《IEEE Industrial Electronics Magazine》:IES Industry Forum 2025: Connecting Innovation, Industry and Impact [News in Industry Activities]
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第30届IEEE新兴技术与工厂自动化国际会议(ETFA 2025)于2025年9月9日至12日在葡萄牙波尔图大学工程学院举行。作为IEEE工业电子学会(IES)工厂自动化技术委员会的旗舰活动以及IES的首要会议,本次会议由波尔图大学主办。赞助商包括Univer
第30届IEEE新兴技术与工厂自动化国际会议(ETFA 2025)于2025年9月9日至12日在葡萄牙波尔图大学工程学院举行。作为IEEE工业电子学会(IES)工厂自动化技术委员会的旗舰活动以及IES的首要会议,本次会议由波尔图大学主办。赞助商包括UniversalAutomation.org、TechSphere和SYSTEC fct República Portuguesa。会议总主席为葡萄牙波尔图大学的Luis Almeida和意大利都灵理工大学的Marina Indre。
产业论坛主席为美国TVLP研究所的Bruno Iafelice和波尔图大学的Gil Gon?alves。产业论坛由两场产业论坛会议和第三场包含两个产业专题讨论会的会议组成,于2025年9月9日至10日举行。在此对演讲内容进行全面总结。
产业论坛会议
ETFA 2025产业论坛汇聚了欧洲制造业领袖、初创企业、研究组织和投资者,共同探讨工业转型中的关键挑战以及重塑工厂自动化的新兴技术。论坛由美国TVLP研究所的Bruno Iafelice和葡萄牙波尔图大学的Gil Gon?alves联合主持,设有两个主要会议,分别审视创新采用的障碍以及驱动制造业未来的突破性技术。会议出席情况良好。
Gil Gon?alves作为产业论坛联合主席,对ETFA 2025产业论坛进行了全面总结,具体内容如下。
第一场会议由波尔图大学的Gil Gon?alves主持,主题为"初创企业解决产业挑战:工业转型的关键障碍",该会议识别了阻碍欧洲制造业竞争力的基本挑战,并通过产业与初创企业合作探索实际解决方案。本场会议有五位演讲者和一个"初创企业解决方案实践"环节,包含五个初创企业演讲。
第一位演讲者Pedro Rocha是PRODUTECH(葡萄牙生产技术集群)的执行董事,演讲题目为"碎片化作为系统性挑战"。他强调,能力、投资和价值链的碎片化代表着一个关键障碍——限制了创新和市场机会。PRODUTECH集群代表108个组织,包括45家技术提供商、来自17个制造业领域的37家公司以及24个研发组织,该集群展示了如何通过PRODUTECH R3计划进行战略合作以克服这些限制——该计划投资1.67亿欧元,在五个干预领域部署80多项先进生产技术解决方案,包括产品定制、自适应生产、可互操作生产系统、采用先进材料的新生产技术以及资源和能源效率。
第二位演讲者展示了"劳动力与数字化转型挑战"的演讲。EIT Manufacturing West的总经理Antoni Pijoan强调了欧洲制造业面临的五项关键挑战:需要再培训和重新构想传统角色的紧迫技能差距、老龄化劳动力的人口挑战、制造业女性员工比例最低的多样性赤字、从不可重复使用材料向循环生产过渡的可持续发展压力,以及欧洲数字竞争力差距。EIT Manufacturing代表170多个合作伙伴,获得2020-2026年期间4亿欧元的共同资助,通过结构化的企业创新挑战、针对新兴女性领导者的STRADA领导力发展项目以及支持20个早期工业风险投资(投资10万欧元)的风险构建项目来应对这些挑战。
第三位演讲者Jo?o Reis的演讲题目为"研究-产业转化差距",他介绍了ARISE(先进生产与智能系统联合实验室),该实验室联合240名博士研究人员,涵盖五个主题方向:新材料与组件、先进生产系统与工艺、可持续能源系统、智能系统与机器人以及数字生态系统与风险管理。尽管葡萄牙的研发投资显著——2023年仅制造业就达9.4亿欧元(占总资金的33.1%)——但包括创新者、联系和知识产权资产在内的创新绩效维度仍保持在欧盟平均水平左右或以下,凸显了将研究转化为商业影响的持续挑战。
