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西門子的新寵
西門子CEO博樂仁最近在2024GTC大會之后親自為工業(yè)元宇宙布道，并在社交媒體快樂地發(fā)了一張和黃仁勛見面談合作的照片，二者要一致行動，推進(jìn)工業(yè)元宇宙。西門子會使用生成式AI將NVIDIA Omniverse支持的沉浸式可視化，引入到西門子開放式數(shù)字業(yè)務(wù)平臺Xcelerator。通過工業(yè)元宇宙可以清晰地看到零部件級的內(nèi)部精細(xì)圖像，真正提高生產(chǎn)工作效率。
在此之前，英偉達(dá)的年會中也提到了現(xiàn)代重工HD Hyundai，如何利用元宇宙創(chuàng)新將大量實時設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基于物理的逼真可視化。由AI驅(qū)動的交互式的數(shù)字孿生，似乎正在形成推動工業(yè)元宇宙形成新的影響力。
工業(yè)界對工業(yè)元宇宙最早也是最樸素的一個向往，可以追溯到2015年漢諾威展會上。大眾汽車展示了用谷歌眼鏡AR/VR去做工廠內(nèi)部的設(shè)計，工廠規(guī)劃中的車間產(chǎn)線設(shè)備布置，那個時候的概念還有些粗糙。其核心理念就是操作人員通過谷歌眼鏡/虛擬眼鏡AR/VR，用手可以直接拖拉拽的方式，來規(guī)劃設(shè)備布局, 整個產(chǎn)線的規(guī)劃效率可以大大提升。現(xiàn)在如果工業(yè)元宇宙能夠真正的實現(xiàn)，就能夠沉浸式體驗進(jìn)入設(shè)備和機(jī)器內(nèi)部觀察整個生產(chǎn)流程和狀態(tài)。
博樂仁補(bǔ)充說：“很高興與NVIDIA合作”。?
在通向工業(yè)元宇宙的道路上，下一代工業(yè)軟件使客戶能夠像在現(xiàn)實世界中一樣體驗產(chǎn)品：在上下文的現(xiàn)實主義中，通過自然語言輸入與他們（機(jī)器）互動，從而徹底改變產(chǎn)品和體驗的設(shè)計、制造和服務(wù)方式。
整個工業(yè)軟件都已經(jīng)行動起來了。
ANSYS為世界制造工程提供仿真，它的仿真結(jié)果與英偉達(dá)的Omniverse數(shù)字孿生相連接。后者是一款支持AI的物理模擬世界的可視化引擎，實現(xiàn)全保真實時數(shù)字孿生。
Synopsys是NVIDIA第一個軟件合作伙伴，借助于英偉達(dá)的軟件平臺CUDA，將會加速計算光刻的進(jìn)程，從而加速臺積電所有的軟件。
第二大軟件EDA供應(yīng)商Cadence，也在與英偉達(dá)共同構(gòu)建成百上千個虛擬設(shè)計助手copilots，幫助人類設(shè)計芯片。
能夠看到的是，整個世界的軟件，無論是CAD，CAE還是EDA，都在通過數(shù)字孿生創(chuàng)建未來世界，并將全部系統(tǒng)連接到英偉達(dá)Omniverse。后者似乎正在成為未來實時數(shù)字孿生的操作系統(tǒng)。
工廠已經(jīng)加入其中。寶馬試圖樹立工業(yè)元宇宙標(biāo)桿，為其位于匈牙利的價值20億歐元的未來電動汽車工廠創(chuàng)建數(shù)字孿生。作為第一家完全使用NMIDIA元宇宙平臺設(shè)計和驗證工廠的公司，寶馬的數(shù)字德布勒森工廠代表了“工業(yè)元宇宙”的進(jìn)步。寶馬生產(chǎn)董事會成員在這個虛擬工廠的落成典禮上說道?！拔覀兛梢酝耆谔摂M世界中設(shè)計、構(gòu)建和測試?！?/p>
他面對的不是挖土的鏟子和一塊奠基石，他對著電腦在說話。
該虛擬工廠與真正工廠相連接。在將來，這將允許在幾秒鐘內(nèi)定位操作故障，從而防止更長的生產(chǎn)停機(jī)時間。這也是邁出的重要一步，例如將新系統(tǒng)的虛擬調(diào)試集成并自動化到持續(xù)規(guī)劃過程中。
工業(yè)元宇宙的價值何在？
