工业元宇宙和数字化转型：数字灯塔项目 - Siemens Gerätewerk Erlangen (GWE) - 创意图片：Xpert.Digital
位于埃尔兰根的西门子设备工厂 (GWE) – 数字灯塔工厂
GWE的数字化转型：行业先锋角色
西门子埃尔兰根发电站 (GWE) 被认为是如何通过使用最先进的技术将传统生产设施转变为“数字灯塔工厂”的杰出范例。在工业 4.0 不再只是一个流行词而是正在成为基本现实的世界中，GWE 正在发挥先锋作用。通过数字孪生、人工智能和自动化等技术的持续使用，现实世界和数字世界在 GWE 中融合。这种联盟创造的附加值不仅提高了效率和生产力，而且确保了可持续性，同时为新的商业模式铺平了道路。
适合：
行业标杆：数字化成为必然
“数字化不再是一种趋势，而是一种必然。”凭借这种洞察力，像 GWE 这样的公司正在制定让整个行业受益的标准。 GWE 的特别之处不仅仅是这些技术的应用，而是将它们集成到无缝整体解决方案中的方式。这种全面的方法使 GWE 成为其他也希望着手优化其流程并使其面向未来的公司的灵感来源。
数字灯塔工厂：价值链联网
“数字灯塔工厂”的想法不仅仅涉及单个工具的使用。相反，它是关于整个价值链的数字化和网络化。这包括开发和建设、物流、生产、质量控制和人力资源。在每个阶段中，都会收集并组合数据以全面了解当前情况。 “只有了解整个流程的人才能真正优化它”——这一指导原则是 GWE 所有数字化工作的核心。
数字孪生：提高效率和预防的关键技术
这个过程中的一个关键要素是所谓的数字孪生。数字孪生是真实对象、系统甚至整个生产系统的尽可能准确的虚拟表示。不仅考虑几何信息，还考虑负载行为、温度、磨损和能耗等功能数据。通过这种方式，可以在数字空间中进行测试、模拟和分析，而这在现实世界中需要付出相当大的努力甚至风险。 “在数字孪生中，可以在早期发现可能的弱点”——这正是提高效率和防止错误的关键。
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通过人工智能实现自主生产
GWE 的主要目标之一是利用这些数字技术开发日益自动化的生产。先进的人工智能系统可实现预测性维护，其中机器使用传感器和生产数据来独立识别何时需要检查或更换磨损部件。 “在故障发生之前避免故障”——这句格言描述了人工智能应用程序帮助最大限度地减少生产停机时间并提高机器可用性的理念。
自动化：为人们减轻负担
此外，GWE 正在采用自动化技术引入新的生产标准。机器人和cobots（协作机器人）越来越多地被用来承担单调、费力或危险的任务。始终保证人与机器之间高效、安全的交互。 “人类仍然不可或缺”——这是GWE的一条原则，它强调自动化不应该取代员工，而应该减轻和支持他们。根据对现代工业工作的理解，技术扩展了人类的能力，而不是取代了人类的能力。
可持续发展作为中心目标
虽然许多公司只专注于提高生产力，但 GWE 将可持续发展置于其努力的中心。通过联网传感器和人工智能分析工具，可以实时记录和优化能源消耗。 “透明度带来责任”——在此背景下，责任意味着采取措施减少资源消耗和排放。这不仅包括更高效的生产流程，还包括材料再利用和回收以及智能循环经济等概念。通过这些战略，GWE 积极为气候保护做出贡献，同时将自己定位为有吸引力的雇主，满足现代技术工人对可持续工作环境的要求。
工业虚拟世界的基础设施
为工业虚拟世界奠定基础的基础设施也值得特别关注。这包括快速稳定的网络（例如 5G）、高度可用的云服务以及可以实时处理数据的强大边缘计算解决方案。 “速度是成功的关键”——这不仅适用于流程，更适用于大量数据的传输和分析。通过持续投资这些技术，GWE 为开辟新业务领域和持续增长奠定了基础。
网络化供应链和敏捷性作为竞争优势