继续第一场会议的"初创企业解决方案实践"环节,五家创新初创企业展示了直接应对产业领袖所识别挑战的实际解决方案。
EvoWorkforce通过其革命性的"机器人员工队伍"概念应对欧洲严重的劳动力短缺问题——预计到2050年每年将流失100万工人。该概念 Featuring一个人工智能(AI)平台,通过智能编排、培训和技能部署系统管理四足和人形机器人,实现新任务的快速机器人再培训,以支持制造灵活性而无需昂贵的重新装调。
Inklusion通过其基于扩展现实的作业指导系统应对汽车制造中的技术劳动力短缺,该系统结合虚拟现实培训、AI驱动的数字培训师和增强现实引导系统,在质量控刐验证中达到96.23%的准确率,大幅缩短培训时间并降低新员工的技能门槛。
Follow Inspiration应对每年476亿欧元工作场所安全问题和运营效率低下的成本,通过综合自主移动机器人解决方案,其工业平台已获得包括Yazaki、Continental Supply和EDP等主要客户的验证,解决导致制造业每年1560亿欧元损失的实际数据可见性差距。
Azitek Technology解决关键库存可见性挑战——通常每年有15%的可回收资产丢失,其物联网(IoT)跟踪解决方案展示了已验证的成果。这些成果包括为Lingote Alumínios部署的11,000个标签实现零错误库存数据,以及为Porto Ambiente部署的10,000个废物容器标签优化收集路线。
EMA by SCEMAI创建了首个智能工业虚拟助手,解决根本性问题:"为什么家庭有Alexa……而工厂没有?"通过应对三个相互关联的挑战——人才短缺、效率压力和分散的工业数据——通过通用集成能力和高级分析,将制造数据转化为可操作的决策。
第二场会议主题为"新兴技术与前沿应用",汇聚了产业领袖、企业家和投资者,探讨重塑工业和工厂自动化的变革性技术,审视智能机器人、边缘计算、AI集成和自主系统的融合。本场会议有五位演讲者,由波尔图大学的Gil Gon?alves主持。
Jo?o Pereira来自Portugal Ventures,是本场会议的首位演讲者,演讲题目为"投资格局与市场动态"。他以风险投资家的视角开场,强调机器人、AI和自动化的融合代表着一种基础设施的根本性转变,堪比从互联网向云/移动的过渡,将物理-数字融合定位为下一波风险投资规模的回报来源。投资格局反映了日益增长的信心,2025年欧洲机器人公司融资额比前一年多出近2亿欧元,包括Nomagic为AI机器人创新融资4150万欧元、Neura Robotics获得1.2亿欧元以及Apptronik获得3.5亿美元的大规模融资以扩产人形机器人。Pereira指出,尽管这些机会在硬技术、困难市场、复杂监管和要求苛刻的商业模式方面存在重大挑战,但这些同样的挑战通过工程和科学卓越性结合强大的产品和营销执行力创造了防御性。
U-Sense.IT srl的联合创始人Cristina Cristalli随后发表了关于"工业物联网与人本技术"的演讲。她讨论了工业物联网技术如何成为增强操作人员的工具,而非仅仅生成数据。她的演讲将工业5.0(Industry 5.0)定位为关注人类和地球的解决方案提供商,强调六项关键收益:改善安全与福祉、在新市场中获得竞争优势、通过资源效率降低成本、使工人保持控制权的赋权、适应不断演变技能的培训以及吸引顶尖人才的能力。
U-Sense.IT srl开发了G3F传感器系统,集成三项关键技术:利用激光轮廓测量技术进行汽车装配线中间隙和平整度精确测量的光电子学、由NXP i.MX 8 M Plus系统级模块(SoM)供电的边缘计算(具有高性能低功耗特性和高达2.3 TOPS的神经处理单元NPU),以及通过语义分割实现边缘AI,使用为速度和低内存消耗优化的LinkNet卷积神经网络(CNN)架构,适配在NXP的NPU协处理器上运行。该公司从2019年成立到2025年进入市场的历程展示了工业硬件创新典型的漫长开发周期,成功需要与制造商需求对齐、与遗留设备和现有流程兼容、与现有数字环境集成、可扩展性以及对人力劳动的清晰价值主张。
第三位演讲者Michael Olschimke是Scalefree的首席执行官,演讲题目为"AI驱动的业务转型",探讨了从数据驱动组织向AI驱动业务的演进。他区分了传统的数据驱动组织——使用数据分析技术指导运营并基于数据而非直觉制定战略决策——与AI驱动业务——使用AI集成和处理数据流,持续识别和实施决策中的模式,并将这些模式转化为用户和AI模型均可消费的以业务为中心的信息流。
