要說生成式 AI 是當下話題之王，沒有人會反對。簡單幾句話，就能讓兵馬俑“復活”唱秦腔，特朗普說上脫口秀。

情緒價值拉滿之余，你敢不敢想象更酷的事情？如動動嘴皮子就能造出想要的東西。AI 不僅能夠生成一段視頻，更能構(gòu)建一個沉浸式、高仿真、遵循物理規(guī)律的虛擬空間，只需自然語音輸入指令，它就能將其轉(zhuǎn)化為專業(yè)的工業(yè)語言，再交由現(xiàn)實工廠的智能化產(chǎn)線變成“實物”。

敢不敢想象更酷的事情，動動嘴皮子就能造出想要的東西!

如此美妙未來或許看似遙遠，但在西門子的描繪下，它早已不是空中樓閣，AI 在工業(yè)領域的應用正邁向一個嶄新階段。

今年 4 月，西門子展示了其全球第一款工業(yè)工程設計生成式 AI 產(chǎn)品 Industrial Copilot ，這款工具已經(jīng)在德國舍弗勒的產(chǎn)線上啟用；在剛剛結(jié)束的阿赫瑪展會上，西門子首次推出多款面向綠氫行業(yè)的全新軟件工具，通過應用生成式 AI 提升氫氣產(chǎn)量；西門子首個工業(yè)時序數(shù)據(jù)基礎模型也在開發(fā)訓練中，未來還會基于西門子萬億級數(shù)據(jù)集持續(xù)優(yōu)化迭代……

工業(yè)人工智能‘駕馭’工廠

想象一下，你走進了世界最大的汽車供應商之一德國舍弗勒的生產(chǎn)車間，環(huán)顧四周，各種自動化設備正在有條不紊地運作著。

“我想在 band 中添加一個新的圖形塊( graph block )，并將其命名為 210 sequence ?！币晃辉O備操作人員打開西門子 Industrial Copilot 對話框，用簡單的自然語言輸入要求。很快，虛擬助理回答，“我已經(jīng)在 0210( Band ) 中添加了一個 S7-Graph 塊?！?

去年德國紐倫堡國際電氣自動化系統(tǒng)及元器件展（SPS），西門子展示Industrial Copilot 根據(jù)自然語言的命令，自動生成復雜的工業(yè)代碼。

此時，另一位操作員用自然語言告訴虛擬助手，想要產(chǎn)線的機械臂進行抓取，系統(tǒng)直接調(diào)用了機器人功能庫里相應模塊，機械臂就能抓起流水線上的物品。

除了代碼生成和優(yōu)化，如果設備突然停止工作，舍弗勒工廠的工程團隊還可以用自然語言訪問相關文檔、指南和手冊，快速識別潛在錯誤原因，找到解決方案。

去年SPS，西門子展示和 Industrial Copilot 簡單對話就能找到設備故障原因。

相比體驗感拉滿的消費端產(chǎn)品，企業(yè)級軟件的交互體驗仍然極為復雜，由此也降低了產(chǎn)品開發(fā)效率。西門子率先利用生成式人工智能技術(shù)重構(gòu)工業(yè)軟件體驗，大幅提升了工程師的工作效率。在剛結(jié)束的2024世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議上，Industrial Copilot還榮獲“SAIL（ Super AI Leader ,卓越人工智能引領者獎）之星”獎項。

然而，西門子并不僅滿足于提供 Industrial Copilot 這樣的人工智能創(chuàng)新產(chǎn)品，它更是工業(yè)人工智能的使用者和踐行者。在西門子自有工廠里，大量人工智能技術(shù)與場景的有機結(jié)合早已成為呼吸一般的存在。

在成都高新區(qū)，西門子建立了其在中國的首座數(shù)字化工廠。走進車間，全自動化生產(chǎn)線上，幾乎看不到多少操作工，只有少數(shù)工人在生產(chǎn)線后，操作鼠標、鍵盤，發(fā)出指令。

