智能协同新纪元:群体智能、数字孪生与数字工业操作系统驱动制造业转型

   2025-09-01 工业品商城196
核心提示:2023年下半年,工业互联网迎来了前所未有的发展浪潮,群体智能、数字孪生与数字工业操作系统这三大核心技术正以前所未有的深度和广度融合,共同塑造着制造业数字化转型的新格局。它们不仅是技术革新的前沿,更是企业实现生产智能化、运营精益化、效率最大化的关键赋能者。群体智能:赋能边缘的分布式协同新范式群体智能技术

 2023年下半年,工业互联网迎来了前所未有的发展浪潮,群体智能数字孪生数字工业操作系统这三大核心技术正以前所未有的深度和广度融合,共同塑造着制造业数字化转型的新格局。它们不仅是技术革新的前沿,更是企业实现生产智能化、运营精益化、效率最大化的关键赋能者。

群体智能:赋能边缘的分布式协同新范式

 群体智能技术,作为模拟自然界生物群体行为的人工智能技术,其核心优势在于去中心化、高智能和强灵活性。这一特性使得它能在缺乏中心控制和全局环境认知不足的情况下,高效完成复杂任务。在工业领域群体智能指代的是多个智能设备或系统(如工业机器人、传感器)以分布式、去中心化、自组织方式协同工作,解决复杂问题。

 2023年,群体智能技术已从实验室走向产业前沿,成为制造业数字化转型的重要攻坚力量。在大语言模型、边缘计算、物联网(IoT)、知识图谱等多重技术栈的支撑下,其发展基础已趋于成熟。技术突破的关键在于多个智能设备或系统在边缘节点的分布式协同计算。通过利用边缘侧的算力集群,能够大幅提升分布式群体智能实时性、灵活性和鲁棒性,显著降低对中心节点和云端的依赖。具体应用场景包括:工业机器人集群利用边缘计算实现实时协作控制、故障检测和自修复;设备传感器集群则可借助边缘计算进行实时数据融合、压缩与分析。这些趋势预示着群体智能在工业落地应用的光明前景。

数字孪生:打通虚拟与现实的精准映射

 数字孪生技术的精要在于,在数字信息平台上构建与实体对象或系统完全对应的虚拟模型——“数字孪生体”。该模型能够接收并处理来自实体对象的实时或准实时传感器数据,进行动态仿真与分析,输出决策数据。作为工业互联网的核心技术之一,工业数字孪生通过构建精确的物理对象模型,并利用实时数据驱动其运转,实现了数字空间与物理世界的双向映射与深度交互,为工业企业提供综合决策所需的环境和能力

 依托工业数字孪生的强大底座,企业能够构建高效的工业仿真系统,并在其中规模化试验各类数字技术,推动其广泛应用。预计至2023年底,工业数字孪生技术将持续深化发展,极大地提升其在复杂经营环境中的可用性,从而规模化支撑数字技术的落地。发展重点体现在:

  1. 数字孪生体构建技术:在工业大数据的支撑下,数字孪生技术正从模拟特定场景扩展至模拟复杂系统,实现对整个生产过程、供应链网络、产品全生命周期等复杂系统的数字化建模

  2. 数字孪生交互技术:工业企业日益强调将数字空间的优化成果及时反馈到物理世界,以实现预期的经济效益。这促进了数字空间与物理世界双向映射的实时性,显著提升了物理对象的智能化协同水平。

  3. 数字孪生支持业务创新:通过改进监控、优化工厂运营成本结构,利用工业仿真环境进行预测分析和调度管理,数字孪生技术还能支持产品对抗性研发差异化设计等业务创新。

数字工业操作系统:构建自主可控的智能化基础设施

 数字工业操作系统是基于物联网、云计算、大数据人工智能等新一代信息技术构建的数字工业智能化基础设施。它能够实现对工业设备、工艺流程、生产数据、运营管理等各个环节的全面感知、分析、优化和控制。作为企业数字化转型的关键技术底座,它不仅是工业生产管理的核心平台,更是连接工业要素实现全局最优调度的资源平台;是沉淀工业数据大模型、实现数据高价值转化的智能平台;还是承载工业应用与服务的行业标准化开放平台

 当前,面向数字化转型的企业普遍面临着自主可控生态开放的双重挑战。数字工业操作系统的出现,为制造业的数字化进程注入了自主性和开放性。在自主性方面,企业将更多通过私有化部署或订阅模式,获取自主可控的数字工业操作系统,并根据自身特点与需求进行定制化开发与应用。领先企业更会利用其模型构造能力,打造“产业大模型”(Industry GPT)。在开放性方面,企业倾向于基于工业操作系统的开放式架构,实现不同工业设备、传感器、控制器的对接与集成,并推动跨行业、区域、企业的数据互联互通

 总体而言,群体智能、数字孪生与数字工业操作系统这三大关键技术正携手,共同为制造业的未来发展描绘出更智能、更高效、更灵活的蓝图。


 
 
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