新型工業(yè)化-數(shù)字工業(yè)世界白皮書

粵港澳大灣區(qū)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公共技術(shù)服務(wù)平臺GBAdustranternetpubCTechngyservcePatfrm1948年，香農(nóng)的《通信的數(shù)學(xué)理論》，奠定了（中國）有限公司攜手，共同編制了《新型工業(yè)化——數(shù)字工業(yè)世界白皮書》（以下簡稱《白皮書》）。《白皮書》探討了數(shù)字技術(shù)如何推動工業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，以及它為未來帶來的無限可112··················06共同打造數(shù)字工業(yè)世界······07數(shù)字工業(yè)世界評估體系3確定性、復(fù)雜性與模糊性相互交織，全球工業(yè)格局正經(jīng)歷一場前所未有的深刻變革。在這紛繁復(fù)雜的不確定性之中，有若干宏觀趨勢是清晰而確定的，它們正以強大而廣泛的影響力，全球人口將持續(xù)增長。非洲的人口將在2000年至2050年間幾乎翻一番。盡管一些地人口的比例將幾乎增長兩倍。面對這一雙重挑戰(zhàn)，經(jīng)濟增長模式將越來越依賴于通過數(shù)字化等先進技術(shù)推動生產(chǎn)效率提升，而非單純依賴于人口數(shù)量的增加。在新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用中，勞動年齡人口承擔的工作，極大提升現(xiàn)有生產(chǎn)% %億億年齡特大城市的崛起是城市化的顯著標志。目前，全球有33座人口超過1000萬的城口更是超過了2000萬。預(yù)測顯示，到2030年，特大城市總數(shù)將達到43座，且大多數(shù)的是對能源、清潔水源及其它自然資源激增發(fā)達地區(qū)欠發(fā)達地區(qū)2000201020302050年全球化進程的促進了供應(yīng)鏈的高效運轉(zhuǎn)，也使其變得愈發(fā)冗長與復(fù)雜。供應(yīng)鏈高度依賴國際合作的同時，也暴露了全球化供應(yīng)鏈面對突發(fā)事件時的脆弱性。地緣政治沖突、自然災(zāi)害、疫情等外部因素均可能成為供應(yīng)鏈中斷的導(dǎo)火索，對全球生產(chǎn)穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。加之貿(mào)易保護主義的抬頭、貿(mào)易爭端的頻發(fā)及各國對關(guān)鍵技術(shù)與資源控制力度的增強，供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。與此同時，地方化需求又要求供應(yīng)鏈更加靈活，以快速響應(yīng)本地市場變化。融合的多樣需求使得供應(yīng)鏈更加超級全球化超級全球化環(huán)境惡化與資源枯竭是全球面臨的共同挑戰(zhàn)。目前每年約有900億至1000億噸原始礦物被開采，這一數(shù)字在2060年將翻一番達到1900億噸。海洋生態(tài)系統(tǒng)中的塑料垃圾也將在2030年增加65%。全球城市地區(qū)的水資源短缺情況正在加劇。全球氣候變暖也是顯著的挑戰(zhàn)，盡管在解決人為全球變暖的許多方面已經(jīng)取得了進展，但還不足以將全球變暖限制在+1.5°C以內(nèi)。工全球年均溫度變化(°C）④0.50.0），6權(quán)威機構(gòu)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）的預(yù)測，至2025年，全球數(shù)據(jù)量將震撼性地達到175澤字節(jié)生的數(shù)據(jù)量高達100太字節(jié)（Terabytes7數(shù)字化用更少的物理資源創(chuàng)造更多價8數(shù)字化需要從原子到比特，將物理世界映射至計算機等數(shù)字設(shè)施中的過程。要實現(xiàn)數(shù)字化，我們首先要做的是將物理世界的數(shù)據(jù)可以被分為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化兩大類。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以明之間的關(guān)系一目了然。