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从科幻到工厂车间:物理 AI 革命逐渐成形

David A. Chapa David A. Chapa
AI Strategist, Hitachi Vantara

2025 年 8 月 27 日


我们在科幻作品中想象的机器人已不再是虚构。它们正在优化电网,管理交通网络和供应链,并重塑制造车间。问题不在于 AI 是否会重塑这些及其他行业。更重要的是,组织能够多快地弥合数字智能与物理现实之间的差距,从而成为引领这一变革的先锋。

AI 演进:智能的四个浪潮

AI 通过一系列以不同方式定义的独特阶段迅速演进。我个人很喜欢今年 CES 主题演讲中 NVIDIA 分享的概述。它始于感知 AI,使机器具备“看见”的能力(例如分析医疗影像、识别模式和语音,以及处理视频流)。随后是生成式 AI,使机器具备创造能力——能够整合输入,并基于简单提示生成内容和拓展概念。

最近(这正是最令人兴奋的阶段)出现了代理 AI (agentic AI),使智能代理驱动的规划、决策、工作流程自动化和流程优化成为可能。

如今进入第四阶段——物理 AI (physical AI),其智能不仅能够感知或创造,还能够行动。这些系统能够实时控制自动驾驶车辆和机器人,优化智能空间和制造流程,并管理关键基础设施。

借助 NVIDIA RTX PRO 服务器加速实现物理 AI

在各个 AI 阶段中,正是这一波物理 AI 浪潮最有潜力改变世界的运作方式。这是因为它连接了能源、交通和制造等全球主要行业中的运营与信息要素,而这些领域正是 Hitachi Group 重点关注的方向。

从这一视角来看,数字智能与物理系统的融合改变了一切,使 AI 解决方案能够以超越人类能力的速度和精度理解、预测并控制物理过程。

Hitachi 是各行业中率先部署 NVIDIA RTX PRO Servers 的公司之一,该服务器基于 NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell Server Edition GPU 构建。这些服务器旨在加速最具挑战性的代理 AI (agentic AI) 和 物理 AI (physical AI) 工作负载。

NVIDIA 的公告中,Hitachi, Ltd. CEO Toshiaki Tokunaga 总结了这一举措对我们组织和客户的重要意义,并指出,通过 NVIDIA RTX PRO,“Hitachi 将通过加速 AI 推理和物理 AI,实现包括社会基础设施在内的物理资产的数字孪生与优化,同时开启诸如提升整体业务活动生产力等新可能性。”

数字孪生:模拟与现实的交汇

数字孪生是这一转型的基础——它是物理系统的虚拟复制体,可实现实时仿真、优化和预测性维护。但构建数字孪生需要强大的计算能力,必须同时处理复杂物理、多变量、实时交互和逼真渲染——这些都增加了传统系统难以应对的复杂层级。

IT 基础架构的挑战真实存在。GPU 技术的最新进展——以 NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell GPU 为代表——终于开始满足最复杂工业 AI 应用的计算需求。而且时机恰到好处。

三个关键领域展示了这一潜力:

  1. 电网智能
    全球电网——由数百万相互连接并协同运行的组件构成——代表着人类最复杂的系统之一。AI 驱动的数字孪生可模拟整个电网区段,使公用事业公司能够预测停电、优化可再生能源整合、减少浪费,并以前所未有的速度响应中断。 Hitachi 近期与 Southwest Power Pool(SPP)和 NVIDIA 合作,开发了一种将发电机并网研究时间缩短 80% 的解决方案。该解决方案采用基于 AI 的电力仿真、Hitachi iQ AI-ready 基础架构、增强建模和预测分析。

  2. 交通网络
    铁路系统的数字孪生可同时模拟数千种场景,帮助运营商优化时刻表、预测维护需求并确保乘客安全。现代交通网络——从高速铁路到城市轨道交通——都需要这种计算能力。 Hitachi Rail 的 HMAX 是与 NVIDIA 联合开发的 AI 驱动数字资产管理平台,改变了运营商管理列车、信号和基础架构的方式,使数据能够在边缘(列车/基础设施端)实时处理。

  3. 制造革命
    “Lights-out” 工厂在保持质量和效率的同时实现自主运行。AI 系统能够实时适应变化的环境,并在瞬间做出影响生产结果的决策。生产结果的瞬间决策。这不仅是自动化——而是真正的智能。我们目前正与 JR Automation 合作,打造更智能、更具适应性的工厂环境。通过将人工智能应用于预测性维护和自主物流,我们帮助制造商提升效率、再培训员工,并快速响应不断变化的需求。

NVIDIA Omniverse 等平台正在推动逼真数字孪生和协作式 3D 工作流程的创建。此前,这些项目常因运行时间过长以及云环境中 GPU 资源有限而受到重大限制。

