文/VR陀螺 WiZ
盡管元宇宙的宏偉計(jì)劃可能尚未實(shí)現(xiàn),但工業(yè)元宇宙已經(jīng)成為許多企業(yè)的現(xiàn)實(shí)。
日前,西門(mén)子傳出一項(xiàng)10億歐元的德國(guó)本土市場(chǎng)投資計(jì)劃,其中約5億歐元用于投資埃爾蘭根的新技術(shù)園區(qū),即西門(mén)子工業(yè)元宇宙未來(lái)的技術(shù)活動(dòng)中心。
該投資是西門(mén)子公司全球投資戰(zhàn)略的一部分,總計(jì)20億歐元的基金還將覆蓋歐洲、美國(guó)、中國(guó)和東南亞。埃爾蘭根的新園區(qū)將作為西門(mén)子研發(fā)中心以及工業(yè)元宇宙的生產(chǎn)中心,將以最先進(jìn)的技術(shù)和人工智能創(chuàng)建靈活且可持續(xù)的高科技生產(chǎn)模式。
據(jù)悉,這家年收入超過(guò)720億歐元、在全球擁有38萬(wàn)余名員工的德國(guó)跨國(guó)公司早早就加入了工業(yè)元宇宙的行列,并在2022年與美國(guó)科技公司英偉達(dá)合作,共謀虛擬產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖。
圖源:pexels
雖然元宇宙已不再是流行語(yǔ),但作為一項(xiàng)能夠直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的元宇宙應(yīng)用,工業(yè)元宇宙仍舊吸引著制造廠商投資入局。
觸手可及的另一個(gè)孿生世界
得益于工業(yè)領(lǐng)域的堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)和明確的工業(yè)場(chǎng)景,工業(yè)元宇宙被認(rèn)為是元宇宙優(yōu)先落地應(yīng)用的方向之一。根據(jù)市場(chǎng)研究公司TrendForce的數(shù)據(jù),到2025年,工業(yè)元宇宙預(yù)計(jì)將推動(dòng)全球智能制造的市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)5400億美元,2021年至2025年的復(fù)合增長(zhǎng)率為15.35%。
與其他元宇宙應(yīng)用類(lèi)似,工業(yè)元宇宙目前同樣仍處發(fā)展初期,面向制造過(guò)程孿生化的核心業(yè)務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)較少,離成熟的落地應(yīng)用還有較大距離。
不過(guò)不可否認(rèn)的是,工廠數(shù)字孿生、產(chǎn)品沉浸式體驗(yàn)、AR/VR培訓(xùn)等應(yīng)用已經(jīng)展示出了成效,隨著應(yīng)用探索和技術(shù)創(chuàng)新不斷展開(kāi),工業(yè)元宇宙的勢(shì)頭正在建立。
其中,數(shù)字孿生技術(shù)作為工業(yè)元宇宙的核心,提供了趨近于現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)模擬,并對(duì)產(chǎn)品研發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施管理、制造和管理培訓(xùn)等領(lǐng)域進(jìn)行革新。
中國(guó)工程院院士李伯虎就認(rèn)為,工業(yè)數(shù)字孿生是工業(yè)系統(tǒng)的數(shù)字化鏡像,通過(guò)多學(xué)科、多物理量、多尺度、大概率的仿真,反映相對(duì)應(yīng)的工業(yè)實(shí)體系統(tǒng)的全生命周期過(guò)程,是產(chǎn)品、產(chǎn)線、產(chǎn)業(yè)鏈仿真、預(yù)測(cè)、優(yōu)化、執(zhí)行的重要技術(shù)手段。
工業(yè)數(shù)字孿生與工業(yè)元宇宙相互作用,工業(yè)元宇宙催生數(shù)字孿生向沉浸式、交互式、智能化拓展,而工業(yè)數(shù)字孿生則為工業(yè)元宇宙虛實(shí)交互、虛實(shí)協(xié)同提供技術(shù)支撐,這種技術(shù)已出現(xiàn)多年,成為許多企業(yè)跨入元宇宙世界的基石。
航天航空器制造商巨頭波音公司在2021年就宣布將在元宇宙中構(gòu)建下一代飛機(jī)。通過(guò)開(kāi)發(fā)能夠運(yùn)行模擬飛行環(huán)境的數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng),波音的工程師可以使用VR設(shè)備進(jìn)行沉浸式3D工程設(shè)計(jì)。
現(xiàn)代汽車(chē)(HMC)也在2022年消費(fèi)電子產(chǎn)品展(CES)上宣布與Unity達(dá)成合作,雙方將共同打造元宇宙發(fā)展路線與平臺(tái)。