GWE 中高效网络的一个例子是完全数字化控制的供应链，供应商、客户和合作伙伴可以在其中实时通信。如果原材料不足，系统会立即识别即将出现的短缺并自动触发重新订购，同时调整生产计划。这种“敏捷并立即抓住机遇”的响应能力正在成为日益动荡的全球经济中的关键竞争优势。
质量管理：科技创新求发展
此外，质量管理也受益于技术创新。数字化支持的质量控制可以快速识别生产中的偏差并有效地消除其原因。这使得 GWE 能够在挑战发展成代价高昂的问题之前对其做出响应。 “质量是客户满意度的驱动力”——借助 GWE 的数字技术，这种质量可以在所有生产步骤中保持并不断改进。
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数字孪生、人工智能和先进机器人技术的交互
数字孪生、人工智能和先进机器人技术的交互代表了 GWE 工业元宇宙的一个里程碑。“工业元宇宙”一词代表虚拟和物理现实的高水平网络。特别是在规划和开发阶段，这意味着系统、流程和整个工厂车间可以在实际实施之前首先进行完全数字化的设计、模拟和评估。 “永远不会发生的错误不需要任何成本”——这正是模拟给工业虚拟世界带来的巨大好处。
数字化变革中的人们
除了所有技术方面之外，人也不能淡出背景。在 GWE，对员工的进一步培训和发展进行了大量投资。新技术、新生产方式需要新技能，“终身学习”不再是抽象的口号，而是得到积极倡导。虚拟现实环境培训、交互式学习模块以及通过指导计划进行知识转移只是 GWE 如何使其员工适应未来的几个例子。目的是让每位员工参与数字化转型，从而使公司的专业知识在广泛的基础上增长。
人才发展战略优势
这一人才发展战略在多个方面取得了成效。一方面，它增强了公司的创新实力，因为员工承担高度的个人责任并参与持续改进过程。另一方面，当技术工人短缺威胁到整个行业时，它使 GWE 作为雇主具有吸引力。 “满意的、训练有素的员工是每个公司的心脏”——在数字化的背景下，这颗心脏也成为进一步进步的动力。
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GWE 流程的灵活性
GWE 数字化的另一个经常被低估的优势是所有流程的网络化带来的高度灵活性。现在可以更轻松地实现快速更改或复杂产品变型的客户请求。过去，公司有时需要等待数月才能准备好新的生产线。如今，借助自动化配置和数字接口，生产系统可以在很短的时间内进行调整。 “灵活性是我们满足客户愿望的保证”——这句话说明了始终保持竞争力的目标，尤其是在快速变化的市场中。
批量 1 生产：系列化个性化产品
这种灵活性的一个明显例子是可能引入批量大小 1 的生产。这意味着每种产品都可以单独适应各自的客户需求，而不会导致生产效率低下。数字孪生、人工智能算法和网络化生产系统在这里齐头并进。它们使得虚拟地映射、优化以及在必要时重新安排每个生产步骤成为可能。这使得 GWE 能够批量生产定制产品，并为客户提供最高水平的个性化服务。
GWE 作为数字灯塔工厂
GWE 作为“数字灯塔工厂”的作用引起了业界的极大兴趣。 GWE 在提高数字化过程中获得的见解通常可以转移到其他行业和公司。 “灯塔指明道路”——这正是 GWE 发挥先锋作用所做的事情。其他公司在实施新技术时会研究最佳实践，进一步发展自己的想法并从经验教训中受益。因此，GWE 的数字化转型正在推动广泛的工业化浪潮，在此过程中，数字解决方案将成为标准，而不再是例外。
全球网络和知识转移
在此背景下，全球网络也是一个重要因素。西门子是一家全球性公司，拥有多个分支机构和合作伙伴。无论西门子在何处运营，GWE 的调查结果都可以被纳入并进一步发展。其他处于数字化不同阶段的工厂的经验也回流到埃尔兰根，从而促进持续学习和改进的过程。 “知识因分享而增长”——这句座右铭已成为 GWE 和整个公司的生活实践。
数字化转型是一个动态过程
