要充分發揮數位孿生的潛力，真實系統不僅需要彼此聯網，還需要發掘「思考」及自主行動能力。發展趨勢正朝人工智慧邁進，從單純的相互感知與互動，逐步走向溝通與自主優化。這還需要整合式資訊系統，以實現資訊的持續交換。
開發數位孿生需要強大的軟體系統，能夠在整個價值鏈中實現其應用，包括產品、機器及工廠的規劃與設計，以及產品與生產系統的營運。這樣能讓使用者以更靈活、更高效的方式採取行動，並實現製造的客製化。
數位孿生
數位孿生是產業核心，正在推動價值鏈中各項流程的轉型。作為產品、製程或效能的虛擬呈現，它們以數據串聯各階段，提升效率、減少失誤、縮短週期，並開創新機，打造全球持久競爭優勢。
貫穿價值鏈的自主數位孿生
產品、生產及效能的數位孿生
產品數位孿生早在規劃產品的定義及設計階段即已建立。這讓工程師能根據不同需求模擬並驗證產品特性，例如產品是否穩固？操作是否直觀？車身結構能否將空氣阻力降至最低？電子元件是否運作可靠？無論是機械、電子、軟體或系統效能，皆可透過數位孿生預先測試與優化所有這些元素。
同樣的原則適用於生產數位孿生。在虛擬環境中，從機器、生產設備控制器到整條生產線，每個環節皆可納入。透過 PLC 程式碼生成及虛擬調試，此模擬流程可提前優化生產作業。因此，錯誤或故障根源可在實際運作前予以識別及防範。這不僅能節省時間，更為客製化量產奠定基礎，因為即便是高度複雜的生產流程，也能以極低的成本與人力在極短時間內完成運算、測試及程式設定。
效能數位孿生則持續接收來自產品或生產工廠的營運數據。這使得機台狀態數據、製造系統的能源消耗數據等資訊得以被持續監控，進而能夠執行預測性維護，以預防停機並優化能源消耗。部分公司運用數據驅動型服務來開發新商業模式，工具機製造商 Heller 便是其中一例。與此同時，諸如 Insights Hub（前身為 MindSphere）之類的系統所獲得的數據驅動型知識還可回饋至整個價值鏈，一路延伸至產品系統。如此便形成了一個完整決策迴路，實現持續優化流程。
全方位產品與服務
Siemens 數位企業套件提供完美協調及整合的軟體與自動化解決方案，從而打造全方位策略：利用中央數據平台實現產業整個價值鏈流程的數位化。智慧型工業通訊網路確保不同生產模組間的數據輕鬆交換，並持續收集營運數據。
Siemens 的縱深防禦策略協助企業應對與日俱增的工業安全需求，有效保護工業廠房免受內外攻擊。符合標準的安全機制（從密碼防護到持續安全監控）為數位工廠提供可靠的客製化防護。
MindSphere 還是一個為工業公司開發新數位商業模式的平台，完善了 Siemens 在工業環境中的數據驅動型數位服務產品組合。它為現場數據擷取以及雲端數據傳輸與儲存提供先進的安全功能。
初步成就
借助 Siemens Digital Enterprise Suite，客戶如今可投資於具未來適應性的解決方案，逐步落實工業 4.0。例如，專用機製造商 Bausch + Ströbel 將數位化作為工程設計一致性的關鍵。該公司預計，僅在工程設計階段所節省的時間便能使效率在 2020 年前提升至少 30%。
同樣，全球夾持技術與夾爪系統的市場領導者 Schunk 已在其電控夾爪系統元件中採用數位化解決方案。這套新的工程設計流程將顯著縮短專案時程、加快調試速度，並在構建相似生產設備時大幅提升效率。
各個層級
將機器彼此聯網，並與更高層級的系統連結，可實現資源與生產數據的集中管理。這樣可確保採購與營運的成本效益，意即訂單數據可在整個公司內共享，並能識別出將訂單分配至組織內各生產據點的最佳策略。此外，物料庫存、物流流程及刀具可用性皆一目瞭然，並能有效協調。
得益於文件紀錄更為完善的製造流程及生產參數，數位孿生在品質管理領域的潛力同樣令人期待。若製造商能確切掌握哪個零件具備何種特性、安裝於哪個產品以及如何安裝，便能針對潛在問題採取精準回應，並優化其流程。Siemens 位於德國安貝格的 Simatic 生產工廠已採用完整文件記錄與評估系統，成功將生產中的錯誤率降至極低。
在製程工業，數位孿生同樣確保了更高的效率與生產力：透過從整合式工程到整合式營運的進程， Siemens 協助製程工業的企業構建從工廠工程到營運的完整數據模型。在此領域，數位化同樣實現了更短的上市時間、更好的靈活性以及更高的效率。這使企業得以成功應對全球市場的波動性及多樣性，並提升生產力、能源效率及資源效率。