通過(guò)實(shí)時(shí)3D平臺(tái),消費(fèi)者將能夠在購(gòu)車(chē)前通過(guò)數(shù)字技術(shù)試駕,了解車(chē)輛參數(shù)。企業(yè)則可以通過(guò)Unity引擎快速制作出車(chē)型配置器、虛擬展廳和培訓(xùn)應(yīng)用等互動(dòng)式實(shí)時(shí)應(yīng)用,模擬產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到上市的每個(gè)環(huán)節(jié),并有效防止生產(chǎn)事故的出現(xiàn)。同時(shí)還可以在虛擬空間中搭建各式各樣的行車(chē)環(huán)境、檢測(cè)極為罕見(jiàn)的駕駛情形,提高訓(xùn)練質(zhì)量和安全性。
圖源:北京現(xiàn)代
在工業(yè)元宇宙中,時(shí)空界限變得模糊,制造公司可以使用VR和AR等沉浸式技術(shù)構(gòu)建親臨現(xiàn)場(chǎng)感的遠(yuǎn)程作業(yè)模式,提升生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者對(duì)作業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)感知,增強(qiáng)員工培訓(xùn),提高運(yùn)營(yíng)效率,優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)會(huì)議交互,甚至可以充當(dāng)技術(shù)工具,這也幾乎涵蓋了當(dāng)前企業(yè)的大多數(shù)業(yè)務(wù)功能。
借助人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí),人們得以創(chuàng)建可視化管理的工業(yè)系統(tǒng),從而克服人腦的局限性,以便做出更加理性的決策。使用數(shù)字孿生測(cè)試和驗(yàn)證新的生產(chǎn)技術(shù)和系統(tǒng),然后再在物理世界中實(shí)施,也可以幫助企業(yè)降低代價(jià)高昂的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。
大廠們的元宇宙布局
工業(yè)數(shù)字孿生與工業(yè)元宇宙的相互作用帶來(lái)了生產(chǎn)效率的提高,這正是所有制造業(yè)企業(yè)最為看重的。
前面提到,總部位于德國(guó)的工業(yè)集團(tuán)西門(mén)子是承諾使用數(shù)字孿生等技術(shù)構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)工業(yè)元宇宙的主要制造廠商之一。2022年6月,西門(mén)子就宣布與英偉達(dá)擴(kuò)大合作,連接了Xcelerator和Omniverse平臺(tái),以通數(shù)字孿生技術(shù)制造現(xiàn)實(shí)世界的虛擬模型。
英偉達(dá)將為西門(mén)子提供對(duì)芯片制造3D設(shè)計(jì)和協(xié)作平臺(tái)Omniverse的訪問(wèn),使用人工智能來(lái)創(chuàng)建現(xiàn)實(shí)世界的高保真模擬。而西門(mén)子則通過(guò)合作生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)放平臺(tái)Xcelerator提供信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件和數(shù)字服務(wù)等關(guān)鍵組件,結(jié)合Omniverse加速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
技術(shù)加持下,西門(mén)子第一家采用數(shù)字孿生的工廠落地中國(guó)南京。
通過(guò)西門(mén)子提供的實(shí)例展示,我們可以設(shè)想出多個(gè)真實(shí)場(chǎng)景。例如當(dāng)工廠車(chē)間布局發(fā)生變化,我們可以通過(guò)數(shù)字孿生系統(tǒng)推測(cè)工人的移動(dòng)路線變化情況,判斷生產(chǎn)安全性,同時(shí)也可以根據(jù)系統(tǒng)中傳感器的數(shù)據(jù),通過(guò)虛擬模型展示準(zhǔn)確找到機(jī)器故障的來(lái)源,不同地域的團(tuán)隊(duì)將能夠以虛擬方式進(jìn)行協(xié)作,并使用數(shù)字孿生系統(tǒng)快速識(shí)別故障并解決問(wèn)題。
在生產(chǎn)效率方面,相比西門(mén)子旗下普通工廠,南京原生數(shù)字化工廠產(chǎn)能提高近2倍,生產(chǎn)效率提升20%,柔性生產(chǎn)能力提升30%,產(chǎn)品上市時(shí)間縮短近20%,空間利用率提升40%,物料流轉(zhuǎn)效率提升50%。
