西门子CEO Roland Busch：全力投身数字孪生浪潮

西门子公司CEO Roand Busch曾在CES 2024大会上发表主题演讲，探讨如何在工业元宇宙中运用数字孪生技术、生成式AI又将给西门子带来怎样的深远影响。

Busch表示，他们正在全力研究数字孪生，也就是厂区及工业建筑等物理实体的数字版本。Busch认为，这些工业元宇宙的雏形有望提高公司生产力，并缩短新型飞机等极端复杂产品的开发周期。

索尼与西门子的联手展示，让混合现实设计更具市场吸引力

借助数字孪生技术，企业可以在投资建设物理基础设施之前，先在虚拟空间内对实际存在的工厂设计进行完善。以此为基础，再着手建造实际厂房、为其配备传感器，并将数字数据反馈给数字孪生模型。整个反馈周期将持续运转，保证实体映射数字、数字反哺实体。

虽然工业元宇宙和以游戏为主体的娱乐元宇宙之间确有交集和一定协同效应，但Busch认为二者仍存在着巨大的差异。数字孪生需要严格把控模拟精度，而游戏和消费级元宇宙则更多强调精美的动画与场景表现。

随着AI对工业元宇宙的支持和改变，西门子决定与微软合作，共同推动AI技术的跨行业应用。他们开发出的西门子工业Copilot是一款由AI驱动的生成助手，旨在增强各个领域的人机协作与生产力水平。西门子还与索尼合作，展示了一款专为工业元宇宙创作而生的虚拟现实头显。以下是对Busch的面对面采访内容。

西门子公司CEO Roland Busch

问题：目前最值得关注的，当然是各大型企业对于元宇宙概念的关注和投入。在您看来，这是不是就像科幻与想象照进了现实世界？

Roland Busch: 目前只缺一个关键触发点，多年以来，我们一直致力于开发数字孪生。我们关注的数字孪生与游戏行业之间有着核心区别，这就是我们更重视模拟、而游戏强调动画。模拟必须基于物理规律，简单来讲：假设需要给机器人设置动画，在游戏那边只要结果看起来顺畅自然就行，哪怕突然加快速度也没什么影响。但在模拟数字孪生当中，一旦移动速度太快，模型本身就会产生摇摆，这就是物理规律的力量，也是最核心的差异化因素。在跟宝马等客户交流时，他们会强调“我们需要的不是动画机器人，而是模拟机器人。我们要看到它在现实世界中的运作方式。”这可不是顺畅自然就能解决的。

游戏行业的元宇宙更强调高度沉浸式体验，也就是提供一种更逼真的使用感受，将其融入到我们的日常生活当中，提供更协调、更身临其境的服务。简单来说，他们是要创造一个用户愿意长久待在其中的准备好世界。想法确实不错，但对工业来说这还远远不够。工业元宇宙的诉求是建立一套数字孪生，且其中每个节点都能实时更新。数据不是单向流动，而是循环往复、持续流动。通过这样的实时数字孪生模型，我们就能跟踪现实世界中发生了什么，再将结果带回数字环境。其中蕴藏着巨大的机会，允许我们回到过去、窥探未来，观察曾经遇到的问题、思考如何以更好的方式开展系统优化。

这肯定会涉及大量构建块，要求数字孪生的实时功能符合物理规律。整个体系必须完整且全面，意味着不能只盯着其中个别单元，而是让做整体考量。要想充分发掘这样的潜力，必须投入大量时间。但好消息是我们需要的技术要素已经齐备，现在就是在等一个关键触发点，由此开始让模型运转起来再持续更新、持续构建。

问题：仿真模型还要多久才能实际可用？虽然之前数字领域的原始架构有所助益，但明显还远远不够。

索尼、西门子与红牛合作开发的沉浸式工程方法

Busch: 我们已经解决了不少实际问题——提到“实际可用”，人们想到的往往是照片级的真实感，包括游戏玩家们所熟悉的光线追踪等技术，确保物理世界和数字世界之间几乎无法区分。但这类目标的意义并不是太大，因为消耗的数据和算力太过夸张，属于大炮打蚊子那种过度浪费的典型。当然，如果是在勾勒完整布局之类的特定任务中，高度仿真肯定有其意义。但是不是随时随地都得提供这样精美繁复的效果呈现？我觉得没必要。

也就是说当确有需求时，数字孪生应当能够提供逼真的表现效果。但对于工程师在车间内排查故障这类问题，他们需要的只是3D演示，并不一定要求逼真。这时候我们就可以下调数据量和算力分配，并根据需求随时做资源缩放。只有这样的动态能力，才能支撑起多种多样的用例需求——有时候真实感更重要，有时候实时呈现更重要。二者有机结合，才能帮助我们随时了解车间内发生的一切。

