行业动态

元宇宙关键在产业

在科技兴国、实干兴国的创新浪潮中,如果把元宇宙看成是数字前沿技术的融合,其核心价值应该是为实体经济和社会发展赋能,积极推动实体经济发展。促进数字世界与物理世界的融合。 实现数字经济高质量发展。

作者丨田峰(商汤智能产业研究院院长、阿里云研究院创始院长)

来源丨新华社

近期,元宇宙概念持续升温,Roblox、Facebook、微软、腾讯、商汤科技等科技公司纷纷加速元宇宙基础设施建设。 中国科研优先探索“人脑感知融合”、“人工智能与人脑认知融合”、通信高质量发展(5G),美国优先部署移动终端(AR)眼镜)。

事实上,在“Metaverse”这个新概念诞生之前,人类就已经在科学和科幻领域进行了探索。

早在30年前,钱学森先生就在给王成成院士的信中将虚拟现实技术(Virtual Reality)定义为“精神境界”。 ,一个新的历史时代即将开始!”“灵性技术是继计算机技术革命之后的又一次技术革命。 它将引发一系列震撼世界的变化,必将成为人类历史上的一件大事。”

2016年,刘慈欣的短篇科幻小说《不能共存的节日》提出了人类走向宇宙、缩小虚拟空间的哲学命题。

笔者更倾向于将元界定义为物理空间的搜索引擎。 它以数字技术为基石,带来人机自然交互,升级沉浸式视听、触觉、嗅觉体验,服务于提升工业生产效率。 . 作者称之为“工业元宇宙”。

在科技兴国、实干兴国的创新浪潮中,如果把元宇宙看成是数字前沿技术的融合,其核心价值应该是为实体经济和社会发展赋能,积极推动实体经济发展。促进数字世界与物理世界的融合。 实现数字经济高质量发展。

基石

没有数字技术,就很难谈论工业虚拟宇宙。

数字技术是推动数字经济与实体经济“双融合”的重要引擎。 以人工智能技术为例,它不仅可以成为推动新医药、新材料、新能源发展的基础设施,也可以成为各行各业数字化转型的新型生产力。 是典型的“跨圈生产力”。

其他跨圈技术,如VR/AR(虚拟现实/增强现实)、实时3D技术(Real-Time 3D)等,正在突破影视、游戏、社交的边界。 政务、医疗卫生等实体产业落地生根。

数字经济发展的创新动力来自“数字产业化”,规模价值来自“产业数字化”。 2020年数据显示,在中国数字经济中,“数字产业化”占比达19%,而“产业数字化”占比高达81%。

在COVID-19疫情和全球经济低迷的背景下,数字经济可以说是中国经济的“稳定器”。

根据中国信息通信研究院发布的《2021年中国数字经济发展白皮书》和《2021年全球数字经济白皮书》,我国数字经济占GDP比重达到39%,成为增长最快的国家之一世界上不断发展的数字经济。

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在国家战略中,数字经济发展迅速,辐射范围广,影响程度空前。 正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济格局、改变全球竞争格局的关键力量。 数字经济事关国家发展全局,是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。

随着数字经济在服务业(40.7%)、工业(21%)、农业(8.9%)的渗透率快速提升,实体产业将完成“数字孪生”(数字化)、“数字交互” ”(networking)、“数字智能”(intelligence)三步走。同时,我国经济也将受益于数字技术和数字经济的普惠效应,从“不平衡发展”转向“平衡发展”发展,从“资源型粗放型发展”到“资源集约型发展”,从“高速发展”到“高质量发展”。

可以看出,中国GDP中61%的产业空间没有被数字经济渗透,这是一个非常巨大的蓝海市场。 在此背景下,发展以人工智能为代表的“牛鼻子”技术非常重要,这是工业元宇宙的基础设施。

使能够

元界赋能产业数字化、网络化、智能化转型,包括设计、生产、运输、配送等产业链各环节。 它的应用可以在制造、建筑、汽车、物流、城市、能源和其他实体行业中找到。

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第一步是产业链数字化:对生产线或产品进行传感捕捉,形成双胞胎商品或工厂模型。

