執行復雜維護程序的維護人員通過AR頭盔看到每個步驟,并把虛擬空間的操作指令映射到物理設備上,降低了出錯風險并加快了執行流程;危化企業在生產過程中對人員實時定位,對人員規范、操作規范實時把控,并對廠區和危化品進行24小時不間斷監控;借助工業元宇宙空間,可以實現工業設備操作的遠程指導,讓不同地區的工作人員在同一個虛擬空間里“面對面”解決問題……
這些高效便捷的工業生產方式背后是工業元宇宙的加速落地和應用,工業元宇宙通過區塊鏈、人工智能、XR、數字孿生等技術,正在打通人、機、物、系統等領域的無縫連接,實現數字技術與現實工業結合,促進實體工業高效發展和變革發展。
工業元宇宙加速落地
推動工業智能化數字化發展
“通過虛擬現實技術構建的沉浸式虛擬環境,將有效實現人機交互與體驗的深度整合,并逐步滲透至包括工業生產領域在內的國民經濟部門,為相關產業帶來全新的發展范式。”在日前舉行的2023中國國際智能產業博覽會工業元宇宙論壇上,中國信息通信研究院工業互聯網與物聯網研究所副所長李海花表示。
工業元宇宙作為新一代信息技術與產業深度融合發展的產物,其在工業領域的落地和拓展是實現工業智能化、數字化、網絡化發展的關鍵信息基礎設施,正在重構數字工業發展新生態。
重慶忽米為宗申動力構建的基于虛擬現實的智能產線,實現了從倉儲、車間物流,到裝配、總檢下線的產線全面3D可視化管理及數據監測,使得其生產線自動糾錯防錯能力提升了10.6倍,產品質量一次測試合格率從96%提高到99%,作業自動化率增長了10倍。
青島中德智慧園區內的滾筒互聯工廠引入AR智能眼鏡和AR首件質檢系統,質檢員可以在檢測現場查看每一步驟的檢驗內容、操作指導等信息,并將檢驗信息上傳到質檢后臺,生成相關報告,大幅提升了首件質檢的效率。
在英偉達與寶馬聯手打造的虛擬汽車工廠,設計者可以獲得全球31座工廠的各類產品數據,在設計階段就可以看到建成后的真實工廠的樣子,可以基于模型進行優化設計,有效解決了設計規劃耗時、產品無法兼容和數據更新滯后的問題。
論壇上發布的《工業元宇宙發展洞察報告(2023)》指出,工業元宇宙將促進工業從全面的“務實”走向“虛實結合、共同發展”。一方面,工業元宇宙強化了現實世界與虛擬世界的聯動,改變了生產、設計、經營、管理、維護等模式,推動工業的數字化轉型。另一方面,工業元宇宙通過數字分身、社交體系、經濟體系等,變革工業的組織模式、生產模式和價值鏈條。
從代替人到以人為中心
工業元宇宙有望成為科技風口
隨著全球經濟中數字經濟的占比持續提升,元宇宙及工業元宇宙的發展,將帶動數字資產的全球化流動交易。集邦咨詢發布的數據顯示,工業元宇宙將推動全球智能制造市場規模于2025年達到5400億美元,2021年至2025年復合增長率達15.35%。億歐智庫發布的相關報告也指出,中國制造業正面臨制造業外流、地緣經濟分裂、勞動力成本上升等“灰犀牛”風險,褪去科幻外衣的元宇宙將成為未來10~20年的最強科技風口。
與工業元宇宙相關的行動計劃也先后出臺,由工業元宇宙協同發展組織等單位發布的《工業元宇宙創新發展三年行動計劃(2022—2025年)》提出,形成100個可復制的典型案例,打造100個工業元宇宙標桿應用,建設100個賦能創新中心;遼寧大連市提出到2025年,工業元宇宙產業生態初步形成,產業創新集群初具規模,技術創新活力不斷提升,成為東北乃至全國最具競爭力的元宇宙產業先行試驗區、集聚區之一;浙江省提出圍繞“產業大腦+未來工廠”,加快元宇宙技術與先進制造技術的融合應用,推進“設計—研發—制造—銷售—管理”全生命周期和全要素虛實共生,構建可視、可管、可預測的數字孿生工廠。
目前,工業元宇宙已在工業的研發階段、生產階段、管理階段、銷售階段、實訓階段實現不同程度的應用,已實現設備級、產線級、工廠級、產業鏈級應用,但工業元宇宙目前仍處在試點先行的階段,只在部分行業得到應用,未來還有諸多問題需要解決。
《工業元宇宙發展洞察報告(2023)》指出,工業元宇宙是基于工業的超越現實的虛擬空間,也是一個自由開放的空間,工業元宇宙的數據安全和隱私保護將更加困難;工業元宇宙形成的不受時空限制的工業生產模式給傳統經濟體系的運行帶來了巨大的沖擊,對經濟運行的效率提出了更高的要求;真正意義上的元宇宙集合了區塊鏈、云計算、高算力、VR/AR設備、人工智能、芯片等頂尖技術,而要將這些技術真正融合仍有很長的一段路要走;此外,工業元宇宙帶來的數據量爆炸式增長,全息通信、虛實互動、數字資產交易、去中心化交互等需求,都對現有信息基礎設施提出跨越式的發展要求。
工業元宇宙和工業互聯網有什么區別?中國聯通大數據首席科學家范濟安在論壇上表示,工業互聯網是把物理的工廠變成一個無人工廠、“黑燈工廠”,要用人工智能代替人;而工業元宇宙把物理世界重新做成數據化的、3D可視化的孿生體,輔助人做決策,把人帶到虛擬世界中。對此,新華三工業互聯網產業研究院首席架構師郭曉軍表示,工業元宇宙可以說是工業互聯網的下一步進程,是未來數字化的重要載體,工業元宇宙可以幫助企業在虛擬環境中快速進行產品虛擬仿真,縮短研發周期,同時給客戶帶來沉浸式體驗,快速滿足用戶個性化的需求。(記者 蘇德悅)