這座“燈塔工廠”已經(jīng)部署了近 100 個 AI 項目，應用在了質(zhì)量檢測、垃圾處理等多個場景中。

產(chǎn)線上配備了自動光學檢測（AOI）設備檢測電路板焊接點質(zhì)量，但嚴格的標準設置帶來大量“假陽性”，需要大量人工復檢。在 AOI 設備之后添加一個 AI 系統(tǒng)進行二次檢查，工廠成功過濾掉了 90% 以上的“質(zhì)量有問題”圖片，大大降低了工人的工作量。

對于工廠來說，工業(yè)垃圾的處理是一個不大不小的麻煩。前端生產(chǎn)線每天 24 小時不停，工廠每天就會產(chǎn)生數(shù)千箱的工業(yè)垃圾?，F(xiàn)在，AI 分揀機器人的危廢品識別率達到 100% ，制成品等其他物料識別率達 94% ，綜合識別率超過 96% ，已經(jīng)完全不需要人工處理垃圾。

走出‘獨步武林’

高質(zhì)量工業(yè)數(shù)據(jù)讓 AI 釋放生產(chǎn)力

西門子掌門人博樂仁（ Roland Busch ）曾表示，人工智能這項技術(shù)單獨存在是沒有任何意義的，你只有把它放到各個行業(yè)中去，才會產(chǎn)生巨大效益。

然而，工業(yè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可得性一直制約著當前 AI 規(guī)?；瘧?。在中國大量的工業(yè)制造現(xiàn)場，數(shù)據(jù)種類紛繁復雜，質(zhì)量參差不齊，只有大量且高品質(zhì)的工業(yè)數(shù)據(jù)才能訓練出可靠的工業(yè)模型，而這些合格的工業(yè)“養(yǎng)料”從采集到使用并不是一件易事。

作為擁有 177 年歷史的工業(yè)巨頭，西門子業(yè)務版圖橫跨 40 多個重點行業(yè)，服務超過 40 萬家客戶，憑借龐大市場份額沉淀下海量工業(yè)數(shù)據(jù)資源，成為其在數(shù)字化時代的核心競爭力。

正在開發(fā)和訓練的西門子首個時序數(shù)據(jù)的基礎模型 GTT 1.0 就是這一天然優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。GTT 1.0 目前由 330 多億高質(zhì)量時序數(shù)據(jù)點訓練而成，這些時序數(shù)據(jù)涵蓋離散制造、流程工業(yè)、能源、交通、樓宇等多領域。在多個公開域測評任務中，無需微調(diào)，該模型即可展現(xiàn)出優(yōu)秀的預測能力，解決工業(yè)場景中的趨勢預測、異常檢測等時序分析問題。

管中窺豹，西門子工業(yè)數(shù)據(jù)的“獨步武林”不僅是體量上，更體現(xiàn)在質(zhì)量、多樣性和專業(yè)性上，是近些年頻繁現(xiàn)身工業(yè)展會的互聯(lián)網(wǎng)巨頭和許多工業(yè)同行難以企及的。而這些優(yōu)勢，都深植于西門子在工業(yè)硬件和軟件領域的全面布局與深度融合。

作為全球領先的工業(yè)系統(tǒng)和設備提供商，西門子的硬件產(chǎn)品線極其廣泛。其工控系統(tǒng)作為傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化的基石，控制器（PLC）在全球三分之一的工廠中得到使用。這些基礎設施能夠直接從機器、設備等數(shù)據(jù)源頭采集覆蓋生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的海量工業(yè)數(shù)據(jù)。

例如，西門子 Industrial Edge 邊緣計算平臺可以部署在靠近數(shù)據(jù)源頭的位置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。同時，西門子的自控類產(chǎn)品與系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入與實時閉環(huán)控制。

更重要的是，西門子深度參與了現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等通信協(xié)議的制定，使其能夠以極高的顆粒度和準確性采集現(xiàn)場層數(shù)據(jù)。