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則缺乏固定的格式和結(jié)譜可以整合不同渠道的多樣化結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)檢索、扮演著至關(guān)重要的角色。奈奎斯特（Nyquist）在1928年的論文一個信號（例如時間或空間上連續(xù)的函數(shù)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字序列（時間或空間上離散的函數(shù)）的過程。具體的采樣定理是由香農(nóng)在數(shù)據(jù)可以被分為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化兩大類。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以明之間的關(guān)系一目了然。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則缺乏固定的格式和結(jié)譜可以整合不同渠道的多樣化結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)檢索、物理世界的數(shù)字化過程具有豐富性。除了對信息的采樣之外地捕捉物理世界中的溫度、壓力、速度、流量等細微變化。這些原本連續(xù)不斷的模擬信號，在經(jīng)過精細的測量、采樣、量化和編開展數(shù)字化就是需要利用計算機的算力對數(shù)字化后的信息進行加工、處理和重構(gòu)，替代或部分替代原本是物理世界的過程，9演繹植根于物理世界的第一性原理，通過嚴謹?shù)倪壿嬫湕l，將已知的物理世界的規(guī)律應(yīng)用于不同情了某一類別全部對象后得出的結(jié)論，也可以是基于部分觀察的不完全歸納，其結(jié)論雖然帶有一定的或然為數(shù)字世界中的權(quán)威信息來源。利用物理規(guī)夠精確演繹出實體在不同條件下的行為軌它運用先進算法從大量復(fù)雜數(shù)據(jù)集中歸納出可能對人類來說并不明顯的趨勢、相關(guān)性、異常與深e規(guī)律。這一路徑雖依賴于樣本的斷為數(shù)據(jù)技術(shù)提供豐富的數(shù)據(jù)資源與支持。通過控制是將決策轉(zhuǎn)換為具體的行動指令，直接驅(qū)動基礎(chǔ)數(shù)據(jù)｜結(jié)果反饋010100011010000101010100011010000101000101趨勢預(yù)測｜決策控制數(shù)字工業(yè)世界是工業(yè)全面數(shù)字化的高級形態(tài)，而其構(gòu)建歷程也正是工業(yè)領(lǐng)域全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程。在數(shù)字工業(yè)世界中，各類產(chǎn)品、資產(chǎn)和業(yè)務(wù)活動等信息均被系統(tǒng)地編碼成數(shù)據(jù)，構(gòu)成了一個龐大的數(shù)據(jù)資源庫。依托數(shù)字化技術(shù)強大的數(shù)據(jù)處理能力，這些數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為富含價值的洞察，直接驅(qū)動價值鏈隨著數(shù)字工業(yè)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展與廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)資源的格局正經(jīng)歷著深刻變耗巨大。但是現(xiàn)在，得益于數(shù)字孿生技術(shù)的革新，工程師們能夠環(huán)境中，構(gòu)建起與實物幾無二致的汽車數(shù)字原型。通過高精度的仿真通過從物理世界向數(shù)字世界的轉(zhuǎn)變，數(shù)字資源展現(xiàn)出兩大核心優(yōu)勢：首先是高度的靈活性，例如設(shè)計階段的任何外觀調(diào)整，僅需簡單修改數(shù)字模型參數(shù)即可完字領(lǐng)域內(nèi)，汽車碰撞測試等復(fù)雜場景可以無數(shù)次重復(fù)模擬，既確保了產(chǎn)品的安全總而言之，數(shù)字資源憑借其靈活性、可復(fù)用性等在數(shù)字工業(yè)世界中，算法與算力已悄然成為引領(lǐng)變革的全新生產(chǎn)工具。