为了充分释放数字孪生的潜力，现实系统不仅需要彼此互联，还需要具备“思考”和自主行动的能力。其发展正朝着人工智能方向演进，从简单的相互感知与交互，迈向通信与自主优化。这同时也要求建立集成化信息系统，以实现持续的信息交换。
数字孪生的开发依赖于强大的软件系统，使其能够贯穿整个价值链实施——涵盖产品、机器和工厂的规划与设计，以及产品和生产系统的运行。这使用户能够更加灵活、高效地运作，并实现制造的个性化定制。
数字孪生
数字孪生已成为工业领域的核心，正在重塑整个价值链的流程。作为产品、过程或性能的虚拟映射，它通过数据将各阶段连接起来，从而提升效率、减少故障、缩短周期，并释放新的机遇，打造持久的全球竞争优势。
贯穿价值链的自主数字孪生
产品、生产与性能的数字孪生
产品的数字孪生在规划产品的定义与设计阶段即已创建，使工程师能够根据具体需求对产品特性进行仿真与验证。例如：产品是否稳定、是否易于使用？车身是否具备尽可能低的空气阻力？电子系统是否可靠运行？无论涉及机械、电子、软件还是系统性能，数字孪生都可用于在前期对这些要素进行测试与优化。
生产的数字孪生亦是如此，它涵盖从单台设备、工厂控制系统到虚拟环境中的整条生产线。借助 PLC 代码生成和虚拟调试，该仿真过程可在实际投运前对生产进行优化，从而提前识别并避免潜在错误或故障。这不仅节省时间，也为定制化的大规模生产奠定基础，因为即使是高度复杂的生产流程，也可以在极短时间内以较低成本完成计算、测试与编程。
与此同时，性能的数字孪生持续接收来自产品或生产装置的运行数据，从而能够对设备状态数据和制造系统的能耗等信息进行持续监测。这使得预测性维护成为可能，可有效避免停机并优化能源使用。一些企业还利用数据驱动服务开发新的商业模式，例如机械工程公司Heller的实践。同时，来自 Insights Hub（原MindSphere）等系统的数据驱动洞察可反馈至整个价值链直至产品系统，形成一个完整闭环的决策体系，用于持续优化。
全面的产品与服务组合
Siemens Digital Enterprise Suite 提供高度协同、集成的软件与自动化解决方案，构建全面的方法体系：通过中央数据平台实现对工业全价值增值流程的数字化。智能工业通信网络支持不同生产模块之间的高效数据交换，并持续采集运行数据。
Siemens 的“纵深防御”（Defense in Depth）战略确保企业能够应对不断增长的工业安全需求，有效防范来自内部和外部的攻击。从密码保护到持续安全监测，符合标准的安全机制为数字化工厂提供可靠且可定制的安全保障。
MindSphere 同样作为工业企业开发新型数字化商业模式的平台，完善了 Siemens 面向工业环境的数据驱动数字服务组合。其为现场数据采集以及数据在云端的传输与存储提供先进的安全功能。
初步成果
借助 Siemens Digital Enterprise Suite，客户可以从现在开始投资面向未来的解决方案，逐步推进工业 4.0 的实施。例如，专用设备制造商 Bausch + Ströbel 将数字化作为实现工程一致性的关键，其预计仅通过工程阶段节省的时间，到 2020 年即可将效率提升至少 30%。
同样，夹紧技术和抓取系统领域的全球市场领导者 Schunk，已在其电控抓取系统组件中应用数字化解决方案。这一新的工程流程将显著缩短项目周期，加快调试速度，并在构建类似工厂时大幅提升效率。
在各个层级
通过实现设备之间以及设备与上层系统之间的互联，可以对资源和生产数据进行集中管理，从而在采购和运营中实现成本优势。这意味着订单数据在整个企业范围内可实时获取，并能够优化订单在不同生产基地之间的分配策略。此外，物料库存、物流流程和工具可用性也可一目了然，并实现高效协调。
随着制造过程和生产参数文档化程度的提升，数字孪生在质量管理领域展现出巨大潜力。如果制造商能够精确掌握某一部件的安装位置、特性、所属产品以及安装方式，就可以针对潜在问题做出精准响应并优化流程。Siemens 在德国安贝格的 Simatic 工厂已采用全面的文档与评估系统，实现了极低的生产错误率.
在流程工业中，数字孪生同样带来更高的效率与生产力：通过从“集成工程”迈向“集成运营”，Siemens 帮助企业构建从工厂工程设计到运行的完整数据模型。在这一领域，数字化同样带来更短的上市时间、更高的灵活性以及更强的效率，使企业能够更好地应对全球市场的波动与多样性，同时提升生产率以及能源与资源利用效率。