正如幾年前博樂仁接受《財經(jīng)》專訪時所說：“我們是有行業(yè)知識的，這是因為我們在做大量的相關硬件，這是決定性因素。”

同樣，在軟件領域，西門子也展現(xiàn)出強大實力。作為全球十大軟件企業(yè)之一，在汽車行業(yè)，世界前 10 的整車企業(yè)中，有 9 家使用西門子工業(yè)軟件。十幾年來，通過一系列戰(zhàn)略性收購和技術(shù)沉淀，西門子逐漸構(gòu)建起一個全面的工業(yè)軟件生態(tài)系統(tǒng)，使得不同層級（如設備層、車間層、企業(yè)層）、不同系統(tǒng)（如MES、PLM）、不同部門（如設計、生產(chǎn)、服務）之間的不同類型數(shù)據(jù)的集成和協(xié)同成為可能，形成西門子獨有的數(shù)據(jù)優(yōu)勢。

從火車到汽車，從電力設備到醫(yī)療器械，西門子不僅是這些產(chǎn)品的制造者，也是使用者。這種“知行合一”的經(jīng)驗，加之“軟硬兼施”的全面布局，最終構(gòu)筑起西門子無以倫比的數(shù)據(jù)生態(tài)優(yōu)勢。

打通任督二脈

行業(yè)知識的充分澆灌讓 AI 學會工作

由于工業(yè)數(shù)據(jù)的復雜性遠超一般認知，除了常見的圖像和文本數(shù)據(jù)，工業(yè)領域還包含了諸如邏輯控制類、時序數(shù)據(jù)以及各種圖像和 3D 模型等多種模態(tài)的數(shù)據(jù)。理解和利用這些數(shù)據(jù)需要豐富的工業(yè)背景和經(jīng)驗。

比如，當觀察到軸承溫度上升到 80°C ，且振動頻率增加 20% 時，IT 人員可能只能識別出存在異常，而經(jīng)驗豐富的 OT 工程師能預測 48 小時內(nèi)可能發(fā)生嚴重故障。

“AI 要從消費走向工業(yè)，就必須深度結(jié)合工業(yè)場景，打通數(shù)字和機理的任督二脈，以安全、可靠、可信的工業(yè)級 AI，實現(xiàn)生產(chǎn)力的飛躍，”西門子全球執(zhí)行副總裁、西門子中國董事長、總裁兼首席執(zhí)行官肖松在 2024 WAIC 產(chǎn)業(yè)發(fā)展全體會議上的發(fā)言中談到。

西門子全球執(zhí)行副總裁、西門子中國董事長、總裁兼首席執(zhí)行官肖松在2024 WAIC產(chǎn)業(yè)發(fā)展全體會議上發(fā)言。

現(xiàn)在看來，這一見地恰如其分地解釋了為什么 Industrial Copilot 這樣的工業(yè)生成式 AI 產(chǎn)品會出自西門子之手。

與 Python 、Java 等高級語言相比，PLC 編程語言如梯形圖（ Ladder Diagram ）和指令表（ Instruction List ）是專為工業(yè)控制而生的，與硬件知識密不可分。這種深度的硬件依賴性，使得開發(fā)工業(yè) AI 系統(tǒng)的難度倍增。而且，為工業(yè)設備編寫 PLC 代碼意味著接受一場關于精準性和可靠性的嚴苛考驗，容錯率近乎于零。

為幫助大語言模型勝任這些挑戰(zhàn)，西門子提供了大量的行業(yè)知識、實際應用案例以及專業(yè)領域的知識和規(guī)則，構(gòu)建豐富的訓練數(shù)據(jù)集，確保生成的代碼符合工業(yè)標準要求。