它們以數(shù)字資源為基石，通過精細的加工與創(chuàng)造，不斷識別出深藏于數(shù)據(jù)相較于物理世界中的傳統(tǒng)生產(chǎn)工具，數(shù)字工業(yè)世界的算力展現(xiàn)出了前所未有的拓展硬件能力的快速迭代為算力的強大奠定了堅實基礎(chǔ)，而算法效率的不斷提升更進一步提升了硬件的使用效率。例如，代理模型的引入加速了計算流體力學(xué)架構(gòu)在實現(xiàn)大規(guī)模并行計算后，更是使得計算效率呈現(xiàn)出幾何倍數(shù)的增長。算法與算力相輔相成，形成了一種相互促進、無限拓展的良性循環(huán)。高效算法在強大算力的支撐下充分發(fā)揮優(yōu)勢，強大算力為復(fù)雜算法的時間維度上，仿真算法和強大算力讓我們能精準預(yù)測未來趨勢，為生產(chǎn)規(guī)劃提供智慧指引。同時，數(shù)字技術(shù)能詳盡重現(xiàn)歷史生產(chǎn)流空間維度上，地理界限已逐漸消失，全球各地的專家、技術(shù)人員與決策者能輕松跨時空合作，共享知識，無界創(chuàng)新。這種協(xié)作不再局限于人與人之間，更延伸至人與智能體，乃至不同智能體之間的深度交融與協(xié)同作業(yè)。人工智能在虛擬空間中，不斷學(xué)習領(lǐng)悟各領(lǐng)域知識，算法持續(xù)優(yōu)化升級，與現(xiàn)實世界各智能體實現(xiàn)無縫在數(shù)字世界里，借助尖端的仿真技術(shù)與算力支持，產(chǎn)品設(shè)計工程師在概念設(shè)計階段可以直觀獲悉不同設(shè)計方案對產(chǎn)品最終性能的影響，工藝工程師也能在工藝編數(shù)字世界可以逼真重現(xiàn)設(shè)備故障的瞬間，讓全球的工程師能夠迅速接入，觀察特定情境下的誤判？通過對歷史場景的深度復(fù)盤，設(shè)備設(shè)計與控制算法得以不斷優(yōu)在工業(yè)領(lǐng)域，越來越多的物理世界信息被精準且高效地映射至數(shù)字世界中。從單一設(shè)備到整條產(chǎn)線，從獨立企業(yè)的運營到整個產(chǎn)業(yè)集群的協(xié)同，方方面面，都能在數(shù)字世界中找到其對應(yīng)的代理。這些代理不僅實時反映物理世界的索、改進、優(yōu)化與升級。數(shù)字世界可以不知疲倦的挖掘新的可能性，探索如何為物理世界創(chuàng)造更多的價值，并將這些成果實實在在地反饋給物理世界。這種數(shù)字世界與物理世界之間雙向互動與協(xié)同演進，正推動著工業(yè)領(lǐng)域向更加智能化、高效化、可持續(xù)未來，數(shù)字工業(yè)世界不僅是對物理世界的簡單鏡像復(fù)刻，更是對內(nèi)在邏輯與規(guī)律的深度挖掘與拓革新工業(yè)設(shè)計體驗，將游戲級別的沉浸式體驗融入工業(yè)設(shè)計評審、虛擬調(diào)試及流程確認等環(huán)節(jié)。設(shè)計師在數(shù)字工業(yè)世界的無限畫布上，依托特制的Sony手柄進行精確操控與編輯，實現(xiàn)與3D模型的全息互動，讓數(shù)字與現(xiàn)實世界的界限模糊難辨。它打破地域限制，讓全球團隊能即時連線，共數(shù)字工業(yè)世界徹底掙脫了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群地理空間的桎梏，構(gòu)建起一個虛實交融、開放透明、全價在數(shù)字工業(yè)世界中，生產(chǎn)資源變成某種程度的公共資源。企業(yè)依據(jù)廣泛的市場大數(shù)據(jù)，精準定制產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)，并靈活發(fā)包給全球范圍內(nèi)的研發(fā)團隊。研發(fā)完成后，企業(yè)憑借先進的預(yù)測訂單技術(shù)和對生產(chǎn)資源的精準配置能力，直接向合適的制造團隊下達生產(chǎn)任務(wù)。產(chǎn)品下線即進入智能物流系統(tǒng)，該系統(tǒng)自動匹配合適的運輸方案，確保產(chǎn)品快速、低成本的送達客戶手中。從需求到交付的全過程，各成員間實現(xiàn)信息共享、資源整合以及協(xié)同規(guī)劃。這種緊密的協(xié)作不僅提高了資源利用效率，大幅減少了冗余和浪費，還賦予了供應(yīng)鏈在面對外部風險時的強大應(yīng)變能力。即使面對市場波動或突發(fā)事在這樣的數(shù)字工業(yè)世界里，距離不再是障礙，合作與創(chuàng)新的邊界被無限拓寬，逐漸形成一副無邊界、高協(xié)同的新型產(chǎn)業(yè)集群圖景。