創(chuàng)始人、云和資本聯(lián)合創(chuàng)始合伙人）物聯(lián)網智庫 原創(chuàng)

上篇文章，我提到西門子近期與AWS聯(lián)手，推動了生成式人工智能GenAI在工業(yè)軟件領域的普及。

工業(yè)軟件的GenAI應用涉及到徹底改變企業(yè)處理生成式人工智能程序的方式，通過將人工智能基礎模型服務Amazon Bedrock與西門子低代碼平臺Mendix的集成，只需點擊幾下，使用簡單的圖形界面和拖放指令，用戶就可以加速工業(yè)軟件的開發(fā)流程。

其實這是一套組合拳，生成式AI只是其中的一塊拼圖，從全局上看，西門子認為工業(yè)元宇宙在2024年即將爆發(fā)。

西門子的首席執(zhí)行官Roland Busch和西門子數字化工業(yè)公司首席執(zhí)行官Cedrik Neike共同強調：2024年工業(yè)元宇宙將向前邁出一大步。

他們認為：“借助生成式人工智能和工業(yè)元宇宙，我們可以兼顧速度和規(guī)模，加速創(chuàng)新、加速綠色低碳，并加速技術發(fā)展。”

雖然過去一段時間，圍繞“元宇宙”的熱度明顯減弱，尤其是Meta公司所倡導的“消費元宇宙”發(fā)展乏力，但是“工業(yè)元宇宙”卻有可能成為元宇宙的拯救者。

西門子、AWS、英偉達、索尼、德勤、麻省理工科技評論等企業(yè)或機構認為，工業(yè)元宇宙將是工業(yè)4.0的接力者，正在影響工業(yè)的工作模式和演進方向。

因此今天這篇文章，我們從西門子的布局入手，來探索工業(yè)元宇宙即將在2024年掀起的浪潮。

目標不是快2~3倍，而是快100萬倍

在生成式人工智能方面，西門子先后與微軟、AWS達成合作。這是工業(yè)元宇宙組合拳中的重要組成部分。

西門子與AWS將生成式AI服務平臺Bedrock與西門子的低代碼平臺Mendix實現深度融合。這一舉措將顛覆現有游戲規(guī)則，極大簡化AI應用開發(fā)。

通過與AWS聯(lián)手，西門子Xcelerator生態(tài)的應用開發(fā)者們能夠便捷訪問生成式AI的強大能力。Bedrock提供穩(wěn)定可靠的大規(guī)模語言模型，開發(fā)者只需數次點擊，利用Mendix簡單的圖形界面與拖放組件，即可快速構建AI應用原型或最小可行性產品，讓用戶創(chuàng)造力無限釋放。

同時，人工智能不僅為工業(yè)元宇宙帶來炫酷的界面和交互形式，更能深度賦能設計和工程。

例如，借助AI生成設計算法，工程師可以快速探索和生成設計方案，優(yōu)化重量、強度、材料使用等因素，遠超人力搜索出最佳解決方案。

為了構建完整的工業(yè)元宇宙版圖，西門子還與索尼合作，聚焦于共建沉浸式工程解決方案——將西門子Xcelerator軟件與索尼專業(yè)VR設備完美結合，實現前所未有的身臨其境。

這個嶄新的沉浸式工程平臺今年即將上市，它將引領工業(yè)元宇宙的新紀元，設計師和工程師可以在沉浸空間中毫無限制地創(chuàng)造和探索設計理念，透視每個部件的細節(jié)，開發(fā)、體驗數字孿生的真實感。

西門子數字化工業(yè)公司首席執(zhí)行官認為：“工業(yè)元宇宙讓我們能夠比以往更快地‘測試’每一個選項。不是快兩倍或三倍，而是快一百萬倍。”

其實西門子在工業(yè)元宇宙的布局由來已久，去年6月，雖然全球經濟增長乏力，西門子卻宣布了一項大舉投資的計劃。西門子將投資20億歐元（約157億人民幣）以擴大其在全球各地的制造能力、建立尖端的創(chuàng)新實驗室和發(fā)展最先進的教育中心。

其他的舉措包括在新加坡投入2億歐元，興建一座新的硬件工廠，該工廠將使用“西門子領先的數字孿生和創(chuàng)新性智能硬件技術”進行建造，同時西門子還將對成都工廠新增1.4億歐元的投資，以提升和擴建這座數字化工廠。

可以說，西門子正在通過開放創(chuàng)新與生態(tài)共建，加速數字化轉型，以先進技術引領工業(yè)數字化時代的發(fā)展。其在元宇宙領域的持續(xù)布局投資，也昭示了新一輪科技革命與產業(yè)變革的到來。

工業(yè)元宇宙的3個關鍵構建模塊

市場研究機構Forrester Research曾經分析認為，工業(yè)元宇宙是一個高度復雜的系統(tǒng)工程，需要數字孿生、虛擬現實、機器人、自動駕駛、5G通信、云計算、大數據分析、人工智能、區(qū)塊鏈以及計算機圖形學等多項前沿技術的深度融合，才能共同構建起連接數字世界與真實世界的龐大基礎設施。