生產(chǎn)效率的大幅提高足以見(jiàn)得元宇宙與制造業(yè)的天然適配性,有了西門(mén)子的先例,國(guó)內(nèi)不少企業(yè)也對(duì)工業(yè)元宇宙興趣頗深。像伊利就在今年推出了全球乳業(yè)首個(gè)元宇宙數(shù)字孿生工廠。借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G和BIM等技術(shù),伊利的這座無(wú)人化數(shù)字智造基地日處理鮮奶能力已達(dá)6500噸。
根據(jù)伊利官方的數(shù)據(jù),在灌裝車(chē)間,超高速灌裝機(jī)每小時(shí)灌裝可達(dá)40000包,幾乎每眨眼一次,就有超4.4包牛奶灌裝成功;通過(guò)自動(dòng)抓取多關(guān)節(jié)KUKA機(jī)械手和高空輸送鏈等技術(shù)共同協(xié)作,自動(dòng)上紙箱、開(kāi)箱、放墊片、自動(dòng)裝箱、自動(dòng)碼垛等作業(yè)生產(chǎn)效率都得到了極大提高。
圖源:伊利
騰訊更是在2022年7月單獨(dú)成立了數(shù)字孿生產(chǎn)品部,被外界解讀為是騰訊在數(shù)字孿生領(lǐng)域加大布局的一個(gè)信號(hào)。
據(jù)悉,騰訊數(shù)字孿生已經(jīng)在交通、建筑、園區(qū)、城市、工業(yè)、水務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域探索和實(shí)踐。在騰訊數(shù)字孿生產(chǎn)品副總裁萬(wàn)超看來(lái),來(lái)源于行業(yè)應(yīng)用的推動(dòng)對(duì)于數(shù)字孿生的發(fā)展非常重要,是數(shù)字孿生發(fā)展當(dāng)中強(qiáng)有力的助推器。
新部門(mén)成立不久后,騰訊就利用數(shù)字孿生技術(shù)為瑞泰馬鋼打造了一個(gè)同步運(yùn)行的“透明工廠”。
從生產(chǎn)資料進(jìn)入、訂單匹配、排產(chǎn)以及到生產(chǎn)管理,加入數(shù)字孿生陣營(yíng)的瑞泰馬鋼生產(chǎn)效率提高了12%,故障率降低25%,品質(zhì)提升10%;在低碳生產(chǎn)上,其單位產(chǎn)值能耗大幅降低,從90kg標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元,減少到35kg標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元,有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
誰(shuí)能想到,在商業(yè)元宇宙從“下一個(gè)風(fēng)口”的炒作變成一地雞毛后,工業(yè)元宇宙反而能穩(wěn)扎穩(wěn)打、數(shù)字孿生工廠遍地開(kāi)花。
隱私難題,工業(yè)元宇宙避不開(kāi)的鴻溝
但工業(yè)元宇宙不只有臺(tái)面上的光鮮,第一批吃螃蟹的元宇宙先行者們,也最先遇到工業(yè)元宇宙發(fā)展初期的挑戰(zhàn)。
在構(gòu)建元宇宙場(chǎng)景的過(guò)程中,不可避免的要收集用戶(hù)、環(huán)境數(shù)據(jù),用于搭建模擬真實(shí)的虛擬場(chǎng)景,這使得包括工業(yè)元宇宙在內(nèi)的幾乎所有元宇宙應(yīng)用都回避不了隱私問(wèn)題。
把元宇宙概念融入企業(yè)文化的Meta就因?yàn)閷?duì)面部識(shí)別信息的非法采集和非法收集個(gè)人信息問(wèn)題吃了多筆巨額罰款。
2022年2月,美國(guó)得州總檢察長(zhǎng)辦公室起訴Facebook母公司Meta在未經(jīng)同意的情況下,通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)收集了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)得州人的生物識(shí)別數(shù)據(jù),要求對(duì)Meta處以數(shù)千億美元的民事罰款。
2023年1月,愛(ài)爾蘭數(shù)據(jù)保護(hù)委員會(huì)(DPC)聲稱(chēng),Meta定向投放個(gè)性化廣告違反了歐盟隱私法《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》(GDPR),并據(jù)此向Meta開(kāi)出3.9億歐元(約30.74億元人民幣)的罰款。
5月,Meta因向美國(guó)發(fā)送歐洲用戶(hù)信息而再次被DPC處以12億歐元(約94.58億元人民幣)的罰款,成為目前為止根據(jù)歐洲標(biāo)志性數(shù)據(jù)隱私法《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》(GDPR)所征收的最高額罰款。