供應(yīng)鏈不再是線性的鏈條，而是一個動態(tài)的、相互連接的協(xié)同化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)、供應(yīng)商、分銷商和消費者都在這個生態(tài)系統(tǒng)中相互作用，共同推動著整個價值鏈向更⑥在歐洲，Catena-X汽車網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟正在構(gòu)建一個開放的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，目的是為整個汽車價值鏈端到端數(shù)據(jù)鏈的創(chuàng)建、運營和協(xié)作使用提供一個共享開放、健康的環(huán)境，使得所有參與者能安全地進行跨公司的數(shù)據(jù)交換，以達到加強韌性、提高可持續(xù)性、實現(xiàn)大規(guī)模定制并提高汽車供應(yīng)鏈的效率的目標。這個平臺鏈接了用戶和供應(yīng)商，囊括行業(yè)內(nèi)的中小企業(yè)和集團大公司，資源供應(yīng)商和回收商。生態(tài)成員利用行業(yè)數(shù)據(jù)創(chuàng)造新的價值。該項目旨在整合并擴展現(xiàn)有的標準，形成一個全面、開放的數(shù)字平臺，為工廠裝備商和運營商提供一站式的數(shù)字化解決方案，實現(xiàn)工程、設(shè)備信息及狀態(tài)監(jiān)測的上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)一致性，推數(shù)字工業(yè)世界中，大量的信息和數(shù)據(jù)、算法算力等成為新的勞動對象，通過對信息的深度挖掘和高效利用逐步改善傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下對物理資源的過數(shù)據(jù)表明，產(chǎn)品相關(guān)的80%環(huán)境影響都集中在產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)階段⑦,數(shù)字工業(yè)世界將低碳設(shè)計理念融入產(chǎn)品的核心設(shè)計考量之中。設(shè)計師能夠在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，對環(huán)境影響進行評估，確保每在生產(chǎn)試制階段，企業(yè)依靠高度仿真的虛擬環(huán)境和智能算法來不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝。這種方法極大地減少了實物試驗和材料消耗，實現(xiàn)了資源的優(yōu)化調(diào)度。通過智能化的生產(chǎn)規(guī)劃，企業(yè)能夠?qū)崟r調(diào)整生產(chǎn)到了運營運維階段，數(shù)字化的手段同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過實施預(yù)測性維護和實時監(jiān)控，企業(yè)能夠有效減少非計劃停機事件，避免由此帶來的資源浪費。智能化的運維系統(tǒng)可以提前識別潛在的故障點，及時進行干預(yù)，確保生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運行。這樣的運維模式不僅提高了生產(chǎn)效率，也進一步和績效，使其成為西門子在德國之外最大的CNC控制器、驅(qū)動器以及電機的研發(fā)和制造和績效，使其成為西門子在德國之外最大的CNC控制器、驅(qū)動器以及電機的研發(fā)和制造節(jié)水6300立方米，減排降碳3300噸，每年節(jié)Y專注于充分利用海洋資源并打造出一個適宜各類植物生了該項技術(shù)的可行性，并且還發(fā)現(xiàn)在海底溫室中生長的植物比傳統(tǒng)種植的營養(yǎng)價值更高。