工业元宇宙——智能制造的未来
一、工业元宇宙
2021年普遍被认为是元宇宙元年,其自诞生以来就被视为构建未来数字世界的重要方式,随着区块链技术、交互技术、数字孪生技术、物联网技术、人工智能、网络算力等技术的不断发展,元宇宙商业化落地有了实现的可能。

作为元宇宙产业中关键的一环,工业元宇宙是元宇宙在工业领域的重要应用与发展,毫无疑问工业元宇宙为工业 5.0 打开了大门,工业 5.0 更加强调以人为本的可持续性和灵活性,通过对复杂工业场景的全域感知、数字孪生建模和深度仿真,实现工业系统和生产过程中的全要素协同管控和全局优化运行,形成“人际协同、虚实互控、数字融合”的新生产模式。


进入元宇宙时代,使用 VR/AR 技术可以贯穿整个工业流程,用户可以通过穿戴设备进入虚拟场景,查看现实工业企业映射、生产过程,期望设计生产的产品,目前产品的应用形态等,而这种查看是可以突破空间限制的,对象可以是人、是工业产品、是环境场景,也可以是纯粹的数字信息、虚拟信息。
工业元宇宙是工业元宇宙技术与产业经济深度融合的新型基础设施和产业生态。通过打造与实体工业经济映射和交互的虚拟世界,构建全息智能制造和智能经济体系,管理工业产品全生命周期,让企业和消费者参与其中。在工业领域有大量相关的工业软件、系统、互联网平台,进入元宇宙时代,这些软件、系统、平台将踏上一个新台阶。

二、工业产品
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工业产品从简单到复杂,有封闭系统,也有开放系统,数量从单个到少量,到数以万计、乃至亿计的大规模,应用场景则千变万化,因此工业产品的设计过程、工业制造与应用过程实际上是从不确定性向确定性转变的过程。
进入元宇宙时代,将为工业产品虚拟化提升水平创造条件,从三维设计的普及化,到计算机辅助加工的普及化、计算机辅助工程(仿真分析)的普及化,使工业产品的虚拟化达到可以实际生产的水平。

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工业产品不仅仅是一台单纯的设备,还有备品备件、安装调试、维修服务等内容,因此工业产品不仅仅是材料,还有软件系统、算法、大数据。
典型的工业产品使用说明从最早的文字说明与二维示意图,发展到三维的拆卸、安装爆炸图,再到查看拆卸、安装的视频,乃至基于 VR、AR 的应用与维护训练,越来越凸显工业产品虚实结合的特性。
进入工业元宇宙时代,工业产品的能力将大幅提升。例如机床设备引入视觉识别技术,应用人工智能,快速实现零件装夹;水稻插秧机器人经过设置,可以自动规划路线、自动提升插秧台,遇到树、电线杆等障碍物会自动绕行。

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在工业元宇宙时代,产品不仅是面向消费者,例如手机、冰箱彩电、汽车,还是面向专业应用的机床设备、工程机械等。这些产品都将更加考虑人的感觉,人的体验,而在产品的应用方面,也将更加结合人的能力、行为,心理,从而使产品更符合人的需求。

三、人机结合
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目前元宇宙里一般意义的虚拟人,这种虚拟人很接近真人,会让我们很有亲切感。现在很多演唱会,也有那种虚拟人,可以让过去的明星复活,在营销领域,也有虚拟人进行产品营销和服务。在工业企业中,更要强调虚拟身份,构建虚拟组织,引入外部资源,例如外部专家库,这样可以大幅度提升企业能力。同时随着互联网、通讯能力的提升,外部人员、专家也不必亲临现场,可以做到远程指导、远程操控、远程交流、远程解决问题、远程协同创新。

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进入元宇宙时代,不能把人与机简单地分离,而是要集成性地看待,工业的制造过程不仅是物的变化过程,也是信息的变化过程,更是人的作业过程,那么人与机器结合,与大数据、云计算、人工智能相结合,才是正确的方式,也是未来工业制造的趋势。
四、企业-生态平台-工业元宇宙
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工业元宇宙中,企业是核心主体,不断推进元宇宙相关新兴技术应用,普及应用三维设计、仿真分析、工业造型、优化设计,构建工业互联网、物联网、强调可视化模式,应用 VR/AR/XR 模式,改进企业的生产、管理与决策。

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工业产品的设计与制造是非常复杂的从不确定性向确定性的转化过程,数据的种类、数量将会不断增加,因此企业构建统一的设计平台、管理平台、创新平台尤为重要,数据不是简单的集成,而是要在生产中、生产后、应用服务中,不断提炼知识,建立知识系统、专家系统、人工智能系统,从而提升运营支持能力、问题解决能力、创新能力。

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工业元宇宙也可以看成是一个跨越更大范围、更大时间、包含更多内容的大型平台, 是企业发展、行业发展、地区发展、乃至国家发展的主阵地,因此在目前元宇宙眼花缭乱的阶段,尽早入局,抢占先发优势,树立大旗尤为重要。在具体执行时,企业、行业、地区要发挥自身特色,结合自身优势,建立与自身匹配的,同时也是大胆超越的、面向未来的工业元宇宙平台。