与此同时，GWE正在制定未来愿景，旨在不断推进和深化数字化。迄今为止的发展表明，数字化转型永远不会完全完成，而是代表着持续的变化。新技术和要求不断出现，市场发生变化，整个行业格局仍在不断变化。 “变化是唯一不变的”——这就是为什么 GWE 不能依赖于已经取得的成功，而是不断质疑并进一步发展自己的创新流程，这一点至关重要。
战略伙伴关系的价值
合作伙伴关系在这些创新过程中发挥着重要作用。无论是研究机构、大学还是科技公司，不同能力的联网使得在短时间内将人工智能或区块链等复杂技术转移到工业级解决方案成为可能。 “合作是成功的关键”——GWE 坚信，战略合作伙伴关系可以实现专业知识的相互转让，让每个参与者都受益。例如，埃尔兰根-纽伦堡大学作为一个地区性机构，可以为科学基础做出贡献，而初创企业则可以带来新的想法和敏捷的开发方法。
通过数字化实现新的商业模式
另一个有趣的方面是，GWE不仅通过数字化转型重新定义生产流程，还重新定义商业模式。例如，通过为产品配备传感器并通过物联网 (IoT) 与制造商保持持续联系，就可以提供实时监控、预测性维护或按使用付费模式等服务。 “技术创造新市场”——这句话描述了数字化带来的潜力。像 GWE 这样的公司可以越来越多地提供加强长期客户关系并开辟新收入来源的服务，而不是传统的产品销售。
基于平台的协作
展望未来，还可以看到，GWE已经开始引入数字平台等概念，业务合作伙伴和客户可以通过数字平台促进共同发展。这些平台使得整合不同来源的数据、分析数据并将其集成到新产品或服务中成为可能。 “我们共享数据，共同成长”——这一理念体现了数字化时代不可或缺的开放与合作。
数据作为战略资源
像 GWE 这样的现代工厂的一个特点是能够将数据视为战略资源。这不仅仅是收集信息，最重要的是智能地评估信息。现代分析工具可以检测大量数据中的模式，这些模式对人眼来说是隐藏的。 “数据是新黄金”——这句话说明了在正确的时间提供正确的信息是多么有价值。数据分析可用于创建预测、优化生产流程、稳定供应链并持续改进产品。
数据驱动的挑战
然而，这种数据驱动的性质也带来了挑战。数据保护和数据安全等主题是重中之重。 GWE 依靠复杂的安全概念来确保敏感信息的保护和系统的可用性。 “信任是所有协作的基础”——这种信任只能通过规范数据处理和公司资源访问的可靠安全标准来获得。与此同时，必须不断扩大对网络攻击的防护，因为不断增加的网络使工厂成为潜在攻击者的有吸引力的目标。
数字化转型的各个方面
GWE 的数字化转型涉及多个方面。其范围从制造流程的根本重组到人工智能系统的集成，再到新形式的协作和商业模式开发。一个关键的方面始终是您对变化的反应速度和灵活性。 “创新是驱动力，但韧性是基础”——这意味着只有公司能够可持续地适应不断变化的条件，最好的想法才能成功。
创新与韧性之间的平衡
GWE 成功地在创新和韧性之间找到了平衡。一方面，它大胆推进新技术，敢于从根本上质疑传统工艺。另一方面，它保留了过去已经证明自己的结构和能力，并将它们整合到新的数字世界中。其结果是形成了一个传统工程与最先进的软件解决方案相结合的生产环境，这对双方都有利。
工业虚拟世界
这就是位于埃尔兰根的西门子设备工厂创建的“工业虚拟世界”，它不仅连接现实世界和数字世界以进行演示，而且使它们能够在实践中体验。这一突破性的发展在生产力、可持续性和创新实力方面树立了标准。但也许来自 GWE 的最重要信息是：“数字化本身并不是目的，而是一个让我们的世界变得更美好的长期承诺。”友好、创造新的就业机会以及...减轻复杂制造流程的负担显示了这种转变的真正好处。
数字化转型伴随行业变革
位于埃尔兰根的西门子设备工厂的数字化转型是整个行业变革的一个例子。过去模拟流程占主导地位的地方，现在使用的是实时通信和行动的网络化智能系统。曾经存在线性供应链的地方，现在正在出现灵活的网络，其中每个参与者都共同致力于产品创新。以前依赖随机质量控制，如今全面的数据分析可以在错误发生之前就将其预防。
