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Industrial AI

制造业中的工业 AI

作者:美国企业传播部

人工智能(AI)已经证明它可以分析信息,发现模式并提出建议。Industrial AI 面临着更严峻的考验:它能否将这些见解转化为工厂车间的可衡量改进?

国家标准与技术研究所(NIST)2026年在制造业人工智能方面的工作反映了这一挑战。除了人工智能在提高生产力和弹性方面的潜力外,它还确定了实验和广泛制造应用之间的技术复杂性、投资回报率的不确定性、互操作性和可靠部署等挑战。

在西门子,我们将人工智能能力与对工业设备、自动化和工程的深入了解相结合。这使我们能够帮助客户在实际生产、维护和工程工作流程中应用人工智能。

对于美国制造商而言,人工智能在解决可衡量的运营问题、在混合技术环境中工作并赢得足够的信任以影响物理运营时创造价值。因此,运营必须表现得更好。

制造商应该首先在哪里部署 Industrial AI 以获得可衡量的价值?

制造商应首先确定他们需要解决的挑战,然后确定哪些人工智能解决方案可以提供帮助。

令人印象深刻的模型和有价值的制造应用程序不是一回事。确定哪些地方存在停机、质量损失、维护需求、吞吐量限制或造成可衡量后果的工程瓶颈。然后根据该问题进行反向研究,以确定哪些数据、工作流程和情报可以改变结果。

根据 克里斯史蒂文斯,Siemens U.S. Digital Industries总裁,成功的部署始于业务问题,并决定数据、工作流程和用户体验如何产生可衡量的结果。

预测性维护就是一个有用的例子。 BlueScope 开始部署 Siemens Senseye Predictive Maintence,以便在设备出现故障之前识别异常。西门子报告称,该计划在全球各地避免了超过1,950小时的机器停机时间,并防止了53次完全停机。这是一个比部署的模型数量更有意义的工业AI指标。

该课程不仅适用于维护。当质量、吞吐量或工程时间限制性能时,它们可能同样是重要的起点。共同点是与可衡量结果相关的业务基线。当制造商不仅能够指出该技术生产了什么,而且可以指出由此导致的运营发生了什么变化时,Industrial AI就获得了规模权。

当 Industrial AI 开始影响运营时,会发生什么变化?

当 AI 从提供信息转向影响工程、维护或生产决策时,风险方程式就会发生变化。

办公室工作流程中的建议可以在不影响实际流程的情况下进行审查、修改或丢弃。更改机器参数、控制顺序或维护操作的建议可能会产生操作后果。人工智能越接近物理执行,上下文、验证、权限和人工监督就越重要。

我们已经看到这个边界在移动。 IMA 集团 正在与西门子合作,将工业人工智能引入包装机控制。生产场景在数字双胞胎中进行模拟,生成合成训练数据,然后将神经网络嵌入到 PLC 中,以实现实时运动控制和自适应机器行为。该方法允许在物理调试之前对模型进行训练和验证。

NIST 正在从标准的角度研究同样的新兴挑战。其 2026 年制造研讨会侧重于开发和验证人工智能驱动的运营、维护和控制策略,以及信任、安全以及评估人工智能对物理过程和资产的影响。

因此,更强的人工智能能力不应该意味着更弱的控制。这应该意味着从洞察到建议再到经过验证的行动,这是一条更加深思熟虑的途径。决定越重要,这条路需要变得越强大。

Industrial AI 如何在棕地制造中发挥作用?

将Industrial AI集成到现有工厂会带来特殊的挑战:设备、自动化系统和传感器的使用寿命和能力各不相同,可能没有考虑到人工智能来收集可用数据。

这使得互操作性和部署架构与模型性能一样重要。

BlueScope 的全球预测性维护推出 说明了实际现实。该计划遇到了传统设备、过时的传感器和有限的基础设施,以及源自包括不同更新速率和格式的HMI和PLC在内的系统的数据。团队没有等待完美的数据,而是评估了可用信息,并在必要时对其进行了补充。随着BlueScope对其所学内容进行标准化,西港的运营从设置进展到三个月来首次成功进行预测性维护,而最初的试点为18个月。

奥迪展示了挑战的另一个维度。与 Siemens 合作, 该汽车制造商使用 Industrial Edge 基础设施 它支持虚拟 PLC 和 AI 解决方案。它的人工智能模型可以识别裂缝和焊缝飞溅等缺陷,而标准化的基础设施则提供了一种将人工智能集成到自动化环境中并进行更广泛部署的方法。

对于美国制造商来说,其含义很重要。Industrial AI 并不要求所有现有资产都变成新资产。相反,扩展取决于在可重复的架构中连接可用数据和自动化,该架构可以容纳工厂车间已经存在的异质性。

对于美国制造商而言,人工智能在解决可衡量的运营问题、在混合技术环境中工作并赢得足够的信任以影响物理运营时创造价值。因此,运营必须表现得更好。

随着 Industrial AI 变得越来越强大,为何领域专业知识更为重要?