Olschimke介绍了Flow.BI,这是一个生成式AI系统,通过模仿人类数据建模者来创建集成的企业数据模型,代表五年研发成果,解决随着全球人口和数据量持续指数增长而扩展数据操作的挑战。Flow.BI为企业数据系统生成逻辑模型,然后由第三方数据仓库自动化工具创建物理模型,使组织能够从劳动密集型的数据建模流程过渡到可与业务需求同步扩展的AI增强工作流。
第四位演讲者Teresa Concei??o来自Nvidia加利福尼亚机器人解决方案团队,演讲题目为"物理AI与工业机器人"。她就物理AI作为下一波工业数字化浪潮进行了广泛演讲。她概述了AI历经的四个发展阶段:始于2012年AlexNet的感知AI,涵盖语音识别、推荐系统和医学成像;用于数字营销和内容创作的生成式AI;包括编程助手、客户服务和患者护理的代理式AI;以及用于自动驾驶车辆和通用机器人的物理AI。
Nvidia的物理AI方法涉及三个专门的计算平台:用于训练的DGX和HGX系统、用于仿真的RTX PRO上的Omniverse和Cosmos以及用于部署的Jetson Thor AGX。Concei??o强调了机器人数据挑战,指出虽然感知和生成式AI受益于互联网规模的预训练数据,但物理AI需要三种扩展方法:用互联网视频预训练、用人机演示进行后训练以及通过物理仿真中的合成数据生成和强化学习进行测试时扩展。
Nvidia的Isaac GR00T(通用机器人00技术)基础模型提供可在Hugging Face上获得的开源、完全可定制的人形机器人能力。它们设计用于跨多种人形机器人类型的跨具身部署,并可用人机演示和合成数据进行后训练。Isaac合成操作运动生成蓝图展示了如何通过GR00T-Teleop、GR00T-Mimic和GR00T-Gen系统与Isaac Lab和Omniverse集成,将数十个人机演示乘以数百万个训练数据点,将数据收集时间从数小时缩短至数分钟,加速解决方案时间并通过Cosmos世界基础模型的照片级真实感增强减少仿真到现实的差距。
人本技术范式代表了从替代工人的自动化向增强操作人员的系统的转变。实际部署展示了显著影响:Pegatron通过使用AI分析装配线流程并提醒工人偏离标准操作程序,实现了缺陷减少67%和劳动力成本降低7%,达到99%的准确率;Wandelbots通过基于Nvidia Isaac Sim构建的NOVA系统将机器人编程时间从数周缩短至数分钟,支持100多种机器人类型,使新装配解决方案的部署在不到一天内完成;Amazon Robotics通过合成数据集生成将自主移动机器人模型准确率提高9%-98%,同时节省数周的模型开发时间。
第二场会议的最后演讲是"零售自动化应用",MC Sonae的Marlos Silva展示了AI和机器人如何作为零售中"软"和"硬"自动化的工具。MC Sonae是葡萄牙领先的食品零售商,运营363家门店,拥有超过35,000名员工,通过协作研发合作伙伴关系协调数字化转型、供应链优化、自动化与机器人技术、食品创新和可持续发展方面的创新。
Silva展示了针对仓库和门店运营的多项自动化解决方案,包括:与JPM和INESC TEC合作开发的、在食品和电子零售仓库中具有潜在应用的去集装箱化机器人;基于贪婪分配算法优化分配的动态按线拣选解决方案,根据需求将高销量门店置于更易访问的位置,将旅行距离从730公里减少至695公里;以及与INESC TEC、CIIMAR和Blue Bioeconomy CoLab等合作伙伴合作开发的、用于野生鱼类接收和质量检验的计算机视觉系统。
门店级自动化包括:用于生鲜产品入库的店内"去拣选"单元;多种类型的自主移动机器人,包括常规型、紧凑型、堆垛机型和客户辅助机器人"Foodie";以及与JRDAO Robotics和米尼奥大学合作开发的垂直冷墙系统,具有酸奶补货功能的笛卡尔坐标机器人。其自动化工作的巅峰是Sensei自主商店概念,从最初的构想到成为世界上最大的自主商店,代表了无摩擦零售体验的重大飞跃。
产业论坛揭示了跨越两场会议的几个关键融合主题和战略意涵。生态系统协作的必要性成为成功的基础,无论是通过PRODUTECH等集群聚合、Portugal Ventures强调的风险投资生态系统,还是MC Sonae和Vista Alegre展示的R&D合作伙伴关系。组织无法孤立地实现转型;成功需要技术提供商、工业用户、研究机构和金融支持者之间的协调行动。