公司在元宇宙中展示他們的產(chǎn)品，虛擬財產(chǎn)在那里以數(shù)百萬美元的價格易手，預(yù)計每年將有數(shù)萬億美元的銷售機(jī)會。
德國聯(lián)邦信息技術(shù)、電信與新媒體協(xié)會(Bitkom)自2022年以來，一直在積極推動這一發(fā)展，邁向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來。它將元宇宙網(wǎng)絡(luò)中的核心參與者聚集在一起。并展示了虛擬宇宙是什么，以及它為社會和經(jīng)濟(jì)提供了哪些機(jī)會。當(dāng)然，2022年也可以說是元宇宙元年， 第一個國際元宇宙聯(lián)盟成立，并正在推動標(biāo)準(zhǔn)的討論和制定。
以今天的知識，元宇宙可以被視為互聯(lián)網(wǎng)的下一個邏輯階段，一個永久且實時發(fā)生的三維互聯(lián)網(wǎng)。這個虛擬房間將24/7全天候開放。一方面，它們將以完全虛擬的形式存在（即存在于虛擬現(xiàn)實中）并具有沉浸感，但與此同時，虛擬世界和模擬世界將繼續(xù)融合。我們將使用增強(qiáng)現(xiàn)實與現(xiàn)實環(huán)境中的數(shù)字內(nèi)容進(jìn)行交互（混合現(xiàn)實）。虛擬世界和現(xiàn)實世界將變得越來越交錯，因為真實的物體（比如衣服）將在虛擬世界中擁有數(shù)字對應(yīng)物。例如，用戶將穿著與他們的頭像、數(shù)字副本（孿生）相同的套頭衫。數(shù)字孿生也將在現(xiàn)實世界和虛擬圖像之間建立直接連接，例如，當(dāng)真實的機(jī)器和建筑物及其操作模式鏡像在虛擬世界中時，技術(shù)人員將能夠在那里訪問它們并控制機(jī)器和建筑物。
元宇宙的另一個關(guān)鍵特征是，它將產(chǎn)生新形式的用戶生成內(nèi)容，尤其是三維對象的形式。元宇宙中的三維物體將是可轉(zhuǎn)移、可運(yùn)輸和可交易的。這是與可以在計算機(jī)游戲中購買的數(shù)字設(shè)備的顯著區(qū)別之一，其可用性僅限于所述游戲。
在理想的虛擬世界中，這種虛擬商品和真實商品可以在任何地方擁有和攜帶。它們也是可互操作的，這是理想類型元宇宙的另一個核心屬性。比如以毛衣為例：購買后，化身可以在元宇宙中的任何地方穿著它，而不僅僅是在獨立的游戲中。為了促進(jìn)虛擬物品甚至土地的真正所有權(quán)，區(qū)塊鏈發(fā)揮著核心作用，尤其是NFT。
這也指出了元宇宙理想形式的另一個特征：它是去中心化的。
五級參與者
基于虛擬世界的服務(wù)，目前的主要參與者有哪些？
當(dāng)產(chǎn)品、服務(wù)和技術(shù)在不同層面上互動時，虛擬世界才能發(fā)揮作用。這里可以確定五個級別，目前沒有一家公司在所有這些級別上占據(jù)主導(dǎo)地位。
第一個層次是使能技術(shù)，包括硬件和圖形引擎。接下來是第二個層次：操作系統(tǒng)。第三級是用程序商店，例如，其中一些應(yīng)用程序商店目前已開放并在啟用側(cè)加載。
操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序商店都已屬于歐盟《數(shù)字市場法》的范圍，該法提供了足夠的工具來解決可能出現(xiàn)的競爭問題。歐盟不會再針對工業(yè)元宇宙進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)管。這對于工業(yè)界是一個好消息。
而虛擬體驗分發(fā)平臺是高于此的第四級。最后一層是終端服務(wù)，即實際的應(yīng)用程序，由許多小型、中型和大型提供商提供。
根據(jù)元宇宙的應(yīng)用領(lǐng)域，例如消費(fèi)領(lǐng)域、企業(yè)領(lǐng)域或工業(yè)領(lǐng)域，不同的制造商和供應(yīng)商在所有五個層面發(fā)揮著作用。
