数字化浪潮下,AI正以颠覆性力量重构工业肌理,而数字孪生一直被视为智能化转型的核心枢纽与价值转化载体。在物理AI的深度赋能下,它得以贯穿产品从设计到退市的全生命周期,实现全链条的智能优化。
在设计与工程阶段,数字孪生可基于物理规律与AI算法模拟各类工况,提前规避结构缺陷与性能短板;
在制造与生产环节,它能联动产线数据实时校准生产参数,推动柔性制造与良品率提升;
在运营阶段,其可精准预判设备损耗、优化运维策略;
延伸至供应链领域,更能通过全链路数据建模,实现库存、物流与需求的动态匹配。
值得注意的是,数字孪生的落地绝非单一技术的线性突破,而是技术体系与产业生态的系统性协同。这其中,IT层的核心算力、AI算法与模型工具是不可或缺的技术基础,但更关键的是与OT层数十年积累的工业场景know-how、实操工艺体系、设备运行数据的深度耦合
。二者的割裂与适配梗阻,正是此前诸多数字化项目深陷“可视化陷阱”,难以释放深层价值,最终导致企业“只见树木,不见森林”的核心症结。
在这场重塑全球工业格局的变革中,科技巨头与工业领军者的跨界协同,已成为打破行业发展瓶颈的核心关键:一边是手握算力底座与AI算法优势的科技企业,一边是深耕工业领域、掌控场景与工艺核心资源的制造巨头,二者的深度协同不仅决定着技术落地的深度,更在重塑全球工业竞争的底层规则。
NVIDIA与西门子长达四年的战略合作,正是这一趋势下的标杆样本。双方合作并非简单的技术叠加,而是呈现出从平台接口对接、软硬件深度协同到产业生态共建的阶梯式演进路径,不仅打破了工业软件与算力技术长期存在的协同壁垒,更蕴含着NVIDIA深度绑定工业场景核心玩家的工业AI生态布局逻辑。
图1 NVIDIA与西门子等携手加速各个关键环节(来源于NVIDIA 2026 CES展演讲PPT)
合作纵深:从技术互联到生态共荣的四年蝶变
自2022年6月起,NVIDIA与西门子的合作呈现“阶梯式深化”特征,每一轮布局均精准契合工业数字化转型的阶段性需求,勾勒出一条清晰且极具前瞻性的合作演进脉络:
· 2022年6月底,NVIDIA与西门子宣布扩大双方之间的合作,携手打造工业元宇宙并增加AI数字孪生技术的使用,将西门子Xcelerator与NVIDIA Omniverse打通连接。
· 2023年4月,汉诺威工博会期间,西门子展示了基于NVIDIA Omniverse打造的FREYR Battery工厂数字模型;同年9月,圣克拉拉GTC大会上,NVIDIA推出用于构建和运行工业元宇宙应用的Omniverse Cloud服务,首批客户包括RIMAC Group、西门子和WPP。
· 2024年3月,圣何塞GTC大会上,NVIDIA发布Omniverse Cloud API,与西门子、Ansys、Cadence、Hexagon、罗克韦尔自动化等,共同帮助客户设计、模拟、构建和运行符合物理学的数字孪生;同时,OpenUSD联盟成立材质与几何体工作组,建立新的联络关系。
· 2025年1月CES展上,NVIDIA通过生成式物理AI进一步扩展Omniverse,搭载了最新发布的NVIDIA Cosmos世界基础模型,西门子同期展示了由NVIDIA Omniverse库驱动的Xcelerator应用——Teamcenter Digital Reality Viewer(Teamcenter 数字现实查看器)。
· 2026年1月CES展上,NVIDIA与西门子宣布大幅拓展双方战略合作,将AI引入现实世界,打造AI加速的产品组合,包括AI原生电子设计、AI原生仿真,以及由AI驱动的自适应制造与供应链,共同设计新一代AI工厂并协同创新优化运营。
战略内核:以物理AI贯通工业全链路价值落地
NVIDIA持续深化与西门子的战略合作,核心动因是依托双方资源互补,推动物理AI从技术概念走向工业全流程落地,打通从设计、工程到制造、生产、运营及供应链的端到端价值链路。
从技术落地逻辑来看,NVIDIA的全栈AI能力与西门子的工业场景优势形成精准契合:NVIDIA提供AI基础设施、Omniverse 仿真库、Cosmos世界模型及CUDA-X加速库等核心技术支撑,解决工业AI的算力供给、仿真效率与模型适配问题;西门子则投入数百名工业AI专家及领先软硬件资源,凭借其在工业领域的深厚积淀,提供从半导体设计到工厂运营的全场景载体与数据支撑。这种协同直击工业AI落地的核心痛点——传统解决方案多局限于单一环节,难以实现跨流程的智能协同,而双方的合作正构建起“技术赋能+场景承接”的完整落地路径。
