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“由虚向实”的工业元宇宙

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-10-20     来源:MetaPost     浏览次数:831
       人类工程技术创新经历了蒸汽时代、电气时代、信息时代和互联网时代,工业元宇宙作为工业互联网更高级的形态,正得到社会各界的广泛关注。

工业元宇宙

       早在2013年,德国提出的工业4.0中,虚实融合仿真技术就被认为是智能制造的核心。有观点认为,通过将信息物理系统、数字孪生与5G引发的AR、VR、AI计算机视觉、低时延远程控制等应用按照“元宇宙”的概念有机整合,便构建起了“工业元宇宙”。

       与消费元宇宙相比,工业元宇宙更重视“由虚向实”的过程,关注解决确切场景中的具体问题,将覆盖工业生产全链条环节,元宇宙在工业领域的应用价值或远大于消费领域。

       工业元宇宙现阶段的落地情况如何,未来又将走向何方?

       01 巨头集体押注

       目前,元宇宙战场上硝烟弥漫,虽然人们在虚拟世界里生活、游戏、工作听起来像一个美好的蓝图,但实际来看,微软、英伟达、Meta等全球巨头的目光并没有局限在普通消费者的需求,这也是工业元宇宙商业应用发展更快的原因之一。

       据外媒报道,微软的“工业元宇宙”计划正在成形,公司内部成立了一个新的团队,名为“工业元宇宙核心”,该团队将专注于创建身临其境的软件界面,用于为发电厂、工业机器人和运输网络等应用提供动力的工业控制系统。

       例如,微软在与川崎重工的合作中,通过AR创建出一个能复刻现实世界的数字化工作空间,从而加快维修和启动新的生产线等流程。川崎重工的车间工人可以佩戴微软HoloLens头显设备来辅助生产、维修和供应链管理。

佩戴微软HoloLens头显的工人
图 | 佩戴微软HoloLens头显的工人

       在AR的帮助下,工人能够更快发现生产线发生故障的原因。同时,专业维修人员可不再亲自到现场,而是直接通过AR的视觉提示,指导现场佩戴头显的工人修理损坏部件。

       可以说,从单个螺丝到整个工厂,物理世界的所有细节都能够在虚拟空间得到复制,此技术还能让车间管理人员远程管理新开设的生产线,有效解决供应链问题。

       02 制造业距离元宇宙还有多远

       我国是全球唯一拥有全部工业门类的国家,丰富的制造业应用场景正等待着元宇宙潮水的润泽。

       工信部发布的《虚拟现实产业发展白皮书5.0》中明确提出“通过财政资金促进虚拟现实技术产业化,支持面向工业、文化、教育等重点行业的虚拟现实技术应用”。

员工佩戴AR眼镜检修设备
图 | 员工佩戴AR眼镜检修设备

       2022年开始,国内多地政府也开始推动元宇宙产业前瞻性布局,并陆续出台相关配套政策、构建产业园区、设立专项基金、引进相关企业与人才,引导元宇宙产业发展。

       但对于传统制造业而言,不管名词有多么深奥,只有真正能够应用到工厂的技术,才有现实价值和意义。根据中国信息通信研究院发布的数据,2020 年中国数字经济规模达到 39.2 万亿元人民币,占 GDP 比重达 到 38.6%。传统产业在 GDP 所占比重更大,在数字化转型过程中,传统制造业距离元宇宙究竟还有多远?

       当前国内不少企业正在向智能制造靠拢。作为高度依靠全自动化生产线生产的手机行业,就是典型之一。

       目前,小米智能工厂一期已经下线生产,二期工厂也将预计于2023年底开始投入生产。小米智能工厂是高度智能化的“黑灯工厂”,内部可以实现全程自动化无人生产,仅进行人工物料补给,真正做到自动化、信息化、智能化,年产量达到百万台级别。

       此外,汽车制造也需要高度的全自动化智能生产线。国内汽车厂商吉利汽车从新车设计、工艺开发、试产验证等都已大量使用到赛博物理系统,大大缩减了新车研制的周期。

       在国内诸如中国石油、国家电网、宝钢股份、伊利等知名企业已经开始采用AR远程协助解决方案,应用于物流仓储、能源电力、快消制造等应用场景。

       而随着元宇宙相关技术的逐步成熟,工业元宇宙的应用场景将覆盖产品从研发设计到销售售后的全生命周期,“虚实协同”指导和推进工业流程优化和效率提升,以实现降本增效、高效协同和节能减排。

       03 工业元宇宙的“未来形态”

       有业内专家预测,预计到2027年工业元宇宙将在底层技术上取得突破,2032年前实现跨越式转型,并在2032年前初具规模。

       在京东集团高级副总裁、探索研究院院长陶大程看来,目前元宇宙在实体经济的赋能落地上逐渐分化为两条路径,首先是生产范式的转变,“创造一个高精度的数字孪生场景,把现实世界中的问题映射进元宇宙中,在元宇宙中仿真寻找解决方案,再把最优解部署回现实世界。”他认为这可以大大减少物理世界的调优与试错等环节,达到研发周期缩短、创新能力提高等效果。

现代汽车工程师使用AR头显查看汽车零件
图 | 现代汽车工程师使用AR头显查看汽车零件

       其次是优化范式的转变。在他看来,传统制造业一大痛点是冗长的生产环境中各个信息孤岛,只能进行单点优化,效率提升非常困难。而工业元宇宙将打破数据孤岛,以统一的元宇宙信息模型对全链路信息进行表达,将单点优化范式转型升级为全链路协同优化。

       另有观点认为,工业元宇宙是使用数字技术对现实世界中的社会属性和自然属性进行重构和再创造的能力集合,不止于实现生产力的升级,还会带来数字融合为主题的商业模式和产业结构的转变,为不同层次的实体企业共享数字经济的增长红利敞开机会窗口。
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