然而在加速將試驗原型推廣成一個全球可部署的解決方案時，受限于海底環(huán)境和政策、生物生長周期的影響，團隊需要漫長的物理測試和長周期的溫室環(huán)境監(jiān)測，這嚴重制約了團隊產(chǎn)品成功為尼莫的花園構(gòu)建了一個全面生物圈數(shù)字孿生體，不僅能夠模擬生物圈內(nèi)的生長條件、設(shè)備對水體的影響，還幫助團隊了解到太陽輻射、溫度和所有物理因素是如何影響植物的生長，極大加速了團隊的創(chuàng)新周期，在虛擬而又高度逼真的數(shù)字工業(yè)世界中，企業(yè)可以構(gòu)建出與真實世界幾乎無異的研發(fā)環(huán)境，讓在數(shù)字工業(yè)世界里，產(chǎn)品創(chuàng)新得到了前所未有的加速，創(chuàng)新的概念能夠迅速轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品。借助先進的數(shù)字工具，設(shè)計團隊可以在虛擬空間中快速迭代設(shè)計方案，利用快速仿真技術(shù)實通過自動化和自主化工作流程，企業(yè)將大大減少冗余步驟，實現(xiàn)企業(yè)流程的創(chuàng)新。這種創(chuàng)新縮短了工作流，使得原有串行的信息傳遞可以變?yōu)椴⑿袌?zhí)行，決策過程從而更加高效。從研發(fā)到生商業(yè)模式的創(chuàng)新也在數(shù)字工業(yè)世界中得到了體現(xiàn)。未來，企業(yè)將不僅僅以單一產(chǎn)品的形式存理實體，而是擴展到提供持續(xù)的服務(wù)和解決方案。企業(yè)借此開辟新收入來源，提升客戶忠誠度。客戶則能減少前期投資，專注核心業(yè)務(wù)，實現(xiàn)雙贏發(fā)展。從產(chǎn)品到服務(wù)的轉(zhuǎn)變，不僅為企業(yè)帶來了新總而言之，數(shù)字工業(yè)世界的影響正深度滲透并顯著提升企業(yè)價值鏈上的每一個環(huán)節(jié)，通過應(yīng)用數(shù)字技術(shù)來充分結(jié)合人的領(lǐng)導(dǎo)力和創(chuàng)造力，優(yōu)化企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)、管理策略及服務(wù)體系。這些影響和提升將會覆蓋所有的個體和集體，實現(xiàn)更敏捷易得的創(chuàng)新平臺、更高效節(jié)能的工廠、更具韌性的供應(yīng)鏈。通過融合現(xiàn)實與數(shù)字世界，數(shù)字工業(yè)世界將會推動產(chǎn)業(yè)和市場變革，幫助“數(shù)字工業(yè)世界是現(xiàn)有技術(shù)體系持續(xù)進化與深度融合的必然產(chǎn)物。我們認為，數(shù)字工業(yè)世界是現(xiàn)有技術(shù)體系持續(xù)進化與深度融合的必然產(chǎn)物。我們認為，數(shù)字孿生是數(shù)字工業(yè)世界的基礎(chǔ)組件。它精準地構(gòu)筑了物理世界在數(shù)字維度中的鏡像，承載著和物理實工業(yè)人工智能是數(shù)字工業(yè)世界的強大引擎。AI憑借超乎尋常的數(shù)據(jù)處理能力，在數(shù)字領(lǐng)域內(nèi)不斷拓軟件定義自動化無縫銜接數(shù)字工業(yè)世界與物理世界。它賦予了數(shù)字世界對物理世界進行精準控制與優(yōu)化的能力，使得數(shù)字世界的決策能夠直接作用于物理實體，數(shù)字孿生，作為物理實體在數(shù)字世界中的鏡像，匯聚了貫穿價值鏈全生命周期的豐富信息，既包括通過工業(yè)軟件構(gòu)建的設(shè)計模型與仿真模型，數(shù)據(jù)庫和電子表單中記錄的信息，還能實時接收傳感器、工控設(shè)備采集到的現(xiàn)場真實數(shù)據(jù)，確保數(shù)字世界與物理世界的同步更新。將一個物理實體相關(guān)的所有信息關(guān)聯(lián)起來，就成為了該物理實體的全面數(shù)字孿生體。孿生體不僅再現(xiàn)了物理實體的當前狀態(tài)與信息，更能夠全面反映對應(yīng)的在數(shù)字工業(yè)世界中，信息的準確性和一致性是確保價值鏈各系統(tǒng)、各環(huán)節(jié)高效協(xié)同運作的前提。特別是在復(fù)雜多變的工業(yè)場景下，面對跨部門、跨企業(yè)間普遍存在的信息不對稱與理解鴻溝，這些問數(shù)字孿生為企業(yè)各部門提供了一個共同的事實基礎(chǔ)，即一個基于真實物理世界的、高度一致且可量化的數(shù)字模型，使得各部門能夠基于同一套數(shù)據(jù)進行決策、分析和協(xié)作。此外，數(shù)字孿生作為權(quán)威信息來源，不僅在于其包含的數(shù)據(jù)，更在于其內(nèi)置了第一性原理，即最基礎(chǔ)、不可動搖的物理世界規(guī)以產(chǎn)品的數(shù)字孿生為例，它全面集成了產(chǎn)品全生命周期相關(guān)的各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如設(shè)計模型、多物理仿真模型、規(guī)格說明、材料清單、生產(chǎn)流程等。