【導(dǎo)讀】面對(duì)勞動(dòng)力緊張、利潤(rùn)空間壓縮的雙重挑戰(zhàn)，工業(yè)機(jī)械制造商的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，早已不是可選項(xiàng)，而是關(guān)乎生存的必答題。恰逢中國(guó)向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，“新質(zhì)生產(chǎn)力”又添一把力，AI與全面數(shù)字孿生正是這場(chǎng)變革的核心動(dòng)力。從大語言模型的輕量化應(yīng)用、自有AI模型的深度融入，到虛擬調(diào)試規(guī)劃、協(xié)作機(jī)器人升級(jí)及軟件定義自動(dòng)化的創(chuàng)新，數(shù)字化正以低門檻、漸進(jìn)式的方式，助力各類企業(yè)和存量工廠完成升級(jí)。本文就來聊聊這些技術(shù)如何重塑生產(chǎn)、優(yōu)化人機(jī)協(xié)同，為行業(yè)智能化升級(jí)理清思路。
AI 與全面數(shù)字孿生：讓數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為“普及”之選
現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域變革動(dòng)力，源于 AI 在設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)和供應(yīng)鏈中的深度融合。隨著 AI 能力的加速迭代，“技術(shù)普惠”變得至關(guān)重要。無論是行業(yè)巨頭，還是中國(guó)龐大的“專精特新”中小企業(yè)（SMBs），又或者是亟待升級(jí)的存量工廠（Brownfields），都在尋求現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，越來越多低門檻、漸進(jìn)式的 AI 與自動(dòng)化解決方案，正在幫助企業(yè)逐步邁出關(guān)鍵一步。
以大語言模型（LLM）為例，近一年來，很多制造企業(yè)將其引入到自己的工程與運(yùn)維場(chǎng)景，用于填補(bǔ)知識(shí)斷層、輔助決策。從這些“輕量級(jí)”的應(yīng)用起步，不僅為工程師爭(zhēng)取了適應(yīng)新技術(shù)的時(shí)間，也幫助企業(yè)逐步明確自身真正需要的 AI 能力，從而有序演進(jìn)。
當(dāng)企業(yè)逐步識(shí)別出高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景后，便可開始訓(xùn)練自有 AI 模型。對(duì)于設(shè)備制造商而言，這意味著可以將生成式 AI 與智能體深度嵌入工程與制造流程，用于自動(dòng)生成工程內(nèi)容、優(yōu)化工藝方案，甚至實(shí)現(xiàn)復(fù)雜流程的自動(dòng)化閉環(huán)。
從規(guī)劃開始：用數(shù)字孿生構(gòu)建“可驗(yàn)證的自動(dòng)化”
在不確定性持續(xù)加劇的全球環(huán)境下，打造具備高度自動(dòng)化能力的工廠，必須從清晰、可驗(yàn)證的規(guī)劃開始。數(shù)字孿生在虛擬調(diào)試（Virtual Commissioning）中的作用正日益凸顯。
通過工廠數(shù)字孿生，OEM 企業(yè)可以在虛擬環(huán)境中驗(yàn)證新設(shè)備、新工藝在既有流程中的適配性，避免在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)線上“試錯(cuò)”的高成本風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字孿生所構(gòu)建的是一個(gè)實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、跨學(xué)科可訪問的虛擬工廠，使工程、生產(chǎn)、運(yùn)維等團(tuán)隊(duì)能夠在同一語境下協(xié)同決策。
在中國(guó)制造業(yè)邁向高端化、智能化的過程中，這種“先在虛擬世界中跑通，再落地到現(xiàn)實(shí)工廠”的模式，正成為推動(dòng)新一輪工業(yè)機(jī)械升級(jí)的重要引擎。
通過數(shù)字化協(xié)調(diào)人類、機(jī)器人和自動(dòng)化
值得強(qiáng)調(diào)的是，數(shù)字化并不意味著推倒重來。在大量存量工廠中，許多設(shè)備依然穩(wěn)定可靠。越來越多 OEM 通過引入?yún)f(xié)作機(jī)器人（Cobots），在不顛覆原有流程的前提下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化能力的快速提升。Cobots 能在原有工序中“即插即用”，把自動(dòng)化精準(zhǔn)嵌入人工環(huán)節(jié)，無需顛覆成熟產(chǎn)線。借助它們，一家“棕地”工廠可在幾周內(nèi)完成“體檢 + 升級(jí)”，搖身變?yōu)楝F(xiàn)代化基地。
若整座工廠已全面部署數(shù)字孿生，再疊加 AI，便可把運(yùn)營(yíng)推入“超速檔”。設(shè)備商可在虛擬空間 1:1 復(fù)刻物理產(chǎn)線，打造沉浸式“訓(xùn)練場(chǎng)”，讓機(jī)器人在幾小時(shí)內(nèi)完成原本需要數(shù)月乃至數(shù)年的編程與調(diào)試。
數(shù)字孿生與 AI 的結(jié)合，還為下一波趨勢(shì)鋪?zhàn)龊脺?zhǔn)備：人形機(jī)器人。它們即將在未來幾年邁入車間，重新定義“勞動(dòng)力”。屆時(shí)，基于數(shù)字孿生的虛擬調(diào)試將成為人機(jī)和諧共處的核心：提前預(yù)演人類與 Cobots、智能機(jī)械、人形伙伴的有效互動(dòng)，能夠讓問題止于云端，把高效寫進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
從硬件到軟件：工業(yè)自動(dòng)化的數(shù)字遷移
在技術(shù)加速演進(jìn)的同時(shí)，工業(yè)制造業(yè)還面臨技能短缺、供應(yīng)鏈波動(dòng)以及資源效率與可持續(xù)發(fā)展壓力。向自主化、軟件化轉(zhuǎn)型，已成為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的必由之路。
軟件定義自動(dòng)化（Software-Defined Automation, SDA）正在取代傳統(tǒng)以硬件為中心的自動(dòng)化模式。通過軟件實(shí)現(xiàn)功能控制、擴(kuò)展與更新，SDA 同時(shí)兼具 IT 的靈活性與 OT 的穩(wěn)定性。對(duì)于中國(guó)數(shù)量龐大的存量工廠而言，這一點(diǎn)尤為重要，SDA 能夠?qū)鹘y(tǒng)設(shè)備連接至現(xiàn)代數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)，逐步構(gòu)建自身的數(shù)字主線，實(shí)現(xiàn)跨越式升級(jí)。
工業(yè)機(jī)械行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從來不是單一技術(shù)的堆砌，而是全價(jià)值鏈的系統(tǒng)性重構(gòu)。AI與數(shù)字孿生的協(xié)同應(yīng)用，打破了虛擬與現(xiàn)實(shí)的邊界，讓自動(dòng)化從“試錯(cuò)落地”走向“可驗(yàn)證迭代”；軟件定義自動(dòng)化則為存量工廠提供了低成本升級(jí)路徑，協(xié)作機(jī)器人與人形機(jī)器人的普及，更重塑了人機(jī)協(xié)同的全新生態(tài)。這場(chǎng)轉(zhuǎn)型不僅是應(yīng)對(duì)技能短缺、供應(yīng)鏈波動(dòng)的現(xiàn)實(shí)之舉，更是中國(guó)制造擁抱新質(zhì)生產(chǎn)力、邁向高端化的必由之路。
