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(fèi)太遠(yuǎn)
看看“異軍突起”的工業(yè)元宇宙
消費(fèi)領(lǐng)域的元宇宙雖然有著高薪的誘惑，但對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)還是太遙遠(yuǎn)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(fèi)元宇宙”，我們?cè)賮?lái)看看以機(jī)器為主體的“工業(yè)元宇宙”。工業(yè)元宇宙目前尚無(wú)統(tǒng)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(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域中“人、虛擬空間與現(xiàn)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(yuǎn)程運(yùn)維、經(jīng)營(yíng)管理、培訓(xùn)等工業(yè)生產(chǎn)全鏈條環(huán)節(jié)。
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(shù)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(xiàn)形式可以看作是數(shù)字孿生，但二者并不完全等同。數(shù)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(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。例如，飛機(jī)、火箭這類復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備極其昂貴，產(chǎn)品設(shè)計(jì)或任務(wù)執(zhí)行中一旦出錯(cuò)代價(jià)高昂，其數(shù)字孿生體通過(guò)各種模擬和仿真進(jìn)行提前預(yù)演，可降低實(shí)際運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)。
相對(duì)于既宏大又有些“縹緲”的元宇宙，數(shù)字孿生應(yīng)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(shè)備維護(hù)階段等有其身影。
PART.1
騰訊優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室通過(guò)連接寶武鋼鐵的1580條產(chǎn)線的生產(chǎn)、設(shè)備、能源等數(shù)據(jù)，以數(shù)字孿生實(shí)時(shí)展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與工藝信息，讓操作員可以遠(yuǎn)程巡檢設(shè)備并實(shí)施運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)管理的透明化。寶鋼股份寶山基地2號(hào)連鑄機(jī)數(shù)字孿生工廠更是于近日投運(yùn)。這個(gè)被稱為“工業(yè)元宇宙”的項(xiàng)目是寶武作為流程制造行業(yè)從數(shù)字化交付到數(shù)字化運(yùn)營(yíng)的跨越。
PART.2
最典型的例子還是要數(shù)英偉達(dá)的Omniverse平臺(tái)。寶馬已經(jīng)利用Omniverse構(gòu)建了自己工廠的數(shù)字孿生系統(tǒng)來(lái)提升效率。英偉達(dá)和寶馬的工程師一起將整個(gè)汽車制造工廠在Omniverse上高精度地模擬出來(lái)，從而能夠在這個(gè)虛擬工廠中先行仿真調(diào)整生產(chǎn)流水線以及物流設(shè)計(jì)，測(cè)量虛擬工廠的每個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)和工序流程，避免在物理工廠做這些調(diào)整所需要耗費(fèi)的巨額成本和較大風(fēng)險(xiǎn)。
爭(zhēng)相布局虛擬現(xiàn)實(shí)與工業(yè)元宇宙
此前，工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)《虛擬現(xiàn)實(shí)與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022—2026年）》提到，到2026年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)總體規(guī)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(xiàn)實(shí)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，支持虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維、培訓(xùn)等產(chǎn)品全生命周期重點(diǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用推廣化。
根據(jù)ABI Research的最新研究，全球在工業(yè)數(shù)字孿生上的支出預(yù)計(jì)將從 2022 年的 46 億美元增長(zhǎng)到 2030 年的 339 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 為 28%。制造商需要一系列能力來(lái)部署數(shù)字孿生，包括CAD建模、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、車間工人硬件設(shè)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(shù)字化廠商，還是西門子等傳統(tǒng)制造企業(yè)，都已相繼在工業(yè)元宇宙領(lǐng)域展開(kāi)了應(yīng)用和實(shí)踐。
不久前，微軟在公司內(nèi)部宣布成立了名為“工業(yè)元宇宙核心”的新團(tuán)隊(duì)，計(jì)劃幫助客戶創(chuàng)建身臨其境的新軟件界面，以操控發(fā)電廠、工業(yè)機(jī)器人和交通網(wǎng)絡(luò)背后的工業(yè)控制系統(tǒng)。其目標(biāo)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(jiān)測(cè)和評(píng)估現(xiàn)實(shí)世界的機(jī)器和工廠環(huán)境。比如航空機(jī)械師將能夠使用人工現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭盔來(lái)評(píng)估機(jī)械有無(wú)故障。
今年6月，全球工業(yè)巨頭西門子宣布了與NVIDIA進(jìn)一步合作，將基于NVIDIA Omniverse建設(shè)工業(yè)元宇宙平臺(tái)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等全生命周期進(jìn)行沉浸式工業(yè)模擬，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行升級(jí)。
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，一類是解決問(wèn)題，一類重點(diǎn)在可視化，即呈現(xiàn)以及體驗(yàn)。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(fù)雜工程，需求是可以復(fù)制的，確實(shí)十分有意義。但如果單純?yōu)榱顺尸F(xiàn)，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(shù)字孿生等很多東西尚未完全落地，真正缺的是落地變現(xiàn)?！?/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(fèi)領(lǐng)域不同的是，工業(yè)更關(guān)注解決實(shí)際應(yīng)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(xiàn)難
在工業(yè)領(lǐng)域，企業(yè)雖然很早就有建設(shè)數(shù)字孿生的需求，但即使是技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)，構(gòu)建和管理數(shù)字孿生也是相對(duì)困難的。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要有專業(yè)的人員使用仿真技術(shù)工具和數(shù)字孿生平臺(tái)，構(gòu)建、運(yùn)行維護(hù)數(shù)字孿生體，監(jiān)控、預(yù)測(cè)并優(yōu)化實(shí)體系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。此外，工廠的數(shù)字孿生更加偏重企業(yè)管理和決策服務(wù)，很多一線人員很難從中獲益。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(chǔ)設(shè)施尚不成熟。工業(yè)元宇宙不僅需要對(duì)物理世界的事物進(jìn)行仿真建模，通過(guò)數(shù)字化的方式管理和呈現(xiàn)。還需要實(shí)時(shí)的根據(jù)數(shù)學(xué)模型推斷物理世界中設(shè)備的運(yùn)行狀況，并反過(guò)來(lái)根據(jù)物理世界的數(shù)據(jù)去訓(xùn)練和修正數(shù)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(zhàn)包括但不限于合理的數(shù)學(xué)模型、高性能實(shí)時(shí)計(jì)算能力、高性能傳感器、高性能網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)可視化。此外，工業(yè)場(chǎng)景繁多，數(shù)據(jù)分享與開(kāi)放機(jī)制不完善等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致企業(yè)在數(shù)字化過(guò)程中成本較高。
性價(jià)比
歸根結(jié)底，工業(yè)場(chǎng)景中無(wú)論是虛擬現(xiàn)實(shí)還是所謂的工業(yè)元宇宙的應(yīng)用，也是一種性價(jià)比的問(wèn)題，它的性價(jià)比是否足以支撐大面積的廣泛應(yīng)用？數(shù)字孿生的開(kāi)發(fā)成本、軟件成本、硬件成本、調(diào)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(dá)到相應(yīng)的層次。但縱觀目前這個(gè)階段，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)都不具備這個(gè)條件。當(dāng)然，我們也不能小覷“工業(yè)元宇宙”相關(guān)智能技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)制造、運(yùn)維管理的推動(dòng)作用！技術(shù)落地都需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，那么，你愿意嘗試嗎？
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