借助產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)的集中管理和協(xié)調(diào)，企業(yè)能夠輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理與共享。團隊成員無需受限于地理位置或時間差異，均可通過數(shù)字孿生實現(xiàn)了在數(shù)字世界對物理世界開展從產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)線布局、供應(yīng)鏈調(diào)度、設(shè)備和設(shè)計階段，工程師可以通過多物理仿真全面驗證產(chǎn)品性能。比如，鋰離子動力電池包的設(shè)計是否安在生產(chǎn)過程中，通過整合MES數(shù)據(jù)與傳感器實時信息，數(shù)字孿生可以動態(tài)預(yù)測生產(chǎn)過程和物料流寶馬發(fā)動機有限公司集團通過西門子軟件PlantSimulation在不干擾實際工廠運營盈利性分析。這一做法不僅保證了工廠生產(chǎn)的靈活性，優(yōu)化了產(chǎn)線吞吐量、緩解生產(chǎn)瓶頸、減少成功實現(xiàn)每年節(jié)省300萬千瓦時的電力，每年減在物理資源的節(jié)約與綠色生產(chǎn)方面展現(xiàn)出了巨大《人工智能標準化白皮書（2018年）》將人工智能定義為“的機器模擬、延伸和擴展人的智能，感知環(huán)境、獲取知識并使用知識獲得最佳結(jié)果的理論、方法、技問題解決和決策制定提供了有力支持，使人得以擺脫繁瑣且耗時的任務(wù)，并從數(shù)據(jù)中挖掘出寶貴價馬里蘭大學(xué)教授李杰表示：馬里蘭大學(xué)教授李杰表示：“針對關(guān)鍵工業(yè)設(shè)備和流程的預(yù)測性與主動性維護，人工智能技術(shù)能夠顯著減少非計劃停機時間，并提升流程的穩(wěn)定性。在關(guān)鍵設(shè)備故障發(fā)生前，過程變量往往會出現(xiàn)異常，但這些異常的評估通常需要領(lǐng)域?qū)＜业纳疃葏⑴c。而通過先進的機器學(xué)習算法，我們可以基于多個過程變量之間的關(guān)聯(lián)性，歸納出設(shè)備故障前的數(shù)據(jù)特征模式，從而實現(xiàn)對潛在在工廠環(huán)境中，深度學(xué)習和強化學(xué)習為機器人賦予了認知的能力，使它們能夠應(yīng)對復(fù)雜且不確定的倉庫和生產(chǎn)環(huán)境。操作人員無需編程，機器人即可自行執(zhí)行高級命令，如識別和揀選未經(jīng)分類的零部件，或?qū)⒅睆絻H有幾十分之一毫米的導(dǎo)線精確插入印刷電路板的小孔中。這不僅極大地提高了生產(chǎn)機器視覺在產(chǎn)品的質(zhì)量控制方面發(fā)揮著重要作用。通過圖像識別技術(shù)，機器視覺系統(tǒng)能夠快速準人工智能具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，同時其普及和應(yīng)用也極大程度上依賴于數(shù)據(jù)。高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是決定人工智能模型訓(xùn)練和優(yōu)化結(jié)果優(yōu)劣的關(guān)鍵要素。然而，在當前工業(yè)場景中，數(shù)據(jù)的采集仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)往往分散在各個環(huán)節(jié)和流程中，涉及多個部門和系統(tǒng)，且可能因為標準不統(tǒng)一等問題而難以整合。此外，即使數(shù)據(jù)能夠被收集，其質(zhì)量和完整性也經(jīng)常的數(shù)據(jù)可能很容易收集到，但設(shè)備故障的數(shù)據(jù)卻相對較少。這種缺少樣本數(shù)據(jù)或者樣本分布不平衡問題會嚴重影響模型的訓(xùn)練效果和泛化能力。特別是對于一些專業(yè)性強的數(shù)據(jù)，如設(shè)備故障數(shù)據(jù)、產(chǎn)品為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，技術(shù)上我們可以通過算法生成高質(zhì)量的合成數(shù)據(jù)，來提高模型的訓(xùn)練效果和泛化能力。