工業(yè)場(chǎng)景需要“美顏”嗎？
發(fā)布人：傳感器技術(shù)
時(shí)間：2022-11-19
來(lái)源：工程師
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消費太遠
看看“異軍突起”的工業(yè)元宇宙
消費領(lǐng)域的元宇宙雖然有著(zhù)高薪的誘惑，但對于大多數人來(lái)說(shuō)還是太遙遠了，就連全力進(jìn)軍元宇宙，改名為Meta的Facebook，也在燒掉了上百億美元仍然沒(méi)有顯著(zhù)的成效。絕大部分人根本不在乎元宇宙是什么，在乎的是元宇宙究竟能夠帶來(lái)什么。
相較于以人為中心的“消費元宇宙”，我們再來(lái)看看以機器為主體的“工業(yè)元宇宙”。工業(yè)元宇宙目前尚無(wú)統一定義，但我們也可以理解為元宇宙相關(guān)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用，實(shí)現工業(yè)領(lǐng)域中“人、虛擬空間與現實(shí)空間”虛實(shí)映射/交互/融合，覆蓋從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、巡檢、遠程運維、經(jīng)營(yíng)管理、培訓等工業(yè)生產(chǎn)全鏈條環(huán)節。
佩戴AR眼鏡的員工正進(jìn)行電力巡檢；圖源：北極星電力網(wǎng)問(wèn)題來(lái)了
工業(yè)元宇宙=數字孿生？
工業(yè)元宇宙的重點(diǎn)聚焦在虛實(shí)交互上，主要表現形式可以看作是數字孿生，但二者并不完全等同。數字孿生最早源自PLM（產(chǎn)品全生命周期）的思考和延展，并率先應用于航空航天領(lǐng)域。例如，飛機、火箭這類(lèi)復雜的機械設備極其昂貴，產(chǎn)品設計或任務(wù)執行中一旦出錯代價(jià)高昂，其數字孿生體通過(guò)各種模擬和仿真進(jìn)行提前預演，可降低實(shí)際運行中的風(fēng)險。
相對于既宏大又有些“縹緲”的元宇宙，數字孿生應用已經(jīng)頗為廣泛，在產(chǎn)品研發(fā)階段、制造生產(chǎn)階段、設備維護階段等有其身影。
PART.1
騰訊優(yōu)圖實(shí)驗室通過(guò)連接寶武鋼鐵的1580條產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)、設備、能源等數據，以數字孿生實(shí)時(shí)展示設備的運行狀態(tài)與工藝信息，讓操作員可以遠程巡檢設備并實(shí)施運維，實(shí)現了現場(chǎng)管理的透明化。寶鋼股份寶山基地2號連鑄機數字孿生工廠(chǎng)更是于近日投運。這個(gè)被稱(chēng)為“工業(yè)元宇宙”的項目是寶武作為流程制造行業(yè)從數字化交付到數字化運營(yíng)的跨越。
PART.2
最典型的例子還是要數英偉達的Omniverse平臺。寶馬已經(jīng)利用Omniverse構建了自己工廠(chǎng)的數字孿生系統來(lái)提升效率。英偉達和寶馬的工程師一起將整個(gè)汽車(chē)制造工廠(chǎng)在Omniverse上高精度地模擬出來(lái)，從而能夠在這個(gè)虛擬工廠(chǎng)中先行仿真調整生產(chǎn)流水線(xiàn)以及物流設計，測量虛擬工廠(chǎng)的每個(gè)生產(chǎn)節點(diǎn)和工序流程，避免在物理工廠(chǎng)做這些調整所需要耗費的巨額成本和較大風(fēng)險。
爭相布局虛擬現實(shí)與工業(yè)元宇宙
此前，工信部等五部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《虛擬現實(shí)與行業(yè)應用融合發(fā)展行動(dòng)計劃（2022—2026年）》提到，到2026年我國虛擬現實(shí)產(chǎn)業(yè)總體規模超過(guò)3500億元。其中圍繞重點(diǎn)垂直行業(yè)領(lǐng)域，推動(dòng)虛擬現實(shí)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，支持虛擬現實(shí)技術(shù)在設計、制造、運維、培訓等產(chǎn)品全生命周期重點(diǎn)環(huán)節的應用推廣化。
根據ABI Research的最新研究，全球在工業(yè)數字孿生上的支出預計將從 2022 年的 46 億美元增長(cháng)到 2030 年的 339 億美元，復合年增長(cháng)率 (CAGR) 為 28%。制造商需要一系列能力來(lái)部署數字孿生，包括CAD建模、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、遠程監控、車(chē)間工人硬件設備，例如平板電腦、AR 眼鏡等等。
目前，很多企業(yè)正在或已經(jīng)在部署工業(yè)元宇宙，無(wú)論是微軟、IBM等數字化廠(chǎng)商，還是西門(mén)子等傳統制造企業(yè)，都已相繼在工業(yè)元宇宙領(lǐng)域展開(kāi)了應用和實(shí)踐。