除了這五個層次之外，還有云計算、托管和數(shù)據(jù)傳輸?shù)缺匾幕A(chǔ)技術(shù)，以及3D建模、人工智能和數(shù)字貨幣或加密貨幣等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
除此之外，還有一些公司使用虛擬世界服務(wù)，并且經(jīng)常積極參與塑造它們，例如在工業(yè)領(lǐng)域。這些也是元宇宙的一部分。畢竟，沒有人能夠獨自構(gòu)建元宇宙。
當(dāng)然，元宇宙市場目前仍處于非常早期、不成熟的階段。很難預(yù)測哪些公司將堅持這個市場。但有一點值得強(qiáng)調(diào)的是，整個生態(tài)系統(tǒng)的多樣性是很重要的，元宇宙只有在所有五個級別都得到服務(wù)的情況下才能發(fā)揮作用。
工業(yè)元宇宙讓歐洲人略微有些興奮。因為這個市場既然仍處于早期階段，這為歐洲參與者，尤其是中小型公司提供了在新興虛擬世界中發(fā)揮作用的機(jī)會。
底層技術(shù)
工業(yè)元宇宙依賴于底層硬件的人工智能、開發(fā)工具和分布式賬本技術(shù)（例如區(qū)塊鏈），也離不開軟件基礎(chǔ)設(shè)施之上的工業(yè)系統(tǒng)，包括機(jī)器人、各種傳感器和執(zhí)行器 、物聯(lián)網(wǎng)IoT設(shè)施等。
這些技術(shù)都可以在五層技術(shù)堆棧中概念化。硬件基礎(chǔ)設(shè)施包括連接和計算。在上面一層，軟件基礎(chǔ)設(shè)施層包括所有這些技術(shù)都構(gòu)建了工業(yè)元宇宙平臺的基礎(chǔ)。最重要的是，與輸入/輸出（XR）設(shè)備的交互層代表了用戶的界面。
工業(yè)元宇宙所需要的技術(shù)：
圖1：工業(yè)元宇宙的技術(shù)堆棧（出處：2023.10，世界經(jīng)濟(jì)論壇，《探索工業(yè)元宇宙：未來路線圖》）
工業(yè)虛擬宇宙所需的資源：
資源維度是指企業(yè)成功實施工業(yè)虛擬世界并實現(xiàn)規(guī)?；绊懰璧幕A(chǔ)資產(chǎn)、組織資產(chǎn)和人力資產(chǎn)。其基礎(chǔ)資源包括財力、安全、隱私和保障等。
圖2：工業(yè)元宇宙所需的資源（出處同上）
不同的潛在發(fā)展概述了市場、技術(shù)、資源和用例維度的短期、中期和長期。
世界經(jīng)濟(jì)論壇（World Economic Forum）于2023年10月發(fā)布的《探索工業(yè)元宇宙：未來路線圖》（與劍橋大學(xué)合作）提出了未來15年的未來路線圖，涵蓋了市場、技術(shù)、資源和用例。
圖3：實現(xiàn)工業(yè)元宇宙的潛在路線圖-市場（出處同上）
圖4：實現(xiàn)工業(yè)元宇宙的潛在路線圖-技術(shù)（出處同上）
小記
由于OpenAI的ChatGPT充當(dāng)了人工智能的大喇叭和全社會的科普，工業(yè)元宇宙正在得到了全新的重視。數(shù)字三維平行世界正在緩慢地成為現(xiàn)實；第一批公司已經(jīng)在數(shù)字環(huán)境中測試協(xié)作工作。
技術(shù)情報公司ABI Research預(yù)計，隨著越來越多的公司采用數(shù)字優(yōu)先戰(zhàn)略和工業(yè)4.0技術(shù)，到2030年，工業(yè)元宇宙的收入將達(dá)到1009億美元，是消費(fèi)者元宇宙市場規(guī)模的兩倍多。工業(yè)的世界，似乎找到了全新的數(shù)字大空間。
(注:本文僅代表作者個人觀點。)
（全文完）
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作者簡介
倪道鈞：中德工業(yè)技術(shù)有限公司（德國）總經(jīng)理，弗勞恩霍夫制造和生產(chǎn)自動化研究所合作伙伴
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