工业智能每日观察-公众号版-20260228

工业智能每日观察

中国高技术产业发展促进会新质生产力工作委员会 | 2026年2月27日

工业智能每日观察封面

前言:在2026年2月的最后一周,全球工业智能化领域正在从"技术演示"转向"规模化工业落地"。随着西门子在2026财年第一季度财报及年度股东大会上展示的强劲增长,以及其与NVIDIA在"工业AI操作系统"上的深度整合,工业界正式告别了AI作为单一功能的时代。今日的观察重点在于:物理信息神经网络(PINNs)在复杂能源系统中的实战化、软件定义自动化(SDA)的架构重塑,以及数据要素如何驱动新一代"灯塔工厂"的演进。

一、领军企业动态:工业AI操作系统的协同与闭环
1. 西门子 (Siemens) 与 NVIDIA:深化合作构建"工业AI操作系统"

动态详情:2026年2月27日最新消息,西门子正在全面加速其与NVIDIA的战略合作,旨在构建全球首个全栈式"工业AI操作系统"。西门子CEO博乐仁(Roland Busch)在近期股东大会后的技术分享中强调,AI不再是工业软件的一个功能,而是重塑整个价值链的"核心动力"。

技术落地:双方的合作已深入到EDA(电子设计自动化)领域。西门子正在将其仿真产品组合全面实现GPU加速,并集成 NVIDIA CUDA-X 库和 PhysicsNeMo AI物理模型。这意味着复杂的验证和布局优化工作流将获得 2-10 倍 的增速。此外,西门子计划在2026年中期正式推出 Digital Twin Composer(数字孪生编辑器),该软件将允许用户在工业元宇宙中实时调用加速计算算力,构建高保真度的实时数字孪生模型。

2. 西门子与 CAPHENIA:加速可持续航空燃料(SAF)的规模化生产

动态详情 (2026.02.25/27):西门子与克林泰克公司 CAPHENIA 签署合作协议,成为其首选自动化与数字化合作伙伴。CAPHENIA 研发的等离子技术(PBR)能将生物甲烷转化为合成气。

行业意义:该项目的核心在于利用 Siemens Xcelerator 组合建立一个可扩展的数字化模板。通过数字孪生技术,CAPHENIA 在法兰克福附近的"Germany I"试点工厂实现了从设计到商业化扩产的无缝衔接。这是工业智能在能源转型领域,特别是"AI + 过程工业"中的典型示范。

3. 罗克韦尔自动化 (Rockwell Automation):新一代 I/O 平台与功能安全集成

根据最新的行业跟踪,罗克韦尔自动化在其最新的技术路线图中重点强化了"未来工业运营"愿景。其最新的 I/O 平台不仅集成了 SIL2/PLd 功能安全等级,还内置了基于 IEC 62443 标准的零信任网络安全架构。罗克韦尔正通过 AI 驱动的数字孪生模型,帮助离散制造企业在 machine-level 实现毫秒级的闭环优化。

二、行业前沿:软件定义自动化 (SDA) 与数据要素
1. 软件定义自动化 (SDA):从硬件独占到软件自治

技术观察:过去24小时内,工业界对"软件定义自动化"的讨论达到了新高度。根据 IoT Analytics 对主流厂商(如 Beckhoff, ABB, Rockwell)的调研,SDA 正在打破传统 PLC 的硬件束缚。

核心逻辑:这种架构允许控制逻辑在高性能服务器或云端虚拟化运行,而硬件仅负责执行和感知。这种解耦使得 AI 代理(AI Agents)能够直接接管控制回路,通过实时分析生产数据自动调整控制策略。在西门子最近被评为世界经济论坛(WEF)"灯塔工厂"的南京工厂中,这种基于 SDA 的柔性化排产已将开发周期缩短了近 30%

2. 中国工信部 (MIIT) 2026 规划:数据驱动的"先锋级"智能工厂培育

政策动向:中国工信部近期明确了 2026 年的数字化转型目标。截至目前,中国已建成超过 30,000 个 基础级智能工厂,而 2026 年的重点在于从"卓越级"向"先锋级"的跨越。

关键指标:规划提出,到 2027 年,主要机械企业应基本完成一轮数字化转型。当前政策正通过提升 5G/10G 光纤网络等数字基础设施,推动"数据要素×工业制造"的深度应用。

三、学术进展:AI for Science 与 复杂系统仿真
1. 物理信息神经网络 (PINNs) 在工业燃气轮机中的应用研究

学术进展:2025年下半年至 2026年初的一系列研究(如 arXiv:2506.19503)系统总结了 PINNs 在工业燃气轮机气动热力学中的应用。

突破点:传统的 CFD(计算流体力学)在处理高温、高压下的不稳定流场时计算量巨大。PINNs 通过将 Navier-Stokes 方程嵌入神经网络的损失函数,实现了对叶片颤振和强制振动的快速预测。最新进展显示,这种方法在保持物理一致性的前提下,不仅能减少对高成本实验数据的依赖,还能为实时设计优化提供毫秒级的响应支持。

2. 基于 Level Set 方法的 PINNs 解决运动界面流问题

该研究(发表于 2025年2月并正在 2026 年实现工程化)提出了一种利用 PirateNet 架构的 PINNs 来处理复杂的相变和界面变形问题。在注塑成型、铸造及多相流工业设备中,界面的追踪一直是仿真难点。该算法通过因果训练(Causal Training)和随机权重分解技术,无需传统数值离散中的逆风稳定化方案,即可获得高精度的解。

四、综合分析:工业AI从"功能"向"动力"的迁徙

结语:通过过去 24 小时的观察,我们可以确认,工业智能的竞争维度已经发生了本质改变:

  • 在设计端:AI 正从简单的 CAD 辅助转变为具备物理感知的生成式设计内核(如西门子与 NVIDIA 的 EDA 合作)。
  • 在运营端:"软件定义自动化"正在解构传统的金字塔控制架构,使得工厂具备了像互联网产品一样的快速迭代能力。
  • 在科研端:AI for Science(尤其是 PINNs)正在填补高保真仿真与实时性要求之间的鸿沟。

对于业界同行而言,当前的战略重心不应再仅仅是"数字化",而是如何构建支撑 AI 自主运行的"工业底座"。数据要素不再是静态的资产,而是驱动 AI 代理进行实时物理推演的"燃料"。

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