人本技术范式代表了从替代工人的自动化向增强操作人员的系统的转变。U-Sense.IT对保持工人控制的重视、Inklusion降低技能门槛的培训系统以及EMA实现人机协作的工业虚拟助手都表明,成功的技术增强而非消除人类能力。这种方法既解决了劳动力问题,也承认了经验丰富的工人拥有不可替代知识的实际现实。
工业AI中的数据挑战成为需要创新解决方案的关键瓶颈。Nvidia的物理AI方法展示了如何通过仿真将有限的人机演示乘以数百万个训练数据点,而Scalefree的Flow.BI通过AI增强建模解决数据操作扩展的挑战。先进AI系统的数据需求与工业数据收集的实际限制之间的差距需要结合真实世界数据、仿真和智能增强的创造性方法。
尽管技术进步,技术成熟度和采用差距仍然是一个重大挑战。产业领袖识别的障碍包括:对客户需求的理解不足、市场拓展资源不足、技术成熟度和业务回报评估困难以及技术提供商接触潜在工业客户的有限途径。Azitek和Follow Inspiration等成功的初创企业通过专注于具体的、可量化的痛点并具备清晰的投资回报主张,而非笼统的"数字化转型",展示了工作解决方案和广泛的客户组合来证明市场需求。
可持续性和效率 imperative驱动转型的多个维度。Vista Alegre向电窑的转换实现了100%天然气减少和15.2% CO2排放减少,MC Sonae的资源效率倡议以及更广泛的欧盟绿色协议脱碳目标为创新创造了挑战和机遇。技术必须不仅提供运营改进,还提供环境效益以符合监管要求和市场预期。
关于未来方向的简要说明:论坛表明,工业自动化中的前沿技术已从研究实验室进入生产环境,提供了可衡量的商业成果。然而,成功需要的不仅仅是技术能力。组织必须应对与遗留系统的兼容性、监管合规性、商业模式可行性以及劳动力接受度。
从投资角度来看,Jo?o Pereira提出的基本问题仍然至关重要:哪些前沿应用今天将成为明天的基础设施,谁将参与这一价值创造?演讲表明,该领域的成功不仅需要技术卓越,还需要在产品开发、市场定位和生态系统建设方面的战略执行。
葡萄牙背景具有重大研发投资(2023年制造业9.4亿欧元)但创新绩效下降,体现了欧洲制造业转型面临的机会和挑战。研究能力与商业影响之间的差距凸显了需要改进机制,通过系统的客户参与、成熟度评估框架和市场准入机制将技术解决方案与产业需求连接起来。
随着制造业通过数字化和AI集成经历关键转型,前进的道路需要先进技术与制造商需求、可扩展性考虑以及对最终将操作这些系统的劳动力的清晰价值主张的对齐。ETFA 2025产业论坛既提供了对当前挑战的全面诊断,也提供了有力证据表明通过初创企业、成熟企业、研究机构和投资社区的协调努力,实际解决方案正在涌现。
产业专题讨论会
ETFA 2025产业论坛的第三场会议题为"推进工业自动化",设有两个产业专题讨论会。本场会议聚焦于分布式工业控制系统IEC 61499标准的采用,主题为"IEC 61499从愿景走向运营:第30届IEEE ETFA 2025产业论坛洞见"。
第一产业专题讨论会:"IEC 61499实践:技术实施经验交流"
在其首次发布整整20年后,IEC 61499标准比以往任何时候都更加相关。该标准最初于2005年定义为去中心化和事件驱动自动化的愿景框架,其原则与工业4.0和工业物联网(IIoT)的要求完美契合。特别是,IEC 61499提出的硬件与软件解耦使其成为灵活、有韧性和气候友好型工业格局的关键使能者。
这一观点在ETFA 2025产业论坛的专题讨论会"IEC 61499实践:技术实施经验交流"中得到了强化。自动化专家分享了关于基于IEC 61499的厂商无关自动化如何带来实际效益的真实洞见。该专题讨论会由Valeriy Vyatkin教授(阿尔托大学和吕勒奥理工大学)、Alois Zoitl教授(约翰内斯·开普勒大学)、Franco Cavadini(Gr3n)和?ejla Traki?(UniversalAutomation.Org)组织。
相互学习
作为专题讨论会主持人,?ejla Traki?开启了讨论。她强调了定期分享专业知识、经验和用例对自动化持续发展的重要性。毕竟,向新的自动化范式的过渡,包括必要的思维转变,并不总是容易的。这使得展示最佳实践并以实际方式证明附加价值的格式变得更加重要。而这正是该专题讨论会的目标。讨论参与者代表Armony System、Novo Nordisk、J&W、Platinum和AFRY。
为什么选择61499?
