西门子如何让千万企业享到工业AI红利？
2024年7月4日，世界人工智能大会（WAIC 2024）在上海开幕。
与往年相同的是，这届大会再次成为全球焦点，即便上海持续高温，现场依然人头攒动；与往年不同的是，在百模大战后的这一年里，生成式AI产业落地成了本届大会的核心议题之一。
在这天下午的产业发展主论坛上，西门子全球执行副总裁，西门子中国董事长、总裁兼首席执行官肖松博士指出，“基于微软的大语言模型和西门子的行业经验，我们研发了全球第一款面向工业环境的生成式AI，这一工具已经在舍弗勒产线上正式应用。”
据悉，基于西门子这一生成式AI工具，工程师只需输入自然语言就可以自动生成复杂的代码，大大降低了编程门槛，缩短了产品开发时间。
这是在以通用人工智能为特征的第二波人工智能浪潮中，西门子这家科技公司的探索与实践，也是人工智能在西门子内孕育半个世纪后又一个时代结晶。
西门子的人工智能时刻
1956年8月，十几位年轻的科学家被邀请到美国新罕布什尔州达特茅斯学院参加一个由洛克菲勒基金会支持的研讨会，受限于当时计算架构、算力资源所限，这一为期两个月的研讨会并没有什么实质性产出，但却在学术上提出了一个颇为前瞻性的概念，人工智能。
作为全球工业巨头，西门子在人工智能领域起步可以追溯到1974年，这一年，西门子参与到了一项名为“交互式、自动、自然语言问答系统”的研究中，当时这项研究主要是为了提高数据库处理能力，改善人机交互体验。
他们不会想到，这一研究中的系统模型，在之后会成为苹果开创智能手机时代的关键利器，也将成为人工智能技术最先走进商业市场的产品原型。
实际上，在人工智能技术发展的几个重要阶段中，西门子都与这一技术前沿研究保持着同频共振。
1997年，IBM“深蓝”战胜国际象棋大师Kasparov，专家系统风靡一时，西门子中央研究院当时也在人工智能的专家系统领域进行着深入的研究，不仅发表过多篇论文，还与麻省理工学院建立起了长期合作关系。
2016年，AlphaGo战胜世界围棋冠军李世石，以神经网络为代表的人工智能技术迎来了第一波商业化热潮，这时，西门子基于神经网络的人工智能算法已经进入到了全球诸多工业生产场景中。
2024年，就在生成式AI技术发展如火如荼之时，西门子在汉诺威工业博览会上对外发布了首款用于工业环境中工程设计的生成式AI工具，西门子Industrial Copilot。
值得一提的是，这一产品官宣发布之时，已经被应用到了汽车生产制造商舍弗勒的产线上。
不难看出，自人工智能技术进入商业世界后，西门子就在全力推动其在工业领域的落地应用，而人工智能技术在工业领域的生根发芽，也催生了工业元宇宙，西门子的工业元宇宙蓝图正是伴随着西门子人工智能技术研究的一路狂飙，徐徐展开。
造一座原生数字化工厂
肖松博士在WAIC 2024上就指出，“人工智能的爆发式增长，必将加速‘工业元宇宙’的实现，丰富‘工业元宇宙’的内涵，并最终重塑整个产业价值链。”
作为工业元宇宙的重要组成部分，数字孪生是目前在工业领域商业化最成熟的场景之一。
按照2020年工信部在《信息物理系统建设指南（2020）》中给出的解释，数字孪生应该包含三部分——物理实体、信息虚体、交互对接。
物理实体是指真实世界中的实际产品，信息虚体是指虚拟世界中数字模型、孪生数据、孪生主线、数字孪生服务等虚拟产品，交互对接则是指虚拟产品和实际产品之间的数据和信息交互。
这就意味着，要做好数字孪生技术，既要具备完整的软硬件综合技术实力，又要具备深厚的行业知识和底蕴，这二者恰好是深耕工业领域百年有余的西门子独特之处。
于是，西门子工业软件团队在2017年正式对外发布了完整的数字孪生应用模型，成为了全球数字孪生的倡导者和实践者。
西门子数控（南京）有限公司（SNC）新工厂就是西门子数字孪生技术应用的一个典型案例。
2022年6月，就在西门子进入中国150周年之际，西门子数控（南京）有限公司（SNC）新工厂正式投入运营，作为西门子全球首座原生数字化工厂，SNC新工厂在建设和运营过程中，很好地融入了西门子的数字孪生技术。
以工厂建设为例，这座工厂西门子实际上一共建了两次，第一次是在数字世界里，第二次是在现实世界中。
在这座工厂正式破土动工前，西门子先是凭借覆盖工厂需求分析、布局设计、生产流程仿真以及虚拟调试等环节的数字孪生技术，在软件系统上完成了工厂的虚拟建设。