问题：您觉得二者之间是否存在一种完美的平衡和转换循环？比如说设置足够的传感器、确保数字孪生能获得充足的数据供给，之后据此调整数字模型，并在一切妥当后据此建设实体设施。

Busch: 仍然以视觉效果为例，在尝试将现实世界与数字世界相结合时，确实会构成一种循环。但这是一种高度动态的循环，我觉得不存在什么完美的平衡。我们只能先在数字环境下构建一些东西，再把它搬进真实场景当中，之后随时从现实和数字环境中获取反馈。每次循环都让我们做得更好一点。如果现场那边出了问题，我们可以把结果反馈到设计模型中以供修改，再将结果重新带回设施实体。整个逻辑并不复杂，数字孪生的基本运作方式就是如此。这将大大加快优化速度，也是数字孪生存在并蓬勃发展的根本原因和力量来源。这种一次又一次持续优化的过程将形成飞轮效应，带来由基于现实、指导现实、启发优化的巨大机会空间和技术发展驱力。

问题：消费级和游戏元宇宙显然极具吸引力，但由此引发的炒作也激起不少反对之声。现如今，大部分元宇宙项目要么得不到资金支持，要么直接改头换面、不再以元宇宙自居。但工业方面似乎并没有这样的颓势，越来越多的企业开始承认数字孪生就是未来的发展方向。

Busch: 没错，这也是我一直强调把娱乐元宇宙跟工业元宇宙区分开来的原因。工业元宇宙能帮助大家解决现实世界中的问题，这也成为不断吸引投资、持续探索发展方向的底层动机。工业元宇宙能带来丰厚的回报和增值效应，这才是驱动一切探索的根源。而且数字孪生影响的不仅仅是制造业，也同样适用于各种基础设施类型，包括火车、电网、建筑物等。

娱乐元宇宙跟工业元宇宙的另外一个重大差别，还体现在急迫性上面。对于现实世界中的产业集群来说，最重要的就是始终保持强有力的市场竞争优势。我绝对相信，如果一家公司的产品、制造和资产运营跟不上这波不断提速的自动化与数字化升级浪潮，就必然渐渐落后并被同行们踩在脚下。而数字孪生那不断反馈、持续优化的能力，正是形成良性发展循环并增强市场竞争力的核心和前提。所以出于生存这一现实需求，工业元宇宙的开发动力也远比娱乐元宇宙更强大。

西门子公司CEO Roland Busch表示，工业元宇宙更强调精确性

工业元宇宙已经存在，就在我们说话的当口还在不断发展。这些元素正逐渐凝聚，技术也在大步迈进。越来越多的算力涌入工程车间，开始影响西门子所服务的各行各业，包括医疗保健等等。

问题：工业元宇宙似乎能够适应各种不同的制造方式，包括车间内多种多样的生产设计。

Busch: 确实是这样，我们的观察也印证了这一论断。现如今，产品的开发周期越来越短、留给企业的时间窗口越来越窄，所以引入新模型就成了必然。以汽车行业为例，以往新款发动机的开发周期往往需要五年时间。而新能源汽车所依赖的电池同样在尺寸、生产方式和涂层材料等方面提出了一个个难题。为了紧跟时代、从容应对变化，从业者们只能随之调整自己的时间表。最终，这一切都将在整车设计上有所体现，并对各种改款和后续产量扩大需求造成决定性影响。

不只是汽车制造商，同样的情况也影响着食品与饮料行业。通过观察，我们发现如今这些企业开始提高产能、降低批量，同时频繁更改配方。这已经成为行业内的通行趋势，而且必须以数字化为绝对中心。因为只要提前布局数字化，运营者就能通过仿真环境预期变更结果，这样最终生产线只需关停一、两天。而如果像过去那样一切实操，那么生产线将往往被迫中断几个星期。其中的成本差异不言而自明。

半导体行业的情况则略有不同，他们所争夺的是最后0.1%的收益率。这就在求稳之余，也对从业企业提出了求变和创新的要求。随着结构尺寸不断缩小，购买光刻机的成本将持续增加。也就是说但凡无法保证24/7满负荷、不间断运行，其盈利模式就会受到影响。这就对数字线程提出了新的要求，即运营者必须准确了解所有设备中的每个细节、发生的一切情况，确保在故障出现之前就做出预测性维护。

主持人：沃尔玛之前曾尝试建设数字商店和虚拟商场，但消费者们反响平平。他们会选定一款流行的家居装修游戏，然后在其中建立商店，销售跟各种装修风格相关的沃尔玛产品。大家在游戏中下单即可，货品会直接打包运送到家门口。这个想法听起来不错呀，那作为工业元宇宙的主要受众，工程师们期待的是什么样的解决方案？他们理想中的元宇宙会是什么样子？