這些技術各司其職，數字孿生實現虛擬仿真，虛實結合提供沉浸體驗，各類智能機器人和系統(tǒng)支持無人化運營，云計算和大數據支撐分析決策，人工智能賦能各個環(huán)節(jié)，以實現從設計、規(guī)劃到生產、管理等全流程的數字化、智能化和可視化，打造真正意義上的數字化工廠和數字產業(yè)新格局。

然而避繁就簡，西門子認為打造工業(yè)元宇宙，只需要把握好下面的三個關鍵：

• 人工智能AI
• 數字孿生
• 軟件定義自動化

西門子提出的三大關鍵要素確實抓住了工業(yè)元宇宙的核心所在，我們依次來解讀：

1. 人工智能：數字化的大腦

工業(yè)元宇宙的核心在于將數據轉化為行動導向的價值信息，將數字資產變?yōu)閷嶋H應用的生產力。

各類智能邊緣設備在車間中發(fā)揮著舉足輕重的作用，實時收集現場數據并識別關鍵模式。而人工智能技術是賦能這一過程的大腦，正以指數級的速度進化著工業(yè)智能。

以機器學習為代表的傳統(tǒng)AI，通過訓練學習制定業(yè)務規(guī)則，主要作用是進行結構化數據的模式識別與預測分析。而新興的生成式人工智能GenAI，則通過預訓練巨大的神經網絡模型，獲得理解語義并創(chuàng)造新內容的能力。借助GenAI，用戶可以通過自然語言或圖形界面，直接與機器人、數字孿生等進行交互，顯著降低了使用門檻。

以西門子開發(fā)的AI工業(yè)副駕為例，它與微軟投資的大語言模型ChatGPT深度集成，支持用自然語言編程和控制機器人，可作為數字環(huán)境中的虛擬助手，為用戶提供實時指導和幫助。工人可以簡單說出“優(yōu)化加工參數”的指令，AI副駕便可以調用數字孿生的仿真能力，快速給出最佳的參數組合。

除協(xié)作外，人工智能還可深度賦能設計和決策。例如在工藝規(guī)劃中，GenAI系統(tǒng)可以快速生成多個設計方案，并進行優(yōu)化；又如在預測性維護中，AI可以分析大量設備數據，識別故障模式并提前預警。

可以說，人工智能是連接并充分利用分布式數據的關鍵，也是工業(yè)元宇宙最大的生產力倍增器。

2. 數字孿生：加速迭代的虛實引擎

設想這樣的場景：工程師身臨其境地沉浸在數字環(huán)境中，測試新型飛機設計的氣動性能。當她調整機翼形狀時，模擬會實時展示氣流變化和阻力大小，提供寶貴的優(yōu)化洞察，而這些洞察在現實中需要耗費昂貴的風洞試驗和漫長的反復調試才能獲取。

同理，在工廠、建筑或列車中，數字孿生都可以準確模擬各種場景和流程，進行虛擬迭代和優(yōu)化，大幅減少實際調試的風險和成本。我們甚至可以“回溯”到問題首次出現的場景，并由AI助手提供指導，避免問題再次發(fā)生。

可以說，數字孿生為工程師提供了一個快速試錯的沙箱環(huán)境。它打通了從設計、仿真到驗證的數字閉環(huán)，使整個研發(fā)制造流程實現“一次構建，隨處部署”，是工業(yè)4.0時代的關鍵基礎設施。構建數字孿生，我們才能加速創(chuàng)新迭代，以數字引領產業(yè)革命。

3. 軟件定義自動化：工業(yè)元宇宙的關鍵所在

要實現工業(yè)元宇宙的真正潛力，就需要快速將數字世界的設計方案應用到實際生產中。為此，軟件定義的自動化系統(tǒng)尤為關鍵，特別是基于物聯(lián)網和虛擬可編程邏輯控制器PLC的自動化。

作為工廠的“大腦”，PLC正在從傳統(tǒng)的專用硬件擴展到軟件化的“虛擬”形式。這為集中管控和敏捷迭代帶來了巨大便利。以西門子與奧迪的合作為例，他們已在多個工廠應用虛擬PLC系統(tǒng)。通過這套系統(tǒng)，工程師可以遠程點擊鼠標，就實現全工廠的生產擴容或軟件升級，完全不需要現場操作。

西門子去年發(fā)布的Simatic S7-1500V虛擬PLC就是一例。它采用了Simatic S7-1500的產品編號，但實現了軟硬分離，不再依賴特定硬件，可以部署在各種IT基礎設施上，大幅提升了靈活性。

虛擬PLC超脫于傳統(tǒng)PLC的軟硬件強制綁定，實現了PLC的數字孿生。解耦之后，虛擬PLC可以通過云端完成部署和管理，遠程控制更加簡便。虛擬PLC更容易擴展，開放的數據接口意味著它可以輕松被集成到其它IT系統(tǒng)之中。

