聚焦工业AI与数字孪生:Joseph Pareti详解西门子如何赋能半导体及制造升级

来源:爱集微 #集微大会# #分析师论坛#
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5月27日至28日,由爱集微与IC50委员会联合主办的全球半导体分析师论坛,在2026第十届集微大会上同期举行。来自Joseph Pareti's AI Consulting的人工智能顾问Joseph Pareti,以“从确认走向自主推理:半导体产业智慧自动化转型之案例研究”为主题发表演讲,系统梳理了工业AI与数字孪生技术在半导体及更广泛工业领域的最新落地成果。

AI全面融入工业:从芯片设计到汽车制造

Joseph Pareti首先以西门子的最新实践为切入点。他指出,在近期的发布会上,西门子全面展示了AI赋能工业的全栈产品矩阵,涵盖150余款已完成AI深度融合的工业自动化与基础设施产品,落地场景覆盖质量检测、工业制造与芯片设计等核心环节。其中,面向汽车制造领域的智能质检方案已应用于奥迪生产线,专注于焊接工序的智能检测;而针对芯片设计的AI工具则被英伟达、三星等企业采用,显著提升了半导体产业的效率。

在此基础上,西门子推出的Eigen工程智能体进一步拓展了AI在工程端的应用边界。该智能体依托大语言模型与推理能力,可自动编写PLC(可编程逻辑控制器)代码,同时快速生成人机交互界面及配套技术文档。据西门子介绍,借助这一工具,工程类任务执行效率可提升2至5倍,输出质量也明显改善,从而大幅降低工业编程与运维的人力成本。

未来工厂与数字孪生:从规划到全局协同

面向未来工厂的建设,西门子已公布位于埃尔朗根的全新制造基地规划。这座总投资5亿欧元的工厂,全程依托英伟达Omniverse工业元宇宙平台搭建数字孪生模型,在实体动工前完成全流程仿真设计,成为下一代智能工厂的标杆项目。

与此同时,在物流领域,合作企业Kion带来了仓库与供应链智能解决方案,双方联合推出基于半导体技术的新型断路器,相较传统机械产品响应速度更快,同时有效减少铜材消耗,实现了电力基础设施的技术突破与绿色升级。

不过,Joseph Pareti也提醒,西门子管理层指出,欧洲区域日趋严格的行业监管或将影响本地AI产业竞争力,全球市场竞争格局值得持续关注。

数字孪生技术正是西门子的核心技术之一,而Digital Twin Composer云平台则成为打通工业数据壁垒的关键方案。长期以来,制造企业积累的3D图纸、仿真模型、物联网数据流等海量数字资产,分散在生产、物流、工程等不同系统中,数据整合难度大、工程负担重。该云平台部署于AWS云端,融合西门子数据中心与英伟达技术,可将碎片化数据统一至同一数字环境,实现全域数据协同。

全球快消巨头百事可乐已率先落地该方案,通过在数字孪生系统中提前完成产线布局与流程仿真,在不改动实体生产线的条件下提前排查隐患,整体生产吞吐量提升20%。目前,双方还在研发基于智能体的进阶方案,旨在搭建数字资产与物理设备的实时联动通道,并利用数字孪生结合仿真技术,在机器人上岗前完成全场景实训,进一步释放工业元宇宙的应用价值。

工业AI的数据底座:从企业孤岛到行业共享

在工业AI数据生态建设方面,Joseph Pareti强调,工业领域沉淀数十年的工程图纸、生产参数、传感器信号、仿真数据、设备运维记录等多模态数据,是工业AI发展的宝贵资源。这类包含CAD文件、3D模型、PLC程序、实时运行信号的专业数据具备强私密性,长期沉淀在企业内部未能充分利用,也成为下一代工业大模型迭代的核心增量。

Joseph Pareti指出,单一企业难以积累足够体量的高质量工业数据,行业协同与数据共享成为必然趋势。为此,西门子联合物流企业Kion、卫星制造企业OHB达成合作,在严格保护知识产权的前提下打通各方数据资源,搭建安全合规的工业数据共享体系,为工业AI模型训练构建全新底座。

