工业元宇宙将颠覆全球制造业

什么是元宇宙?

Metaverse是一组技术，它允许将持久的数字表示与现实世界的各个方面(如人、地点和事物)连接起来。Metaverse增加了更多层的增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)，让你沉浸在虚拟环境中。

使用虚拟世界，我们可以将信息覆盖在现实世界上，我们可能能够创建全新的环境并预览它们。随着超宇宙的发展，这种感觉可能会超越你的眼睛。VR手套可以让你感受到数百英里外的物体，或者现实世界中还不存在的物体。在游戏的虚拟世界概念中，一个代表真人的角色将能够在多个宇宙中旅行和互动。

从商业角度来看，它们大多侧重于通过数字覆盖(增强现实)或虚拟沉浸(虚拟现实)连接物理和虚拟现实的概念。像全息移动这样的概念，即位于世界不同地区的员工在虚拟房间中协作，就是一个元宇宙应用程序的例子。

工业元宇宙如何改变制造业?

随着企业开始利用工业4.0工具，到2025年工业元宇宙的收入将达到5400亿美元。虚拟世界的主要用途之一是数字双胞胎，即真实对象在虚拟世界中被表示出来。一些公司已经在使用这项技术，但它的使用预计会增加。随着大型制造工厂的高度数字化，再加上工业物联网、数字孪生技术等基础设施的逐步完善，工业元宇宙有望占据主导地位。

• 微软在其多元宇宙技术堆栈中提供数字双胞胎，这样用户就可以创建模仿现实生活中物体的数字模型。
• 波音公司使用数字双胞胎制造引擎。
• 联合利华使用这项技术来模拟生产线，以减少浪费。

数字孪生技术将朝着更广泛的部署和更深层次的操作发展，以响应元数据的增长和用于创建产品的数字模拟的日益复杂。因此，相应的数字孪生技术也将开始出现在市场上。从短期到中期来看，数字孪生的使用可能仅限于员工培训、远程诊断、能源监测和预防性维护，而从长远来看，这项技术将能够复制整个工厂，公司有望参与跨部门相互协作的框架。

工业元宇宙将如何发展?

除了在娱乐和社交媒体上的应用潜力外，业界普遍看好“工业元宇宙”在制造领域的应用。与消费市场相比，刚性需求更大，目前主要工业厂房的数字化水平普遍较高。此外，工业物联网、数字克隆等现有基础设施逐步完善，工业元宇宙有望率先扩大应用。

当前的元宇宙仍处于开发的初始阶段。关键是能否有杀手级应用和商业模式，但这背后还有很多层面:包括技术、平台、服务内容，甚至法规、资金流、信息安全等。但是，如果以制造业或物流业作为应用领域来探索，工业应用市场具有封闭的领域，大型工业工厂的数字化程度普遍较高。工业元环境中涉及的一些核心技术和方法在当今的工业系统中得到了广泛的应用。包括日益成熟的工业物联网，它作为工业元基础设施。以及强调数字克隆，通过虚拟与真实的融合来模拟物理世界，优化产品生命周期的研发和生产管理，这些都是当前工业4.0系统中的常见应用，使其成为创建虚拟世界原型的关键技术。

虚拟世界的概念是一个平行于真实物理世界的虚拟世界，有点像近年来讨论的数字化身。所谓的数字化身是指存在于现实世界中的物理实体、过程或系统。在信息平台中，它成为一个相同的虚拟化身，这个化身具有现实世界的所有元素和特征，可以在虚拟世界中模拟现实世界的运作。然而，当数字化身更接近现实时，产品必须有更充足的数据数据库，以提高仿真的可靠性。随着虚拟世界概念的推广，数字化身的技术将不断完善，并将带动相关技术的实际实践落地。包括需要模拟更完整、更广泛的虚拟物体和空间来提高预测精度，并在此基础上构建一个元宇宙操作环境，这依赖于5G、Wi-Fi 6、云技术或边缘计算、智能传感等。支持更健壮的通信环境、处理平台和传感设备。