专题讨论会的第一个主题是为什么如今企业对基于IEC 61499的自动化比以往更感兴趣。据专题讨论会参与者称,这主要是因为对高度灵活和数字联网工业系统的需求日益增加。正如Novo Nordisk的Flemming N?rgaard Andersson所强调的,专有自动化解决方案在这种背景下很快就会达到其极限。对于拥有64,000名员巟的制药公司而言,基于IEC 61499的自动化方法是高可靠性、端到端可追溯性和高度灵活性的关键使能者。
工程收益
但受益于IEC 61499所定义原则的不仅仅是最终用户。专题讨论会还包括三位系统集成商——Armony System的Zakaria Bencherki、J&W的Federico Fumagalli和Platinum的Stephen Maltby,他们分享了工程优势的第一手经验。最重要的是,基于厂商无关的可重用软件对象的组件化编程使工程显著简化。这使得系统能够更快开发和调试。
Federico Fumagalli用意大利DeNora公司的真实客户项目说明了这一点。基于IEC 61499,重点是早期架构清晰、渐进模块化和利用可重用控制组件来降低开发风险和加速部署。
此外,Stephen Maltby明确表明基于IEC 61499的自动化绝不限于新建项目。他的经验表明IEC 61499可以与遗留系统共存。通过增量实施该标准并关注互操作性层,他展示了制造商如何实现现代化而无需颠覆性大修。
面向未来的产业自动化
基于分享的经验,专题讨论会很快明确了对IEC 61499日益增长的兴趣必须置于更广泛的背景下看待。正如国际工程和咨询公司AFRY的Mikael Maasalo所指出的,工业公司如今面临巨大压力。为保持竞争力,它们需要以越来越定制化、节能和更快速的方式生产。如果没有持续演进的尖端数字化和自动化解决方案,这几乎不可能实现。据Maasalo称,这就是为什么需要一种显著简化厂商无关集成和迁移的自动化方法。这反过来又使得更有效地利用先进软件和AI解决方案的变革力量成为可能。
从这个意义上说,IEC 61499为现代IT和运营技术(OT)技术的全部潜力释放提供了基础,以打造面向未来的产业。专题讨论会参与者一致认为,积极推动该标准的更广泛采用至关重要——通过技术创新,也通过开放、协作和持续的知识交流。
第二产业专题讨论会:"基础设施控制架构:桥接OT与IT"
用IEC 61499简化IT-OT集成
尽管其基础可追溯至50多年前可编程逻辑控制器(PLC)的发明,IEC 61131至今仍是工业中的主要自动化标准。然而,自那时起技术已大幅进步。在数字化、软件和AI的背景下,现在越来越多的争论关于61131是否仍然最适合现代高度联网和灵活系统的需求。特别是IEC 61131所支持的专有控制系统,使得充分利用现代软件和数字化解决方案的全部潜力进行自动化变得困难。
在此背景下,ETFA 2025产业论坛的专题讨论会"基础设施控制架构:桥接OT与IT"聚焦于另一种自动化标准:IEC 61499。与IEC 61131-3不同,它定义了分布式智能的方法,使用厂商无关和可重用的软件组件。它还用事件驱动范式取代了传统的循环执行模型。这一基础使得自动化能够遵循IT原则,显著简化OT和IT的集成。
专题讨论会探讨了这种转变为工业自动化带来的优势和机会。演讲者包括Barbara的David Puron、Penguin Solutions的Rudy De Anda、Advantech的Marco Zampolli、Yokogawa的Eugene Spiropoulos和Aimirim的Renato Pacheco Silva,专题讨论会由瑞士初创企业Gr3n的首席技术官Franco Cavadini主持,该公司使用IEC 61499自动化其气候友好的塑料回收流程。
桥接OT与IT
专题讨论会由Penguin Solutions Stratus事业部战略联盟负责人Rudy De Anda开启。他指出IT和OT正在边缘融合。对于Penguin Solutions而言,挑战是从单所有者、单一设备转向多租户边缘平台,各部门必须共同承担生命周期、安全和正常运行时间的责任。因此,Stratus正致力于通过标准IT接口使基础设施可观察、可保护和可操作。