现代 GPU 基础设施支持对大型 3D 模型进行快速迭代,打造出不仅视觉准确且物理精确的数字孪生。这些仿真能够以前所未有的细节和速度模拟从机器人运动到电网波动的各种场景。

对 Hitachi Vantara 而言,其影响意义重大。为了开发有效的 physical AI 系统,企业需要在部署至真实工厂之前,先在仿真环境中测试并优化其机器人车队。通过采用 NVIDIA RTX PRO Servers、NVIDIA Blackwell GPU 技术以及 Hitachi iQ等解决方案,我们为客户提供先进的工业和物理 AI 解决方案,为数字孪生、仿真和合成数据生成工作流程带来更高性能。结合我们深厚的运营技术(OT)专业能力,我们将帮助客户在基于 Omniverse 的数字孪生和 physical AI 领域实现突破性解决方案。

数据中心的性能与控制。云的可扩展性与敏捷性。

开发工业 AI 的组织面临一项关键决策——选择云端的 OpEx 敏捷性,还是本地部署的 CapEx 控制力。

数据具有说服力——对于 AI 开发工作负载,本地数据中心基础设施相较于云支出可实现 40%–60% 的成本降低。

但成本并不是支持数据中心方案的唯一因素。面向电网或交通系统的关键任务型 AI 解决方案需要确保对高性能计算资源的可用性保障。云环境的不可预测性与工业级可靠性要求并不匹配。

基于云的 AI 解决方案所面临的额外挑战进一步加剧了这一问题:

  • GPU 稀缺:高需求 GPU 在云环境中往往难以获得或价格昂贵。
  • 开发速度:本地基础设施可消除延迟和调度瓶颈。
  • 数据主权:处理敏感基础设施数据的工业应用需要更高等级的安全保障。

综合来看,数据中心本应轻松胜出,但事实并非总是如此。传统本地部署解决方案在初期 AI 探索阶段往往规模过大且成本过高——从而形成采用障碍。

NVIDIA RTX PRO Servers 的模块化特性改变了这一局面。这使我们能够在多种应用场景下与不同客户合作,例如帮助大型企业在受控环境中小规模起步,并在系统准备就绪后实现规模化扩展。

Hitachi Vantara 首席产品官 Octavian Tanase 表示:“我们将利用 RTX PRO Server 与 Hitachi iQ 来满足不断变化的客户需求,特别是在应对复杂的工业和企业 AI 挑战方面。”“这使更快的迭代、更丰富的仿真以及从第一天起即可投入生产的 AI 解决方案成为可能。”

AI 工业革命从现在开始

最近,NVIDIA 总裁兼首席执行官 Jensen Huang 表示:“全球各地的企业都在为 AI 工业革命重新架构其数据中心。”从通用计算向加速计算基础设施的转型,代表了企业在 AI 时代技术战略上的根本性转变。

这一转型超越了任何单一组织。这不仅仅关乎采用新技术。它关乎将组织定位于数字智能与物理现实的交汇点。随着 AI 系统越来越具备理解和操控物理世界的能力,将深厚运营技术(OT)专长与前沿 AI 能力相结合的公司,极有可能定义工业自动化的未来。物理 AI 将自动化从一组智能机器转变为文明本身的统一神经系统。当每一个工厂、电厂和交通枢纽都能够实时通信、协同并集体优化时,我们不仅改变了生产方式——更从根本上改变了社会在规模化层面的运作方式。

关于智能机器人和自主系统的科幻愿景正迅速成为现实。但这些系统并非取代人类劳动者,而是在增强人类能力,使工业流程更加安全、高效且可持续。

展望一个 AI 不仅处理信息、而是积极塑造物理世界的未来,对 physical AI 基础设施的投资将决定哪些组织能够引领这一转型,而非仅仅作出响应。

这些机器人或许并不像《Blade Runner》或《Battlestar Galactica》中的形象,但它们对我们日常生活的影响同样日益深远。 摆在各行各业每家公司面前的问题是,如何确保这个由 AI 驱动的未来满足人类最关键的需求。包括可靠的电力、安全的交通以及高效的制造。

在我们共同致力于在整个 AI 领域开发和部署创新解决方案之际,能够即时获得前沿软件和基础设施至关重要,以确保企业 AI 实现最佳成果。合适的合作伙伴同样至关重要。

如果您希望进一步交流,欢迎联系。期待与您深入探讨。

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David A. Chapa

David A. Chapa

David A. Chapa serves as Chief AI Strategist at Hitachi Vantara. He works at the intersection of AI systems, enterprise infrastructure, and long-horizon risk, focusing on how early architectural decisions shape financial exposure, operational resilience, and strategic flexibility over time. His perspective emphasizes memory-centric systems design, data locality, and sovereign AI environments that help organizations transition from pilot-stage experimentation into durable production capability.