不久前，微軟在公司內部宣布成立了名為“工業(yè)元宇宙核心”的新團隊，計劃幫助客戶(hù)創(chuàng )建身臨其境的新軟件界面，以操控發(fā)電廠(chǎng)、工業(yè)機器人和交通網(wǎng)絡(luò )背后的工業(yè)控制系統。其目標是創(chuàng )建一個(gè)以工業(yè)工作為重點(diǎn)的虛擬世界，能夠監測和評估現實(shí)世界的機器和工廠(chǎng)環(huán)境。比如航空機械師將能夠使用人工現實(shí)（AR）或虛擬現實(shí)（VR）頭盔來(lái)評估機械有無(wú)故障。
今年6月，全球工業(yè)巨頭西門(mén)子宣布了與NVIDIA進(jìn)一步合作，將基于NVIDIA Omniverse建設工業(yè)元宇宙平臺，通過(guò)對設計、運營(yíng)等全生命周期進(jìn)行沉浸式工業(yè)模擬，對傳統制造業(yè)進(jìn)行升級。
工業(yè)場(chǎng)景無(wú)需“美顏”
能解決問(wèn)題的才有真實(shí)價(jià)值
在今年工控網(wǎng)舉辦的CAIMRS大會(huì )上，有企業(yè)代表曾表示：工業(yè)元宇宙可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是解決問(wèn)題，一類(lèi)重點(diǎn)在可視化，即呈現以及體驗。在工業(yè)場(chǎng)景里，如果是解決問(wèn)題的場(chǎng)景，或者是大型工程、復雜工程，需求是可以復制的，確實(shí)十分有意義。但如果單純?yōu)榱顺尸F，元宇宙的必要性并不是那么高。另一位企業(yè)代表也表示：“在工業(yè)領(lǐng)域里，并不缺新概念，工業(yè)大腦、數字孿生等很多東西尚未完全落地，真正缺的是落地變現?！?/span>
找到落地場(chǎng)景
工業(yè)元宇宙的落腳點(diǎn)是工業(yè)生產(chǎn)，與消費領(lǐng)域不同的是，工業(yè)更關(guān)注解決實(shí)際應用場(chǎng)景中的具體問(wèn)題。如果可以找到使用的場(chǎng)景，并解決具體問(wèn)題，有效提升工業(yè)生產(chǎn)效率、降低工業(yè)生產(chǎn)能耗，這一技術(shù)就有很大的發(fā)展空間，但如果只是用來(lái)“打扮、美顏”、講故事，它就并不實(shí)用。技術(shù)實(shí)現難
在工業(yè)領(lǐng)域，企業(yè)雖然很早就有建設數字孿生的需求，但即使是技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)，構建和管理數字孿生也是相對困難的。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要有專(zhuān)業(yè)的人員使用仿真技術(shù)工具和數字孿生平臺，構建、運行維護數字孿生體，監控、預測并優(yōu)化實(shí)體系統運行狀態(tài)。此外，工廠(chǎng)的數字孿生更加偏重企業(yè)管理和決策服務(wù)，很多一線(xiàn)人員很難從中獲益。從實(shí)用主義的角度看，工業(yè)元宇宙無(wú)論是理論、技術(shù)，還是產(chǎn)品、基礎設施尚不成熟。工業(yè)元宇宙不僅需要對物理世界的事物進(jìn)行仿真建模，通過(guò)數字化的方式管理和呈現。還需要實(shí)時(shí)的根據數學(xué)模型推斷物理世界中設備的運行狀況，并反過(guò)來(lái)根據物理世界的數據去訓練和修正數學(xué)模型，從而形成閉環(huán)的反饋鏈路。整個(gè)流程中，面臨的技術(shù)挑戰包括但不限于合理的數學(xué)模型、高性能實(shí)時(shí)計算能力、高性能傳感器、高性能網(wǎng)絡(luò )以及數據可視化。此外，工業(yè)場(chǎng)景繁多，數據分享與開(kāi)放機制不完善等問(wèn)題也會(huì )導致企業(yè)在數字化過(guò)程中成本較高。
性?xún)r(jià)比
歸根結底，工業(yè)場(chǎng)景中無(wú)論是虛擬現實(shí)還是所謂的工業(yè)元宇宙的應用，也是一種性?xún)r(jià)比的問(wèn)題，它的性?xún)r(jià)比是否足以支撐大面積的廣泛應用？數字孿生的開(kāi)發(fā)成本、軟件成本、硬件成本、調試成本都需要巨大的資金投入。此外，還需要深厚的技術(shù)沉淀，管理水平和員工技能達到相應的層次。但縱觀(guān)目前這個(gè)階段，國內大部分企業(yè)都不具備這個(gè)條件。當然，我們也不能小覷“工業(yè)元宇宙”相關(guān)智能技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)制造、運維管理的推動(dòng)作用！技術(shù)落地都需要一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，那么，你愿意嘗試嗎？
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