合成數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠?qū)F(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)需求降低高達90%。每個企業(yè)也需要制定全面的數(shù)生成數(shù)千張隨機標注的合成圖像，而無需通常所需的專業(yè)知識。此外，它還提供了近年來，生成式人工智能取得了令人矚目的突破。2023年更是被稱為該領(lǐng)域的突破之年。作為代碼等多種形式。盡管生成式人工智能在工業(yè)中的應(yīng)用仍處于起步階段，但它作為一種極具潛的主要原因在于，盡管生成式AI的大模型情況在高標準、嚴要求的工業(yè)領(lǐng)域是不允許的，因為任何微小的誤““在消費軟件互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，我們可以訓(xùn)練少量的機器學(xué)習模型來服務(wù)十億用戶。而在制造業(yè)中，防止“幻覺”產(chǎn)生的同時，也加強了模型的可解釋性，以便工業(yè)從業(yè)者能夠理解和信賴模型的輸出結(jié)在2024年工博會上，在2024年工博會上，西門子展示了首款面向工程領(lǐng)域的生成式人工智能產(chǎn)品—西門子Industrial的交互仿佛與一位精通技術(shù)的同事面對面交流一般自然流暢，這無疑將為數(shù)字工業(yè)世界自動化技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，也是推動工業(yè)4.0實現(xiàn)的前提。為提升生產(chǎn)力和效率，眾多生產(chǎn)過程已廣泛采用可編程邏輯控制器（PLC）,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）等自動化系統(tǒng)替代人工操用自動化應(yīng)用技術(shù)，例如，上海的特斯拉超級工廠僅需不到45秒即可下線一輛新車，充分展示了自動然而，經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，自動化技術(shù)的傳統(tǒng)模式已難以完全適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的復(fù)雜性和動態(tài)在西門子數(shù)控（南京）有限公司，工程師利用工易魔方將已經(jīng)具有標準化模塊化的工站進行解耦，打通了工作站和IT系統(tǒng)的聯(lián)系，實現(xiàn)了上下游數(shù)據(jù)的無縫傳輸，將整個產(chǎn)線各個工站都變成了傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)在設(shè)計與實施過程中，為了確保穩(wěn)定可靠，通常采用深度綁定的專用硬件和軟的廣泛應(yīng)用已經(jīng)為軟硬件的有效解耦提供了范例，使得如今，軟件定義自動化的趨勢正逐漸將虛擬化技術(shù)引入到了自動化領(lǐng)域。例如將PLC虛擬化然而，這并不意味著PLC會立即退出歷史舞臺。在實時性和安全性要求極為擬控制器目前尚無法完全替代實體PLC。但在PLC的編程方式上，我們已看到了顯著的變革趨勢。軟件傳統(tǒng)的PLC編程通常是在孤立的環(huán)境中開發(fā)的。工程師們通常會在計算機上使用PLC供應(yīng)商提供的需要頻繁重新編程，來適應(yīng)生產(chǎn)需求的變更。傳統(tǒng)的PLC工程流程有很大的改進空間。而現(xiàn)在工程師可@時獨立于其硬件。這款虛擬PLC可以作為能夠根據(jù)實際需求更加的靈活選擇控制調(diào)整底層OT設(shè)備的配置和參數(shù)，以實現(xiàn)軟件定義自動化搭建數(shù)字世界與物理世界之信息技術(shù)（IT）與運營技術(shù)（OT）的深度融合，是數(shù)字工業(yè)世界重塑物理世界的關(guān)鍵，也是工業(yè)界間找到平衡。工業(yè)邊緣智能為傳統(tǒng)的解決方案提供了一個新的選擇。它能輕松融入現(xiàn)有工廠體系，通過將應(yīng)用程序部署在獨立的工業(yè)邊緣設(shè)備小延遲。這些邊緣設(shè)備不僅能直接協(xié)調(diào)控制現(xiàn)場設(shè)備，如PLC和執(zhí)行器，還能將篩選和處理后的步分析。