第二步是产业链的联网:通过5G或物联网,将产线环境和产品数据实时上传到AI超算中心,将生产大数据在线整合到形成“指标孪生”。

第三步,产业链智能化:基于生产数据训练自动化或半自动化决策模型,积累知识图谱和工业大脑,通过机器人或机械手反向调整生产参数,形成“决策孪生”价值闭环。

数字空间虚拟工厂与物理空间实体工厂实时同步,线上异常检测、优化方案、模拟测试、线下小批量验证、大规模推广。 工业元宇宙从数据录入、网络融合、智能自动化逐步升级成熟,共同推动“实体产业数字化”和“数字工业化”。

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如果说消费元宇宙追求的是大众客户的极致体验,那么工业元宇宙追求的是极致的效率和成本。 前者通过VR、AR等仿真技术实现更“真实”的消费服务环境和沉浸式体验,后者则通过数字孪生和工业智能技术实现工业流程再造和工业能效的持续提升。

在数字经济与实体经济双重融合的体系中,产业元界和消费元界是“一体两面”。

一个产品从设计到消费,基于元界基础设施,可以同步推进数据融合、指标融合、知识融合、决策融合,充分发挥在线数字科学研究、数字实验实景设计、敏捷迭代、低成本试错、知识图谱和自主开发六大优势,通过线下对标试点形成价值闭环。

这已经成为每个企业进入工业元宇宙新世界的战略必修课。 当然,这场工业革命必然带来组织流程和管理体系的全面升级。

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在工业元宇宙中,在新工厂的方案设计、模拟测试、建设运营、优化改进的全生命周期中,可以通过数字化、虚拟化、智能化的手段实现预测和改进。

例如,大众汽车在全球的64万名员工可以使用Innoactive Hub混合现实部署平台,在新规划的虚拟工厂中进行生产计划测试,检查设计环境中的障碍物、车辆出入、仓库安全等精准细节。 采用全球一致的工厂设计和测试方案,高效沉淀一套知识体系和培训课程,在虚拟实验室中培训员工掌握305款车型的安装和维修技能。

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大众虚拟生产线员工培训

奥迪生产实验室也构建了类似“工业元宇宙”的应用。 在虚拟现实技术下,培训员工在最小的空间内完成跨境运输中敏感易损汽车零部件的包装; 在AR增强现实技术的指导下,他们正确组装了1000多个零部件,生产了120种发动机产品。 此外,员工还可以利用虚拟汽车展厅,为有购买意愿的消费者提供VR沉浸式汽车配置选择。

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大众虚拟工厂模拟测试

应用

Metaverse 中的一些技术诞生于娱乐行业,却成长于现实行业。 放眼全球,各国都在积极借助创新科技的力量实现可持续发展,“多元宇宙”纷至沓来。

第一个是“地球元宇宙”。 欧盟于2020年提出“目的地地球”计划,该计划的目标是利用人工智能、高性能计算、数据分析预测等领先技术,建立覆盖广泛领域的高科技环境。到2030年,海洋、陆地、大气、生物等物体。地球高精度数字模型,通过对地球自然系统的高精度动态模拟,提高对风暴等极端天气事件的预​​测和应对能力以及洪水和自然灾害,持续实时监测地球的健康状况,支持欧盟能源和环境政策的制定和实施。 为各行各业提供地级公共服务。

2020年,清华大学与商汤科技合作完成了国内首个3米分辨率土地覆盖测绘产品。 该技术利用AI遥感智能解译深度学习算法,区分较小的居民区、池塘、农田等地表物体。

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上海局部地区3米测绘与10米测绘差异比较

第二个是“工业元宇宙”。 英伟达发布的企业设计协作与仿真平台,为全球400多家客户提供专业服务,让员工随时随地自由协作。 宝马集团在全球模拟了31家工厂,使全球员工能够在同一个虚拟环境中设计和规划新车。 英国建筑设计公司在全球14个国家的员工可以在同一个虚拟环境中无缝协作设计建筑方案。