David Puron补充说,工业边缘是必须远程配置、更新和监控的本地层,规模达到整个设备群。Puron是西班牙初创企业Barbara的创始人兼首席执行官,该公司提供边缘AI平台,部署运行时(包括基于IEC 61499标准的UniversalAutomation.Org运行时的容器化版本,实现软PLC)、管理补丁、确保高可用性并处理网络安全。最难的部分?可用性和网络安全。操作员想要可视化工作流,而不是命令行;同时,分段网络和证书处理可能决定部署的成败。
对于Puron和De Anda而言,很明显,像IEC 61499这样已经按照IT逻辑构建的自动化方法正在为将基于边缘的IT解决方案集成到OT中创造理想条件。
软件定义而非硬件定义
通过大规模简化IT和OT的集成,IEC 61499也可被视为实现真正软件定义自动化的使能者。在专题讨论会中,Marco Zampolli强调了这一点,他是Advantech的物联网自动化产品销售总监。他报告说,客户现在期望计算、网络和运行时从特定设备解耦。IEC 61499的厂商无关方法允许解决方案在项目间重用,而外形尺寸可以变化——此处是工业PC,彼处是带AI的路由器。正如Zampolli所明确指出的,产业正在从设备中心转向软件定义一切。
这一观点也得到了Yokogawa自主系统全球经理Eugene Spiropoulos的确认。他介绍了基于开放过程自动化标准(OPAS)连接框架的项目。Yokogawa的SI-kit将输入-输出映射到OPAS结构(https://www.opengroup.org/forum/open-process-automation-forum),通过Redfish等IT原生协议实现生命周期管理。在灯塔项目中,这转化为完全软件定义的分布式控制系统,其行为类似于IT平台:可重现、开放且本质安全。正如Spiropoulos所指出的,像IEC 61499这样的厂商无关自动化方法有助于实现基于OPAS的解决方案。
IEC 61499在简化软件定义自动化实施中的作用也是巴西初创企业Aimirim的Renato Pacheco Silva的主题。据他描述,巴西的工厂通常直接从PLC前时代跳转到软件定义自动化。在部署基于AI的锅炉控制时采用IEC 61499(通过4diac),最大的瓶颈不是软件而是基础设施:网络、计算和有纪律的集成。Silva表示,开源的优势在于允许他在需要时修复所需的内容,主张重用和分发比等待大型厂商跟上更重要。
赋能未来的自动化
总之,所有专题讨论会参与者一致认为,通过实现模块化、事件驱动和厂商无关的架构,IEC 61499为软件定义自动化创造了理想基础。通过简化IT-OT集成和支持分布式智能,它解锁了专有、硬件绑定系统无法提供的灵活性和可扩展性。现在的挑战在于采用和基础设施准备,以充分实现这些效益。
IEEE工业电子学会(IES)2025产业论坛:ETFA 2025会议产业活动综述
研究背景与问题提出。2025年9月,第30届IEEE新兴技术与工厂自动化国际会议(ETFA 2025)在葡萄牙波尔图大学举办。作为IEEE工业电子学会(IES)工厂自动化技术委员会的旗舰活动,本届会议特别设立产业论坛,旨在回应欧洲制造业面临的多重转型压力。当前制造业存在几个突出问题:其一,欧洲制造业竞争力受碎片化制约,能力、投资和价值链的分散限制了创新和市场机会;其二,技术劳动力短缺严重,预计至2050年每年将流失100万工人,同时面临老龄化、多样性不足和技能错配等人口结构挑战;其三,研究投入与商业转化之间存在明显差距,如葡萄牙2023年制造业研发投入达9.4亿欧元(占总资金的33.1%),但创新绩效仍处欧盟平均水平或以下;其四,可持续发展压力加剧,欧盟绿色协议(Green Deal)的脱碳目标对能源密集型产业形成约束;其五,自动化技术从实验室走向产业应用存在成熟度与采纳鸿沟,初创企业失败率高达约90%。基于此背景,研究人员组织了本次产业论坛,通过两场产业论坛会议和两个产业专题讨论会,系统探讨工业转型的障碍与新兴技术的实践路径。
研究开展与核心结论。产业论坛围绕"初创企业解决产业挑战"和"新兴技术与前沿应用"两大主题展开,并专设IEC 61499标准实践讨论环节。研究人员通过邀请制造业领袖、初创企业、投资机构和研究组织进行演讲与 panel 讨论,深入分析了当前工业自动化的关键问题与解决方案。论坛得出的核心结论包括:生态系统协作是成功的基础,无论是通过产业集群、风险投资网络还是产学研合作伙伴关系;人本技术(human-centric technology)范式代表了从替代工人到增强操作人员的能力转变;数据挑战是工业AI的关键瓶颈,需要结合真实数据、仿真和智能增强的创造性方法;IEC 61499标准作为软件定义自动化的使能者,能够显著简化IT(信息技术)与OT(运营技术)的集成。论坛成果发表在《IEEE Industrial Electronics Magazine》上。