流程工业的智能突围:从被动响应到自主运行

针对化工、医药、食品饮料等流程工业,西门子推出了一体化智能解决方案。流程工厂需保持7×24小时不间断运行,一旦停机将造成单日数百万的巨额损失。而行业内大量存量设备拥有30至50年使用历史,老旧系统、碎片化数据库叠加供应链波动、人才老龄化、低碳减排等多重挑战,使得转型阻力重重。

流程工业普遍存在数据杂乱、质量参差不齐、分散割裂等问题。西门子通过统一架构整合分布式控制系统、现场设备管理等多源数据,利用AI技术完成数据筛选与关联分析,打通资产管理、能耗监测、质量管控、设备运维等关键指标。

依托这套体系打造的自主生产模式,实现了生产流程与物流系统的自动化互联,保留人员负责高层决策与核心管控,将重复性基础工作交由系统自主完成。配套的数字资产门户可整合厂区3D模型、工艺图纸、实时传感数据与预测性维护预警,支持管理人员从全厂到单台泵阀、设备逐层排查故障。

系统还具备智能告警分级功能,从海量警报中筛选出3至5项高优先级紧急事件,辅助运维人员精准处置;结合先进过程控制模块,综合环境条件、能源价格、工艺参数实时优化生产,全面提升流程工厂的运行稳定性与综合效益。

生物医药的孪生实践:从仿真到产能跃升

在医药与生物制造领域,西门子携手巴西知名生物科技企业Bio Manguinhos落地大型数字孪生项目。Bio Manguinhos旗下的CIBS健康仿真生物工业综合体是南美规模最大的生物制品生产基地,疫苗年产能可达1.2亿剂,疫情期间曾联合阿斯利康承担大量疫苗生产任务。

该基地基于西门子Tecnomatix仿真软件搭建全流程数字孪生,覆盖疫苗灌装、包装全产线。落地后,厂区人员动线、物料转运工作量减少50%,仓库与产线瓶颈被彻底消除,单日产能最高提升75%,现场操作人员数量也得到合理优化。

借助软件的人体仿真功能,团队开展人机工程分析,排查并规避作业安全风险,同时结合VR技术完成新员工培训;针对冻干等涉及传热、传质的工艺环节,项目引入STAR-CCM+ 流体仿真工具,优化药瓶摆放与容器造型,精准评估污染与泄漏风险。

该数字孪生项目由西门子联合AWS、英伟达多方共建,目前正按照成熟度模型分阶段推进:现阶段已完成可视化仿真孪生搭建,用于方案预演与效率优化;下一阶段将打造互联孪生,实现虚实资产实时联动;远期规划推出智能孪生,借助AI生成合成数据,赋能预测分析与智能决策,最终全面融入工业元宇宙生态。该技术已帮助企业将新产线投产周期缩短30%,有效降低项目落地成本。

生命科学前沿:从实验室到量产的AI桥梁

在生命科学方面,Joseph Pareti围绕新药研发数字化展开探讨。他指出,当前医药研发面临分子结构复杂化、临床试验周期长、市场竞争多元化等难题,药物不仅比拼安全性与疗效,成本、可持续性、给药形式也成为核心竞争点。为打通实验室到量产的技术壁垒,西门子完成对波士顿药企研发技术企业Dotmatics的收购,发力计算机仿真实验,依托AI与数字孪生技术加速新药研发进程。

Joseph Pareti最后总结道,工业AI与数字孪生想要深度落地,必须保障数据质量、梳理实验逻辑、沉淀可复用经验,并无缝融入科研人员现有工作流程。技术之外,企业还需统筹人员、流程、系统协同运转,才能最大化释放数字化价值。

人工智能顾问Joseph Pareti的演讲视频内容,现已上传至“集微VIP频道-视频栏目”。

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责编: 爱集微
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