2025 年行業展望：工業機械邁入數字化企業時代
發布時間：2025-01-03 作者：西門子數字化工業軟件 工業機械行業副總裁 Rahul Garg
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近年來，客戶越來越多地要求工業器械企業將設備作為一種服務來提供，這標志著工業器械企業正從單純的機器銷售向提供機器相關服務轉變。
想要在這個不斷發展變化的制造環境中蓬勃發展，作為供應商的工業器械企業必須接納數字化企業的概念。數字化企業模式整合了物理領域和數字領域，對從設計到生產的整個機械操作生命周期進行優化。通過采用這一方法，企業能夠實現其目標并改善運營狀況，而使其行之有效的要素就是數據。
數字化企業模型可以連接現實世界和物理世界，帶來更高的靈活性和透明度等。
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通過連接物理世界和數字世界，企業可以將數據轉化為驅動業務運營的動力。從本質上講，數字化企業為制造企業提供了針對流程的全面視角，最終帶來更為明智的決策。但要將這一設想變為現實，制造商需要機械制造商提供更智能、更靈活的機器。這就要求機械制造商在自己的設計和生產流程中打造數字化企業。
數字化企業的核心包括全面的數字孿生，以及以流程為中心將數字孿生的所有要素整合在一起的數字主線。這些要素共同推動實現軟件定義自動化（SDA）這一終極目標。
全面的數字孿生：自動化的關鍵
全面的數字孿生可以實現產品和生產生命周期的無縫集成，企業可以利用仿真工具在虛擬環境中實現這種綜合性方法，在提高產品質量的同時縮短設計周期，并降低成本。此外，數字孿生還可以幫助制造商分析客戶如何使用特定產品。監控機器性能不僅能讓制造商支持客戶并解決他們的問題，還能幫助制造商利用這些數據，并將其反饋到設計和工程中。
西門子與費斯托（Festo）—— 一家為全球逾 30 萬客戶提供工廠及流程自動化服務的全球領先企業合作，打造了一個用于設計和仿真運動學及物理運動序列，以及對機器和設備（包括電機、執行器和傳感器）進行虛擬調試的解決方案。這是一個面向系統工程的跨學科應用：機械工程師、電氣工程師、軟件工程師以及自動化專家都能夠使用這一解決方案，依據整個項目中客戶的需求，在共享的系統環境下開發并驗證機器概念，還能迅速探索替代概念。來自這些學科領域的工程師可以使用機電一體化概念設計器同時開展項目工作，最多可將開發時間縮短 30%。
該解決方案還支持終端客戶利用機器的數字孿生來操作機器或系統，并進行虛擬調試。機器模型可與實際的機器控制系統相連，以測試整個應用程序的功能。這些功能使機電一體化工程師能夠極大地加快實際機器的調試速度。此外，在機器的持續運行過程中，數字孿生可用于進行預測性維護，從而減少代價高昂的停機時間。
數字主線：統一運營的紐帶
成功的數字化企業的另一個關鍵要素是數字主線——一種貫穿產品或資產整個生命周期的不間斷數據流的連接框架。數字主線是一種將數字孿生的所有要素以統一的方式整合在一起的機制，它能在整個企業范圍內最大限度地發揮全面數字孿生的潛力，將孤立的數據轉化為集體智慧。
數字主線實現了資產、產品或流程中數據的無縫流動。
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信息技術（IT）與運營技術（OT）的融合就是數字主線實際應用的一個例子。通過將此前相互孤立的信息技術（IT）領域和運營技術（OT）領域連接起來，創造了一種連續的信息流，將設計和制造流程的每一個步驟都連接了起來。這種融合使得數據能夠在企業內部快速流轉，形成一個閉環，各個團隊之間可以共享從數據中獲取的洞察信息。
丹佛斯是一家擁有廣泛工業解決方案及零部件產品組合的跨國公司，提供多種配置特定產品型號的選項，以便最大程度地滿足客戶需求。對丹佛斯而言，端到端信息技術（IT）架構的靈活性對于其成功服務客戶至關重要。實現其制造業務的數字化可確保高質量生產，保證生產的可重復性，并能基于數據做出決策。
西門子 Opcenter 是丹佛斯實現制造運營數字化的關鍵推動因素，能夠支持其豐富的產品組合。丹佛斯工程與制造部門信息技術高級總監 Allan Pedersen 表示：“從信息技術角度來看，擁有一款統一的工具能讓我們整合來自不同工廠的需求，而且由于可以利用已有的模板，使我們在執行過程中速度更快。”
隨著越來越多的制造商實現 IT/OT 融合，機械制造商需要設計兼容性更強、更智能且更具連接性的機器。通過確保機械能夠在 IT 和 OT 系統之間交換數據，機械制造商在實現客戶所需的信息流持續暢通方面發揮著關鍵作用。機械設計成為推動 IT/OT 融合的一個重要組成部分。
人工智能：驅動工廠邁向未來的引擎
毫無疑問，AI 正在使企業運營更加高效，同時為員工自動化處理繁瑣事務。在制造業中，工業 AI 將推動數字化理念進入超高速發展階段。它可以幫助解讀工業世界的復雜性，并優化那些至關重要、不能出錯的系統。換句話說，工業 AI 負責將數字化企業的數據轉化為實際解決方案。
AI 助手能夠幫助機械制造商加速 PLC 編程，從而提高生產效率。
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生成式設計 AI 也在革新機械制造商實現創新的方式。通過探索多種設計可能性，AI 加速了從概念到完成的過程，幫助制造商更快地在預算內實現最佳結果。
AI 還提升了設計工具的易用性。智能指令預測和工作流程引導簡化了操作流程，幫助新手用戶迅速掌握復雜工具的使用方法，同時也讓設計師能夠更高效地工作。通過將重復性任務自動化以及簡化復雜的工作流程，AI 不僅加快了機器的設計速度，還提高了打造助力現代制造業發展的工具的速度和精度。
對于機械制造商而言，數字化企業模式代表著一種變革性的方法。為所有組織數據創建一個單一的真實數據來源，可以建立可靠的決策基礎，將信息流連接到各個部門之間。通過數據、自動化和實時洞察，將企業的方方面面都相互關聯起來。通過整合全面的數字孿生、建立數字主線并利用人工智能，擺脫過時、零散的系統，從而構建一個有韌性的框架，讓企業獲得更高的靈活性，并取得可持續的成功。