研究重要意义。该研究系统记录了2025年工业自动化领域的前沿实践,为理解产业转型中的关键挑战和技术路径提供了重要参考。论坛揭示的协作模式、人本技术理念和标准演进方向,对推动欧洲制造业数字化转型具有指导价值。
主要关键技术方法。论坛采用的技术方法涵盖多个层面:在智能协作与机器人技术方面,涉及人工智能(AI)平台管理四足和人形机器人的智能编排系统,以及自主移动机器人(AMR)解决方案;在扩展现实(XR)技术应用方面,采用结合虚拟现实(VR)培训、AI数字培训师和增强现实(AR)引导的作业指导系统;在工业物联网(IIoT)方面,应用激光轮廓测量技术、边缘计算(采用NXP i.MX 8 M Plus系统级模块,集成神经处理单元NPU,算力达2.3 TOPS)以及边缘AI语义分割(采用LinkNet卷积神经网络CNN架构);在数据与AI基础设施方面,涉及物理AI三平台架构(DGX/HGX训练系统、Omniverse/Cosibus仿真系统、Jetson Thor AGX部署系统)、合成数据生成与强化学习、生成式AI数据建模(Flow.BI系统)以及计算机视觉质量控制系统;在标准与架构方面,核心关注IEC 61499分布式事件驱动自动化标准及其与开放过程自动化标准(OPAS)的协同;在样本来源方面,涉及Pegatron、Wandelbots、Amazon Robotics、Vista Alegre Atlantis、MC Sonae等企业实践案例,以及PRODUTECH集群(108个组织)、EIT Manufacturing(170+合作伙伴)等产业生态系统。
研究结果。(一)"初创企业解决产业挑战"会议结果。该会议由波尔图大学的Gil Gon?alves主持,识别了欧洲制造业竞争力的基本障碍并探索了产业-初创企业协作的实际解决方案。
碎片化作为系统性挑战。PRODUTECH执行总监Pedro Rocha指出,能力、投资和价值链的碎片化是关键障碍。PRODUTECH R3计划投入1.67亿欧元,在五个干预领域(产品定制、自适应生产、可互操作生产系统、先进材料新生产技术、资源和能源效率)部署80多项先进生产技术解决方案,展示了战略协作如何克服碎片化限制。
劳动力与数字化转型挑战。EIT Manufacturing West总经理Antoni Pijoan强调五项关键挑战:技能差距与角色再设计、老龄化劳动力、多样性赤字、可持续发展压力以及欧洲数字竞争力差距。EIT Manufacturing通过企业创新挑战、STRADA女性领导力发展项目和风险投资构建计划应对这些挑战。
研究-产业转化差距。ARISE联合实验室代表Jo?o Reis指出,尽管葡萄牙制造业研发投入显著,但创新绩效维度仍低于欧盟平均水平,凸显了研究商业化的持续挑战。
工业运营现实。Vista Alegre Atlantis公司(200年历史陶瓷企业,6家工厂,1.2亿欧元营业额,年产7500万件,2500名员工)的Diogo Teixeira分享了实际转型挑战:全球竞争加剧、环境压力(能源密集型产业面临欧盟绿色协议脱碳目标)、数字化转型压力以及劳动力挑战。公司应对包括:传统窑炉改电窑实现100%天然气削减;工业4.0集成智能照明系统减少电力消耗77%;计算机视觉质量控刐;CO
2排放减少15.2%;能源节约18%;8兆瓦峰值太阳能安装。
初创企业生态系统要求。TechSphere创始人Carlos Mesquita分析了初创企业关键成功要素: competent工程团队、深度市场理解、战略导航能力、管理聚焦能力以及各成长阶段的适当财务资源。
"初创企业解决方案实践"环节。五家初创企业展示了针对性解决方案:EvoWorkforce的人工智能平台管理四足和人形机器人;Inklusion的扩展现实作业指导系统实现质量控刐验证准确率96.23%;Follow Inspiration的自主移动机器人解决方案应对工作场所安全和运营效率;Azitek Technology的物联网跟踪解决方案解决库存可见性挑战;EMA by SCEMAI的首个智能工业虚拟助手实现人机协作。