在虛擬PLC的背后，開放自動化正在成為主流。軟件“吞噬”世界的腳步從未停止，開放自動化是一個必然趨勢，這個趨勢逐步匯聚了一股力量：整合工業(yè)控制領域各種促進開放的力量，這種整合代表了新技術從獨立摸索走向商業(yè)化融合落地階段的轉變。

350名制造業(yè)高管中，92%在使用工業(yè)元宇宙

德勤對350名美國制造業(yè)高管進行的調研顯示，已有92%的企業(yè)開始應用元宇宙相關技術。平均而言，他們目前正在運行6個以上的應用。

例如，33%的公司已經采用了數字孿生和3D建模等工具。對大多數擁抱虛擬技術的制造商來說，提升生產效率是重中之重。

這一調研清楚表明，數字化轉型已成為制造業(yè)的廣泛共識。越來越多的企業(yè)將數字孿生、虛擬仿真等前沿工具引入生產過程，以提高產品設計質量，優(yōu)化生產流程，實現敏捷迭代。這也充分展示了工業(yè)元宇宙在降本增效方面的巨大潛力。

調研發(fā)現，成本降低和效率提升是應用工業(yè)元宇宙技術的兩大收益。

在這次調研中，高管們被要求說明每個應用場景的主要效益。結果顯示，不論哪種應用，“降低成本”都是企業(yè)的核心考量。具體來說，對于虛擬招聘、工廠參觀和培訓等用例，工業(yè)元宇宙對于“提升員工吸引力和留存率”的效果最明顯；而在流程仿真、工廠仿真和供應鏈管理等場景中，提升運營效率是企業(yè)最看重的收益；此外，受訪高管認為，面向客戶的虛擬服務有助于增加收入。

可以看出，不管是內部管理還是外部服務，工業(yè)元宇宙技術為制造企業(yè)帶來的成本節(jié)約和效率提升效應令人鼓舞。

調研顯示，超過70%的受訪高管預計未來5年內，工業(yè)元宇宙在制造業(yè)的采用率將很高。近80%的人認為，元宇宙將改變企業(yè)的研發(fā)、設計和創(chuàng)新方式，實現新產品戰(zhàn)略。

可以看出，高管們普遍看好工業(yè)元宇宙在解決企業(yè)面臨的人才吸引與留任、供應鏈管理等方面的優(yōu)勢。他們認為元宇宙能提升新品上市速度，創(chuàng)造新型客戶體驗和服務，從而獲得未來價值。

除此之外，受訪者還預期元宇宙將對企業(yè)全面產生積極影響，改善核心業(yè)務指標，如競爭力、市場占有率、收入成本等。

未來5年，工業(yè)元宇宙為制造業(yè)提供了巨大機遇。許多受訪高管正準備進行大規(guī)模投資，以抓住其潛在價值。

德勤報告還指出，Web3.0和元宇宙技術正在加速結合。Web3.0消除了數字內容和物理對象之間的界限。輔以智能眼鏡等新硬件，可以更好地實現實時3D內容通過計算機視覺、定位和生物識別等技術與用戶環(huán)境的交互。

可見，在Web3.0和先進硬件的助力下，工業(yè)元宇宙帶來的沉浸式體驗將更加逼真、更具價值。制造企業(yè)應把握這一戰(zhàn)略機遇，加大投入培養(yǎng)人才，完善基礎設施建設，積極擁抱新一輪數字化轉型和升級。

寫在最后

本文從西門子的布局入手，探討了工業(yè)元宇宙的發(fā)展現狀和未來趨勢。可以看出，在人工智能、數字孿生、軟件定義自動化等核心技術的推動下，一個連接虛實、支持設計仿真與遠程協(xié)作的沉浸式數字環(huán)境正在成形。

調研顯示，制造企業(yè)高管們已普遍達成數字化轉型的共識，92%的公司正在積極應用元宇宙技術。他們看好工業(yè)元宇宙在成本節(jié)約、生產效率提升、人才培養(yǎng)等方面的優(yōu)勢，正準備大舉投入布局。

顯然，工業(yè)元宇宙正在影響產業(yè)格局和企業(yè)組織形式的進化。它也將與Web3.0等前沿技術深度融合，繼續(xù)推進產業(yè)的數字化升級。

如果說互聯(lián)網改變了產業(yè)的交互方式，那么工業(yè)元宇宙將更深刻地影響人類的創(chuàng)造、生產和組織形式。

而這僅僅是個開始。

參考資料：Siemens CEO is all in on digital twins | Roland Busch interview，作者：Dean Takahashi，來源：VentureBeatMeet the industrial metaverse: How Sony and Siemens seek to unleash the power of immersive engineering，作者：David Gewirtz，來源：zdnet.comRedefining Reality: 3 Key Building Blocks for the Industrial Metaverse，來源：siemens.comExploring the industrial metaverse，來源：Deloitte Research Center for Energy & Industrials