奥迪生产实验室在Unity引擎上搭建了虚拟发动机装配线、易损件包装培训实验、虚拟汽车展厅,供全球员工、合作伙伴和客户使用。

商汤智慧生活的SenseME和SenseMARS软件平台实现了现实世界与虚拟世界的连接,支持超过4.5亿台手机、AR/VR设备、智能大屏、无人机等智能终端,可实现工厂和生产线。 空间数字化、数据结构化和工作流自动化。

南方电网换流站运维从依赖人力、纸质记录升级为工业级AR巡检。 基于AI+AR技术的换流站智能运检系统实现“自动识别现场环境”、“向巡检人员佩戴的智能设备推送维护指令”、“远程专家指导快速解决”现场问题”和“实时访问检验检查”“人员工作岗位”“开展复杂设备拆装模拟培训”“消防应急演练”等典型生产场景。

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虚拟场地中的AR冰壶动作分析

最后,还有“Urban Metaverse”。 目前,全球多个城市都制定了与元界相关的发展战略。 韩国首尔市长吴世勋提出“元宇宙首尔​​五年计划”:2022年实现5G信号全覆盖; 2022年至2026年,在首尔“智慧工作平台”、“首尔观光旅游”、“首尔创业营”、“首尔开放城市大学”,打造“共生之城、全球领先之城、平安之城、未来情感之城”。

截至2021年11月,中国已有上海、深圳、杭州、成都、苏州、南京、青岛、张家界等8个城市和地区政府提出建设元宇宙,涵盖文化旅游、街道治理、城市服务等领域。

例如,城市中基于AI+MR技术的虚拟体育场馆可以准确稳定地识别运动员的肢体和关节动作,或者通过AI数字真人教练指导家庭用户进行科学锻炼; 跟着机场的AR智能导航,可以一路走到登机口、行李转盘、贵宾室、停车场、餐厅和商店; AR红包雨、AR广告牌等互动功能在购物节随处可见……

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想像力

如果将产业元宇宙的发展分为三个阶段,不同类型的企业会在不同的时间落地元宇宙。

在数字孪生阶段,首先是实体巨头进行探索。 2013年通用电气推出工业云平台Predix,2016年西门子推出数字孪生平台MindSphere,其特点是窄带物联网、精准小数据、知识图谱人工梳理,以人工经验为导向为主,数据为辅。

在模拟阶段,建筑、汽车、工程、制造、交通等公共服务和创新型企业已经能够利用数字技术解决实际工业问题。 2018年以来,以Unity、Unreal为代表的游戏引擎跨界进入汽车与建筑设计、工程施工审查、智能制造模拟、城市与交通治理等实体行业,数字经济以AR/ VR和5G混合现实技术。 基于人工智能的仿真阶段以视觉感知、沉浸式可视化、动态同步(实时孪生)、人工体验与大数据分析并重为特征。

未来十年将是智能决策阶段。 大企业将搭建一个工业元宇宙平台,供大量中小企业使用。 数字技术将成为新一代实体经济的基础设施。 日益丰富的知识图谱将孕育行业大脑。 人工智能大设备(AIDC)为科研创新和产业创新提供充足的算力基础设施。 源源不断的工业数据如河流般涌入“AI模型工厂”,生产出工业、农业、服务业的基础模型和规模化长尾。 场景模型孵化了一大批工业智能应用和在线智能生产服务。 其特点是计算能力强、数据大、知识丰富、决策快、人工智能为辅、智能为主导。

未来无论是企业还是公共服务结构,无论在产业链的哪个环节,都能够实现虚拟样机调试、沉浸式设计评审、可视化流体动力学计算、自主系统仿真,以及通过工业元界界面进行高精度人机交互、技术人员培训、AR生产指导辅助、数字化工厂模拟、虚拟装配过程验证、虚拟营销和广告活动、AR远程维护服务、AR安全引导培训等。

随着工业元宇宙中人机交互和机机协作的指数级增长,人工智能将促进生产瓶颈、新工业知识和改进解决方案的快速发现。 AI+AR+5G是工业元宇宙的三大驱动力。

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