而應(yīng)用程序的升級可以直接通過over-隨著軟件定義自動化的普及，傳統(tǒng)的制造自動化金字塔分層結(jié)構(gòu)正逐步向更加扁平、靈活的方向發(fā)展。線。物理世界的變化被精確捕捉，并即時反饋至數(shù)字世界，從而在真正意義上實現(xiàn)數(shù)字工業(yè)世界與物創(chuàng)新往往蘊藏于對現(xiàn)有概念的創(chuàng)造性融合之中，而非單一技術(shù)的孤立突破。重組創(chuàng)新將不同領(lǐng)域大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。再到后來，計算機技術(shù)與自動化的深度融合，孕育了機器人和數(shù)字比如，在工藝方面，復(fù)雜生產(chǎn)工藝優(yōu)化長期以來被視為一項艱巨挑戰(zhàn)，而多項技術(shù)的融合應(yīng)生產(chǎn)過程。針對復(fù)雜機理導(dǎo)致的仿真耗時過信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）技術(shù)，該網(wǎng)絡(luò)通過如果遇到工藝機理不完全清晰或者數(shù)據(jù)封裝為可執(zhí)行數(shù)字孿生小程序，依托軟件定義自動化技術(shù)部署于邊緣控制器，實時數(shù)的實時采集與云端數(shù)字孿生的同步更新，通過持續(xù)優(yōu)化與校準確保模型與生產(chǎn)實際的高度中的關(guān)鍵參數(shù)和變量，疊加在實際的生產(chǎn)設(shè)備他們能夠迅速掌握難以直接觀測的信息，提升作為重組創(chuàng)新的杰作之一，具身智能將機器學(xué)習、機器人學(xué)、計算機視人機交互及傳感器技術(shù)等多學(xué)科的前沿技術(shù)整合。它們不僅僅是物5G與軟件定義自動化等技術(shù)的結(jié)合將驅(qū)動一個面向行業(yè)的局域生態(tài)系統(tǒng)，以滿足企業(yè)和工廠的網(wǎng)工業(yè)邊緣云計算系統(tǒng)依托相應(yīng)的平臺，借助平臺可以對其能力方向可以借助5G技術(shù)來做好內(nèi)置云化驅(qū)動工作，將其和工業(yè)設(shè)備有效連接在一起，這樣可以實現(xiàn)對各類信應(yīng)用賦能操作，如節(jié)拍分析、云邊協(xié)同、OEE分析、異常檢測、數(shù)據(jù)透明運維、節(jié)能分析以及預(yù)測性維技術(shù)革新推動產(chǎn)業(yè)重塑，不是單一力量所能完成的壯舉，而是需要一個多元化、開放在這個生態(tài)系統(tǒng)中，每個企業(yè)都扮演著不可或缺的角色，既是技術(shù)的受益者，也是技術(shù)的貢獻者。盡管各企業(yè)的發(fā)展軌跡千差萬別，但正是這些多元化的努力和貢獻，匯聚成了打造數(shù)字工業(yè)世界的強大合力。因此，積極投身于這一生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，不僅是企業(yè)自身成長的內(nèi)在需求，更是攜手共創(chuàng)未來數(shù)字工業(yè)世界數(shù)字工業(yè)世界協(xié)同合作的愿景離不開標準化的先行支撐。標準化確保了不同系統(tǒng)、平臺間遵循統(tǒng)一繞數(shù)字工業(yè)世界的強大生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，促進服務(wù)開發(fā)者相關(guān)者之間的協(xié)作。而這種協(xié)作不僅提升了產(chǎn)業(yè)鏈為了實現(xiàn)數(shù)字工業(yè)世界的重組創(chuàng)新，需要生態(tài)系統(tǒng)的參與者共同打造開放協(xié)同的技術(shù)組件。在數(shù)字工業(yè)世界中，技術(shù)組件以其獨特的優(yōu)勢發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。技術(shù)組件的高度靈活性和獨立性，使得它們能夠像積木般根據(jù)實際需求進行自由組合。這種模塊化設(shè)計不僅提高了系統(tǒng)的可擴展性和可維護性，還降低了開發(fā)成本和時間。同時，組件秉承開放的API設(shè)計原則，確保了跨平臺集成的便捷性，進而實現(xiàn)了無縫的互操作性。而較好的互操作性使得參與構(gòu)建數(shù)字工業(yè)世界的企業(yè)得到一個無這些組件如同數(shù)字工業(yè)世界的橋梁，促進