(二)"新兴技术与前沿应用"会议结果。该会议探索了智能机器人、边缘计算、AI集成和自主系统的融合。
投资格局与市场动态。Portugal Ventures的Jo?o Pereira从风险投资视角分析,指出物理-数字融合是下一波风险投资规模的回报来源。2025年欧洲机器人公司融资额增长近2亿欧元,包括Nomagic(4150万欧元)、Neura Robotics(1.2亿欧元)和Apptronik(3.5亿美元)等案例。
工业物联网与人本技术。U-Sense.IT联合创始人Cristina Cristalli阐述了工业5.0的六项关键收益,介绍了G3F传感器系统(集成激光轮廓测量、边缘计算和边缘AI),强调技术应增强而非替代操作人员。
AI驱动的业务转型。Scalefree首席执行官Michael Olschimke区分了数据驱动组织与AI驱动业务,介绍了生成式AI系统Flow.BI,该系统通过模仿人类数据建模者创建企业数据模型,实现从劳动密集型到AI增强工作流的转变。
物理AI与工业机器人。Nvidia的Teresa Concei??o概述了AI四阶段演进(感知AI、生成式AI、代理式AI、物理AI),介绍了Nvidia GR00T基础模型和合成数据生成方法。实际案例显示:Pegatron缺陷减少67%、劳动力成本降低7%;Wandelbots机器人编程时间从数周缩短至数分钟;Amazon Robotics模型准确率提高9%-98%。
零售自动化应用。MC Sonae的Marlos Silva展示了AI和机器人在零售中的应用,包括去集装箱化机器人、动态拣选优化、计算机视觉系统、自主移动机器人和Sensei自主商店概念(世界最大自主商店)。
(三)产业专题讨论会结果。第三场会议聚焦IEC 61499标准的实践应用。
"IEC 61499实践:经验交流"。在标准发布20周年之际,专题讨论会分析了其日益重要的相关性。Novo Nordisk强调该标准对高可靠性、端到端可追溯性和灵活性的关键使能作用。系统集成商分享了工程优势:组件化编程简化开发、可重用软件对象加速部署、与遗留系统共存的可能性。AFRY指出该标准对定制化、节能和快速生产的支撑作用。
"基础设施控制架构:桥接OT与IT"。专题讨论会探讨了IEC 61499在简化IT-OT集成方面的优势。Penguin Solutions的Stratus平台从单所有者设备转向多租户边缘平台;Barbara的边缘AI平台部署包括IEC 61499运行时的容器化版本;Advantech强调从设备中心向软件定义一切的转变;Yokogawa介绍了基于OPAS连接框架的项目;Aimirim分享了巴西工厂直接采用软件定义自动化的经验。
讨论与战略意涵总结。研究人员在讨论部分系统梳理了论坛揭示的关键融合主题。生态系统协作的必要性成为成功基础,涵盖产业集群、风险投资网络和产学研合作伙伴关系等多种形态。人本技术范式成为核心共识,从替代工人的自动化转向增强操作人员的系统,U-Sense.IT、Inklusion和EMA等案例证明了技术增强人类能力的价值。数据挑战是工业AI的关键瓶颈,需要结合真实数据、仿真和智能增强的创造性解决方案,Nvidia的物理AI方法和Scalefree的Flow.BI分别代表了不同路径。技术成熟度与采纳差距仍是重大挑战,成功企业需聚焦具体可量化的痛点并提供清晰投资回报。可持续性和效率imperative驱动多维度转型,Vista Alegre和MC Sonae等案例展示了环境效益与运营改进的协同。IEC 61499标准作为软件定义自动化的使能者,通过模块化、事件驱动和厂商无关架构,为IT-OT集成和分布式智能提供了理想基础。
研究结论部分指出,前沿工业自动化技术已从实验室进入生产环境并产生可衡量效益,但成功需要超越技术能力,应对遗留系统兼容性、监管合规、商业模式可行性和劳动力接受度。投资领域的核心问题是识别哪些前沿应用将成为未来基础设施。葡萄牙背景体现了欧洲制造业转型的机遇与挑战,研究能力与商业影响之间的差距凸显了改进连接机制的必要性。制造业转型的前进道路需要先进技术与制造商需求、可扩展性和劳动力价值主张的对齐,ETFA 2025产业论坛通过初创企业、成熟企业、研究机构和投资社区的协调努力,为当前挑战提供了全面诊断和实际解决方案的有力证据。