数字化变革带来的新机遇
尤其是在气候变化、资源稀缺和市场波动等全球性挑战加大企业压力之际，数字化变革为克服这些问题提供了新的机遇。 GWE 表明，经济成功和可持续行动并不相互排斥，如果负责任地使用技术，则可以相辅相成。这包括不断提高我们自己劳动力的技能，并为下一代留下一个数字化和环境保护齐头并进的世界。
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“我们创造未来”
“我们创造未来”——这句座右铭可能出现在许多海报上，但在 GWE，它已经被付诸实践。不断向“数字灯塔工厂”发展，使掌握传统与现代之间的平衡成为可能。西门子在电气工程和机械工程领域拥有悠久的历史，但该公司并没有满足于过去的成功，而是放眼未来。对新技术进行研究、测试和集成，以保持在全球工业格局的前沿。
数字化变革中的责任与价值观
从GWE的例子中我们了解到，数字化不仅提高了效率和利润，也带来了责任。作为大型工业企业，像西门子这样的公司有机会影响社会价值观并塑造整个地区。这种责任体现在可持续生产、资源节约管理和以人为本的工作场所设计等理念中。 “技术必须为人服务”——GWE 秉承这一前提，利用数字工具和智能机器使工作场所更安全、更健康、更高效。
GWE的未来发展
展望未来，我们很高兴看到位于埃尔兰根的西门子设备工厂如何继续扩大其先锋地位。增强现实或虚拟现实中的新应用程序可以加深 Metaverse 体验，并使与全球分布的团队的协作更加密切。机器人不仅可以学习执行体力劳动，还可以通过人工智能算法支持复杂的规划过程。与此同时，供应链的弹性变得越来越重要，这可能会带来更强大的合作伙伴关系、更加多样化和智能的预测方法。
不可阻挡的改变
GWE 的历程代表了整个行业正在经历快速变革。今天被认为是进步的东西明天就会变得正常，后天一项新技术可能会再次彻底改变竞争环境。 “变革是不可阻挡的，但我们正在帮助塑造它”——这种信心使 GWE 不再将创新视为威胁，而是将其视为机遇。
现代化工厂的愿景
总体而言，位于埃尔兰根的西门子设备工厂展示了集数字化、自动化和可持续发展于一体的现代化工厂的样子。从数字孪生到人工智能支持的流程再到工业元宇宙，工业 4.0 的愿景触手可及。 GWE 表明，如果你有勇气、有责任感、勇于离开老路、使用新技术，进步和环境保护可以齐头并进。向世界传达的信息是：“未来已经开始——让我们共同塑造它。”
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变革的文化
秉持这种态度，GWE不仅为自己公司的成功做出贡献，也为其他公司指明了进入工业价值创造新时代的道路。数字孪生、人工智能支持的生产流程、机器人技术、自动化和智能数据分析的具体例子已经在许多行业中找到，但它们很少像 GWE 那样相互关联。这就是使这个位置成为真正灯塔的原因：能够将各个技术组件编织成一个集成的整体愿景，其中所有齿轮都完美啮合。
通过企业文化取得成功
归根结底，GWE的成功也是一个文化问题。如果没有拥抱变革的意愿，没有接受错误的勇气，也没有从错误中吸取教训的意愿，数字化变革就不会成功。 “文化战胜战略”——GWE 展示了信任、开放和愿意学习的文化如何成为任何数字化战略（无论多么雄心勃勃）成功制定的基础。
未来工厂
所有这些都说明了为什么位于埃尔兰根的西门子设备工厂可以被称为“数字灯塔工厂”。这里不仅是机器工作的地方，也是每天设计和测试未来工厂的人们工作的地方。这个未来将经济效率、可持续性、创新和社会责任结合在一个远远超出纯粹生产的概念中。因此，GWE 为其他正在走上数字化道路的公司提供了一个令人印象深刻的榜样。
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