西门子公司CEO Roland Busch在CES 2024大会上发表主题演讲

Busch: 随着时代滚滚向前，越来越多的工程师们都成长在电子游戏风靡的年代，也因此希望在工作中拥有类似的愉悦体验。同样的，当大家在家中体验最新款的高配置电脑时，也不希望回到办公室对着一台古董机。在我看来，这就是人们对于工作环境的期望产生了不同于以往的变化。

这不禁让我想到AI，特别是生成式AI。我坚信这项技术能帮助大家优化自己的工作流程，节约精力处理自己真正擅长的任务。举例来说，程序员们期待的当然是把一个个精彩的想法转化成实际功能、编写出广受好评的新款应用程序。相比之下，给开发项目写说明文档则相当枯燥。如果每人都有自己的生成式AI助手，那就能把简单重复的内容编写交给它，我们专注于解决复杂的难题。这种化繁为简、提高效率的体验肯定能在从业者当中得到认可、激起共鸣。人人都想做自己爱做的事，也就是解决问题、编写酷炫的软件。至于单调且毫无成就感可言的任务，还是留给AI比较好。

说到这里，就不得不提我们西门子与索尼合作开发的头显——我自己已经体验过首批工程样机，相当出彩。戴上头显后，我们就能认真端详手中握持的虚拟器件，随时转动和观察，如同它真的就在掌心。这将彻底颠覆我们操作数字对象的方式，我无比期待它的正式推出。

问题：您觉得这种设计方式会影响一切现有产品吗？在虚拟环境下做设计能带来哪些优势？

Busch: 是的，因为操作难度大大下降了。在现实世界中做设计的时候，每每形态大小发生改变，哪怕只是一点点改变，都会带来重大影响。而在纯数字环境之下，创作者可以使用各种小器件和工具完成创作。比如随意拖放、实时变更等等，在满意之后再通过编程将其纳入模型。这就消除了很多麻烦的小问题，带来截然不同于以往的工作流程。所见即所得，永远都非常重要。

CES 2024大会上的西门子展位

问题：您认为数字孪生能够快速普及吗，比如说渗透进成千上万的制造业工厂？

Busch: 据我们观察，普及的浪潮已经涌起。西门子有不少来自各行各业的领先客户，他们都面临着巨大的生产力压力。汽车行业需要推动多维度转型，压力很大、要求也很高；再就是物流企业和配送中心，他们的压力巨大；还有食品和饮料行业，企业需要降低批量、快速调整配方并推出更多有特色的新品，很不容易。他们都热切盼望新技术能帮助解决问题，也愿意积极参与体验。

所以目前唯一阻碍数字孪生普及的问题，就是企业自身的接纳能力以及解决方案在部署方面的易用度。所以要想推广这类新型解决方案，首先得想办法让它更易于部署、更好上手操作。为此，我们正在不断努力降低准入门槛，把数字孪生方案打造成即插即用，购买-安装-运行一体化的友好形式。我们正在努力解决这个问题，相信在完成之后市场规模也将随之扩大。

问题：在您看来，工业元宇宙该不该走开放路线？您认同整体开放吗，还是说只有特定部分适合开放？OmniVerse是一套综合性的工具平台，它优点多多，但不少用户担心自己会因此被牢牢绑定在英伟达身上。

Busch: 这个问题不难回答。开放性有着深远的意义，它代表参与开放的底层生态系统能够借此获益，在我看来这也是决定工程元宇宙能否成功的关键因素。当然，不同的参与者对于开放也有不同的理解。比如说传统的工业市场，特别是可编辑逻辑控制器（PLC）市场，就一直非常封闭。所以他们眼中的开放，跟一般人眼中的开放肯定是两个概念。但就在当下、就在我们交谈的同时，情况正在发生可喜的转变，相信这片冰封的大地即将解冻。

我们支持高度开放的产业体系，这样才能降低各方新型技术成果的整合门槛。也正因为如此，我们才决定与生态系统伙伴紧密合作——包括宝马、英伟达，还有机床制造商DMG MORI等中小型企业。我们正向各方合作研究机床设备的自动编程技术。这是一件影响深远的大事，有望将生产力、资源可用性等难题全部用自动化的方式管起来。而开放正是其中的关键，我们也已经并将继续为此而奋斗。

归根结底，市场绝不会坐视GPU业务的一家独大，也绝不会有单独哪股力量能够独揽数据资源。为此，我们决定与不同行业的合作伙伴共同开发多种多样的解决方案，也将努力保持住这份对开放性的坚守和认同。