SiePA Xssistant 也是如此，它是西門子為其工業(yè)預測性分析軟件 SiePA 新配的“助手”。為了保證這個助手的回答既專業(yè)又實用，真正滿足工業(yè)用戶需求，研發(fā)人員應用了為工業(yè)專業(yè)領域應用量身打造的生成式人工智能QRA（ Question-Reference-Answer ）框架，將傳統(tǒng) ChatBot 技術(shù)與 SiePA 中內(nèi)置的西門子多年積累的設備故障診斷經(jīng)驗和專業(yè)知識庫相結(jié)合，為工業(yè)用戶打造了可以一直“陪伴”在身邊的行業(yè)專家，進一步為智能工廠運維帶來面向未來的嶄新用戶體驗。

工業(yè) AI 的成功落地遠非單純的技術(shù)應用，而是一場深度融合技術(shù)與經(jīng)驗的復雜挑戰(zhàn)。不論是前沿的生成式 AI，還是常見的工業(yè) AI 項目，其成功實施都離不開豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗和深厚的行業(yè) know-how 。

沒有工藝工程師，工廠恐怕連 AI 檢測模型都建不起來，因為需要他們定義模型用來檢測什么？應該檢測哪些點？什么叫通過？什么叫不通過？典型缺陷有哪些？一個模型幾十個參數(shù)，只有他們能夠準確判斷哪些參數(shù)至關重要，并理解調(diào)整這些參數(shù)對檢測結(jié)果的影響。此外，AI 模型輸出的結(jié)果還需要工藝工程師評估和解釋，并提出優(yōu)化建議。

不僅如此，在復雜多變的工業(yè)場景中，AI 項目落地還會面臨跨學科、跨領域、跨產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)，這也是為什么超過 80% 的中國制造業(yè)企業(yè)渴望 AI 解決方案供應商能夠提供全方位服務：從前期咨詢規(guī)劃到后期實施運維的全流程、端到端解決方案[1]。只有像西門子這樣積累了“百年工業(yè)家底”（涵蓋產(chǎn)品與知識）的行業(yè)翹楚，才有可能游刃有余，量體裁衣。

光而無耀，靜水深流

AI 頻頻登上頭條， 讓人很難辨別哪些企業(yè)是這輪熱潮中真正的贏家，哪些企業(yè)會獲得更為長遠的成功。如果說在消費領域，純數(shù)字驅(qū)動的商業(yè)模式或許能夠快速崛起，在這浩瀚的工業(yè)棋局中，沒有一夜暴富的奇跡。

170多年前，西門子的創(chuàng)始人就在通訊和電網(wǎng)領域取得了開創(chuàng)性的技術(shù)突破。這種對科技創(chuàng)新的不懈追求已深深融入西門子的 DNA 。

早在 1974 年，西門子就參與到“交互式、自動、自然語言問答系統(tǒng)”的研究中， 并以“智能計算機”為主題發(fā)表文章。眼前人工智能的一切繁榮景象，那個時候都不存在，甚至還沒有出現(xiàn)在谷歌、微軟、亞馬遜等創(chuàng)始人的頭腦中。

在工業(yè) AI 領域，西門子耕耘已經(jīng)超過 50 年。1990 年代，西門子就為一家煉鋼廠部署過神經(jīng)網(wǎng)絡。2003 年，西門子開始創(chuàng)造性地使用神經(jīng)網(wǎng)絡，三年后，全球約 60 家軋鋼廠配備了西門子的神經(jīng)網(wǎng)絡。2010 年代開始，西門子工業(yè) AI 加速奔赴更多行業(yè)。

如今，西門子在工業(yè) AI 領域擁有 1,500 多名 AI 專家，AI 專利申請數(shù)量達到 3,700 項，位居歐洲第一。AI 和數(shù)字化實驗室遍布歐洲、美國和中國，為西門子探索工業(yè) AI 的發(fā)展之路奠定了堅實基礎。

從技術(shù)創(chuàng)新到實踐落地的征途上，成功永遠在于捕捉真實的市場需求，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)和商業(yè)模式，并為行業(yè)創(chuàng)造真正的價值。

注釋[1]：數(shù)據(jù)來源于西門子出版的《未來自動化 工業(yè)人工智能白皮書 2022 》