在设计与工程环节,以半导体设计为起点,并基于 NVIDIA 对西门子工具的广泛使用,西门子将把NVIDIA的GPU加速能力与AI模型集成至其EDA产品组合,聚焦验证、布局与工艺优化等关键环节,目标实现核心工作流2-10倍的性能提升,推动AI原生电子设计的规模化应用。同时,借助生成式仿真技术,依托PhysicsNeMo与开源模型构建具备自主迭代能力的数字孪生,让工程设计实现实时优化与自主迭代。
在制造与生产环节,双方计划以德国埃尔朗根的西门子电子工厂为最初蓝图,联合打造全球首批AI驱动的自适应制造基地。通过软件定义的“AI大脑”,结合Omniverse库与NVIDIA AI基础设施,工厂可持续分析数字孪生数据,在虚拟环境中测试改进方案,再将验证后的洞察转化为车间实际操作变更,实现从虚拟仿真到物理执行的无缝衔接,大幅缩短调试时间、降低运营风险。
值得一提的是,双方还将联合打造可复用的新一代AI工厂蓝图,加速工业AI变革,并为双方的AI加速工业产品组合提供高性能基础。例如,该蓝图将平衡新一代高密度计算在供电、散热与自动化的需求,同时确保技术在速度与效率上的优异表现,实现从规划设计到部署运营的全生命周期优化。
这种全流程覆盖的合作模式,不仅让NVIDIA的算力与AI技术深度嵌入工业核心场景,突破了消费电子与数据中心市场的竞争瓶颈,更通过西门子的全球客户网络与行业影响力,实现了物理AI技术的规模化商业落地,最终在指数级增长的工业AI市场中占据核心竞争优势。目前富士康、HD 现代、凯傲集团(KION Group)与百事公司等客户已在评估相关功能,为技术落地验证了市场可行性。
图2 西门子与NVIDIA扩大合作,共同打造工业AI操作系统(由西门子与百事公司提供)
行业镜鉴:跨界融合重构工业智能化新范式
当下正值AI技术从生成式AI应用向物理AI演进的关键时期,生成式AI重构了虚拟世界的内容创造与效率边界,而物理AI则打破数字世界与物理世界的边界,将智能深度嵌入工业生产的全流程,成为驱动产业智能化跃迁的核心引擎。根据IoT Analytics发布的《2025-2030年工业人工智能市场报告》数据显示,2024年全球工业AI市场规模达436亿美元,预计2030年将跃升至1540亿美元,年复合增长率23%。
这一高速增长的背后,正是基于物理AI对工业场景的深度适配与价值释放。以物理AI为底层逻辑,结合海量工业数据与AI算法,解决传统工业智能化中在设计仿真、生产排程、服务运营中的物理精准性、交互一致性、实时同步性、安全可靠性问题。通过NVIDIA 与西门子长达四年的跨界协同,可以为科技企业与工业巨头的融合发展提供三大镜鉴:
(一)拒绝内耗:跨界合作的核心是“泛IT技术+行业know-how”的双向赋能
双方合作的成功关键在于资源互补的精准匹配:NVIDIA不直接涉足工业软件开发,而是提供“算力引擎”;西门子不投入巨资研发AI芯片,而是聚焦“场景落地”。这种分工避免了资源内耗,形成1+1>2的效应。反观部分企业的跨界失败,常陷入“全产业链自建”陷阱——科技企业盲目开发工业软件缺乏场景验证,工业企业自研AI技术效率低下。
(二)整合赋能:工业AI需构建“硬件-软件-服务”的价值闭环
从合作演进可见,NVIDIA与西门子始终围绕“闭环能力”布局:从2022年打通软件闭环,到2024年完善硬件闭环,再到2026年形成服务闭环。这一逻辑切中了工业AI的核心痛点——当前多数解决方案仍停留在“数据分析”层面,无法实现“决策-执行”落地。对行业而言,未来成功的智能化方案必须具备三大特征:硬件能承载边缘算力,软件能贯通数据链路,服务能提供持续优化。
(三)生态根基:开放协同与价值辐射的共赢逻辑
双方在合作的过程中不断拓展生态,构建了“核心伙伴引领+产业链协同”的开放模式。以NVIDIA的全栈AI技术与西门子的工业场景为核心基座,联动Ansys、Cadence、罗克韦尔自动化等产业链关键玩家,打通从工具链到应用层的协同壁垒;同时通过富士康、HD现代等标杆客户的场景验证与反馈迭代,让技术方案在实战中持续优化。事实证明,工业AI的规模化变革绝非单一企业或双边合作能完成,唯有以开放姿态联动上下游,让技术在多元场景中沉淀、在生态协同中迭代,才能让AI价值穿透产业链各环节,实现从“单点突破”到“行业普惠”的跨越。
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