另外，由于工厂已经成熟地使用了ERP、MES等管理系统，换句话说，工厂在过去的几年里已经有了大量的数据信息，所以现在只需要打开接口，将这些数据整合到数字虚拟平台中，然后通过智慧终端将其作为进入元世界的入口。在大数据时代，信息量呈爆炸式增长。人类也可能戴上增强现实眼镜，以实现他们所看到的就是他们戴上增强现实眼镜所得到的。他们可以看到他们要去哪里，并塑造一个作战作战室的概念。提高工作效率的需求将是AR可穿戴设备在工业领域领先的主要原因，这使得制造业有了创造元世界的内在优势和动力。

在制造业领域，AR/VR和MR将对制造业产生哪些重大影响?

1. 更快速、更安全地培训员工:
   几家公司已经开始培训员工如何使用和维护使用VR头显的设备，而不是让他们在培训情况下使用可能危险或难以使用的物理设备。
   此外，沉浸式学习的概念将VR的感觉和存在与学习理论、数据科学和空间设计相结合，改善了员工的学习体验，而不是让他们整天坐在教室里阅读教科书。与使用重型设备或危险环境的在职培训相比，受训者也可以在虚拟环境中犯错误，而不会造成现实世界的后果。由于这些好处，许多公司都将VR培训作为培训新员工的第一步，特别是在工业或其他重工业环境中。
2. 物理部署前的模拟可以找到改进:
   虚拟世界的一部分包括一种称为数字孪生的技术，在这种技术中，物理位置(或产品)的所有组件都被数字化以产生虚拟孪生。在制造业中，数字孪生可用于将产品设计与产品的物理版本进行比较，例如发现产品缺陷，或者可以设置虚拟环境进行模拟。例如，许多自动驾驶汽车设计师现在使用模拟现实世界的位置来微调和更好地教导车辆如何更好地操作。
3. 使用AR/VR让现场服务人员在工作中维修设备:
   与新一线工人的培训场景一样，现场服务人员和技术人员也可以通过AR、VR和MR技术获得设备维护和支持方面的帮助。特别是在大流行期间，当来自世界各地的团队受到旅行限制和健康问题的限制而无法亲自访问时，通过虚拟现实和混合现实提供远程援助。
   远程协助领域的公司的一个好处是，许多解决方案不需要额外的硬件。许多公司都在探索在现有设备上使用AR，包括智能手机和平板电脑。疫情加速了许多公司采用AR/VR技术。
   使用这项技术可以帮助改善工人在现场的态度，而不会感觉他们被雇主监视或监视。人们喜欢的一件事是掌握解决问题的感觉，这给他们一种工作满足感。
4. 产品设计协作几乎在世界任何地方:
   大流行加速VR行动的另一个关键领域是制造商的产品设计。当所有人都在办公室时，工程师们可以在会议室里合作设计，但当所有人都在家工作时，他们突然需要一个新的解决方案。有了VR，设计工程师可以远程协作，并在世界任何地方创建虚拟设计。
   团队可以有一个人可以从视觉角度创建一个粘土模型，然后在CAD软件中进行设计。当你考虑合作时，使用混合现实(AR和VR)来创建3D，并允许团队在汽车设计和开发方面进行合作。
5. 从虚拟设计中构建实体产品，并从实体项目中添加数字资产:
   将物理世界与虚拟世界连接起来，将为制造商提供多种机会，并可能开启新的收入来源。虽然虚拟交易已经存在多年，但电子游戏玩家可以用真钱购买数字商品。但新的概念正在出现，其中实体产品可以通过源自虚拟空间的设计来创造。
   未来可能是在虚拟体验中，买到可以送货上门的东西。反之亦然，玩家可以通过购买实体物品来获得实体体验，从而在虚拟空间中解锁某些东西。