在传统的工厂设计和建设过程中，物流动线一直都是一个复杂的动态问题，一座工厂中所有的原料和产品如何在各个区域之间移动关乎整个工厂的运行效率，以往基于软件预先设计的物流动线，当实际运转时，往往会有意想不到的堵点，有了这座虚拟工厂，在现实中的工厂建设之前，就可以先让物流系统在虚拟工厂中运行起来，当遇到问题时，可以在虚拟工厂中随时修改动线，从而提升工厂开工后的运行效率。
在这座工厂建设过程中，西门子也引入了大量人工智能系统。
Smart ECX智慧能碳管理平台是西门子在这一工厂中引入的智能系统之一，Smart ECX智慧能碳管理平台可以实时监控组织碳排放，组织碳排放监测更多是从节能降碳的角度来指导工厂有效地进行能源效率提升，直接和间接降低碳排放。
通过这些关键技术的引入，以及一系列软硬件和系统层面的优化，西门子这座新工厂投产后，生产效率提升了20%，柔性生产能力提升了30%，产品上市时间缩短了20%，实现了每年减碳3300吨。
西门子这座SNC新工厂如今已经成为全球原生数字化工厂的“样板间”，每年都会有不少企业去参观走访、一探究竟，希望从中学习一些数字化、智能化先进经验，借鉴到自己企业的生产实践中。
实际上，就在越来越多企业走进西门子时，西门子也在积极走出来，在联合生态伙伴将更多数字化、智能化经验传递到产业中。
用人工智能，服务千行百业
2022年11月，在第五届中国国际进口博览会上，西门子正式面向中国市场发布了开放式数字商业平台——西门子Xcelerator。
这一平台的发布，成了西门子在中国助力企业数字化转型的一个新开始，这也标志着国内4800万缺乏数字化技术、人才和经验的中小企业，又多了一条进入数字化转型的快车道。
在西门子Xcelerator上线后，西门子一方面将自己沉淀了多年的人工智能技术、数字化转型经验的产品和方案上线到了这一平台上，例如，西门子面向工业AI预测性分析软件SiePA，以及前文提到的西门子智慧能碳管理平台Smart ECX等产品均已经上线等一批解决方案应用到了平台上。
值得一提的是，SiePA是西门子推出的一个重要的工业AI预测性分析系列软件，目前已经有SiePA设备运维预测预警、SiePA生产工艺预测预警、SiePA预测性优化三款应用工具，可以分别针对机械振动分析、过程时序分析、DCS，提供AI预测分析能力，在青岛炼化等数字工厂中得到广泛应用。
在阿赫玛2024展会期间，西门子还展示了SiePA加入了大模型的智能操作助手SiePA Xssistant，该助手融入了工业行业知识，能够以对话的形式接收任务，在人类不干预或有限干预的情况下，自主完成相应的任务，在传统工业软件的基础上，实现更智能、高效的工厂设备运行管理。
另一方面，西门子通过繁星计划，也在联合生态伙伴，将更多生态伙伴的优质方案汇聚到平台上。
上海大制科技的拧紧分析模型就是在西门子Xcelerator平台上线的典型工业AI解决方案，这一分析模型基于西门子IED边缘计算机427E，可以实时获取每一颗螺栓的拧紧曲线，并对其进行自动分析，识别异常并进行分类，反馈至生产线。
通过这一AI模型对工艺曲线进行深度分析，可以在原有设备控制基础上识别潜在的质量风险，实现生产工艺全过程监控和风险拦截。
在某个配备了大量带有拧紧控制器的自动拧紧轴和手工拧紧枪的新能源汽车厂中，通过应用大制科技这一方案，对汽车厂中这些设备每个拧紧单独建立分析模型，并使用对应的历史数据进行模型训练，让模型能够适应不同部位和工艺的拧紧特征。
一颗螺栓虽小，但要打好是有大学问的，导入实际产线后，分析模型在拧紧结束后2～3s内就能反馈出分析结果，让生产线有充足的时间进行风险拦截和返工，从而解决了生产线产品长期以来缺陷多发的问题。
上海大制科技不是唯一一家将人工智能解决方案上线到西门子Xcelerator平台上的企业，据西门子官方公布的数据显示，截止今年5月底，西门子繁星计划生态伙伴已经达到95家，这些生态伙伴的方案都将成为西门子Xcelerator的重要组成部分。
而通过西门子Xcelerator，西门子正在用人工智能技术服务千行百业，也在加速推动工业元宇宙的到来。
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fu.lin@zhiding.cn
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