通用 AI 可以识别海量信息中的模式。Industrial AI 必须了解这些模式在物理过程中的含义。

这就是领域专业知识变得越来越重要而不是不那么重要的地方。

工业数据带有背景信息:一种运行条件下的温度变化可能是正常的,而在另一种运行条件下则可能出现警告。维护建议必须考虑资产、运营历史和生产环境。工程变更必须尊重物理限制。西门子强调同样的要求:组织需要情境化的数据和工作流程,以便在正确的时机将人工智能见解交到正确的人手中,而不是要求工程师这样做 浏览断开连接的 AI 工具。

而且专业知识本身也承受着压力。美国劳工统计局的项目 近 100 万个空缺职位 从2024年到2034年,平均每年从事生产性职业,这主要是因为工人永久离开职业,包括通过退休或职业转移。

因此,Industrial AI不仅作为自动化层发挥着重要作用,而且是使现有知识更易于访问的机制。

例如,在埃兰根西门子电子工厂,生成式人工智能助手帮助员工使用工业信息对机器进行故障排除。对维护工程师的采访表明 平均节省 25% 在反应性维护时间内。

目标不是将人工智能与人类专业知识分开。它将人工智能的规模与使工业知识发挥作用的背景和判断相结合。

数字双胞胎如何在部署之前验证工业 AI?

如果 Industrial AI 要影响物理系统,制造商需要一个可以安全地让建议失效的地方。

数字双胞胎可以提供这种环境。

原理很简单。制造商可以虚拟地评估拟议的变更,而不是直接从人工智能生成的建议转向实时生产变更。数字双胞胎可以在实际实施之前测试多个场景并确认预期结果。随着人工智能从识别问题转向建议行动,这种验证变得越来越重要。

IMA 集团 提供了一个具体的例子。该公司使用在数字双胞胎中模拟的生产场景来生成用于训练控制模型的合成数据。这样可以减少物理测试并允许在调试之前进行验证;然后,经过训练的神经网络可以在 PLC 中运行以支持自适应机器行为。

更重要的是,随着人工智能变得更具操作性,仿真在战略上变得更有价值。

仅凭模型的置信度分数无法判断制造商提出的决策在真实机器或过程的限制下是否能正常运行。数字双胞胎可以在生产承担风险之前评估潜在结果,从而在计算智能和物理现实之间架起一座桥梁。

从这个意义上讲,信任并不一定意味着听从人工智能的一面之词。它可以来自对建议的测试。

Industrial AI 副驾驶和代理何时能创造真正的价值?

当副驾驶缩短员工问题与解决问题所需的专业知识之间的距离时,他们可以创造最大的价值。

这可能意味着查找复杂的技术信息、解释错误信息、协助故障排除或支持工程工作流程。在埃尔兰根,工业副驾驶方法使生产员工可以在车间获得由人工智能驱动的助手。Siemens 报告说,维护工程师访谈表明 被动维护时间缩短了 25%。重要的是,员工仍然可以决定涉及机器设置或其他解决方案的建议是否合适。

代理商之所以进一步提高赌注,是因为他们新兴的角色不仅是回答问题,而且是推理、规划,并可能在整个制造工作流程中采取行动。NIST 将代理人工智能描述为 关键前沿 用于工程和运营,同时指出,由于对可靠性、安全性的担忧以及缺乏标准化绩效指标,其广泛采用受到限制。其工作特别强调了验证机构决策的必要性。

这表明了一条明智的分界线。制造商可以在人工智能检索知识、综合背景和支持人类决策方面更快地采取行动。随着人工智能转向影响物理运营的行动,他们应该要求逐步加强验证和治理。

因此,应将自主权视为一种进步,而不是一种转变:协助、推荐、验证,然后只有在业务证据证明合理的情况下才实现自动化。

制造商应该如何衡量 Industrial AI 的成功?

部署的飞行员、模型、副驾驶或代理的数量几乎没有告诉我们工厂是否在改善。

制造业内部已经存在重要的指标:避免了停机、减少了废品、提高了吞吐量、缩短了维护时间、加快了调试、提高了质量,以及将工程时间返还给了员工。

这种区别尤其重要,因为人工智能的采用可以先于运营整合。在 达拉斯联储2026年5月的德克萨斯州商业展望调查,三分之二的受访公司报告使用了人工智能,但美联储表示,使用人工智能主要发生在测试或试点中,或在一小部分员工中。在相对有限的43家受访公司中,有62.8%的受访公司表示,人工智能已集成到核心业务流程和/或运营中。

特别是对于制造业而言,应根据结果来判断从实验到运营价值的过程。

BlueScope 不止于此 避免了 1,950 小时的停机时间,53 次防止了过程停止 提供一种模型。埃尔兰根报道 反应维护时间平均缩短 25% 提供了另一个。这些数字衡量的是操作情况,而不是技术的新颖性。

这是 Industrial AI 现在必须满足的标准。

制造业人工智能的下一阶段不会通过询问制造商部署了多少人工智能来定义。它将由一个更难、最终更有价值的问题来定义:

由于人工智能是其中的一部分,操作是否有明显的改善?

发布时间:2026 年 10 月 27 日