8月,挪威數(shù)據(jù)保護(hù)部門(mén)Datatilsynet以隱私泄露為由,判決Meta向挪威方面繳付每日100萬(wàn)挪威克朗(約68.14萬(wàn)元人民幣)的罰款。該罰款自8月14日起持續(xù)至11月3日,一共82天,全數(shù)繳納的話(huà)意味著罰款總額達(dá)到8200萬(wàn)挪威克朗(約5587.48萬(wàn)元人民幣)。
在這樣的數(shù)據(jù)收集亂象下,需要提防的不僅有黑客,還包括元宇宙服務(wù)的提供商,對(duì)隱私泄露叫苦不迭的不只有個(gè)人用戶(hù),也包括對(duì)于保密要求更高的工業(yè)系統(tǒng)。
整個(gè)數(shù)字孿生工廠的運(yùn)行環(huán)節(jié)都需要對(duì)用戶(hù)身份屬性、生物特征等個(gè)人信息以及設(shè)備信息、控制信息等工廠環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并最終匯總成元宇宙工廠的數(shù)據(jù)資源。一旦這些重要數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄露,將對(duì)員工個(gè)人和工廠造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。
今年年初,西門(mén)子工廠數(shù)字平臺(tái)就被曝出泄露了一些敏感信息。
發(fā)現(xiàn)漏洞的Cybernews研究團(tuán)隊(duì)擔(dān)憂(yōu):“西門(mén)子有時(shí)會(huì)協(xié)助一些資產(chǎn)數(shù)十億美元的客戶(hù)公司處理一些極其敏感的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對(duì)于攻擊者來(lái)說(shuō)是非常有價(jià)值的。”
圖源:Siemens
雖然西門(mén)子官方明確表示信息泄露問(wèn)題已經(jīng)得到解決,但元宇宙工廠可經(jīng)受不起亡羊補(bǔ)牢式的解決方案,僅從當(dāng)前來(lái)看,數(shù)據(jù)隱私安全的重點(diǎn)或許還是要放在技術(shù)升級(jí)及法律監(jiān)管上。
在技術(shù)層面,區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)被視作保障工業(yè)元宇宙持久運(yùn)行的關(guān)鍵。中國(guó)信通院信通院在2023年學(xué)術(shù)交流年會(huì)中就表示,“借助區(qū)塊鏈技術(shù),中心化帶來(lái)的數(shù)據(jù)威脅被不斷降低,工業(yè)元宇宙的價(jià)值性得到了最大程度的保證,新的工業(yè)經(jīng)濟(jì)秩序?qū)?huì)出現(xiàn),工業(yè)元宇宙達(dá)成了永遠(yuǎn)在線、用戶(hù)真正擁有數(shù)字資產(chǎn)等關(guān)鍵目標(biāo)。”
區(qū)塊鏈技術(shù)能夠賦予數(shù)據(jù)難以篡改的特性,進(jìn)而支持?jǐn)?shù)據(jù)/資源/資產(chǎn)的跨平臺(tái)管理和流通,用戶(hù)真正擁有數(shù)字資產(chǎn),是工業(yè)元宇宙打造可信價(jià)值網(wǎng)絡(luò)和新型經(jīng)濟(jì)體系的基礎(chǔ)底座。
而在監(jiān)管層面,各國(guó)出臺(tái)的政策為數(shù)字時(shí)代隱私保護(hù)提供了法理依據(jù)。
2021年10月,美國(guó)出臺(tái)《政府對(duì)人工智能數(shù)據(jù)的所有權(quán)和監(jiān)督法案》,要求對(duì)人工智能系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù),特別是面部識(shí)別數(shù)據(jù),進(jìn)行監(jiān)管。
2022年4月和7月,歐盟分別通過(guò)了《數(shù)字服務(wù)法》和《數(shù)字市場(chǎng)法》,重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)容安全、保護(hù)、個(gè)人隱私安全以及惡性競(jìng)爭(zhēng)等關(guān)鍵問(wèn)題。
2022年11月,我國(guó)首個(gè)工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織在北京正式成立。會(huì)議通過(guò)了工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織章程和組織機(jī)構(gòu),并發(fā)布《工業(yè)元宇宙創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2022-2025年)》,要求完善產(chǎn)業(yè)支撐體系,提升安全保障和現(xiàn)代化治理能力。
隱私數(shù)據(jù)安全問(wèn)題的解決通常無(wú)法一蹴而就,未來(lái),技術(shù)的不斷補(bǔ)足以及法規(guī)的不斷完善仍將伴隨元宇宙的整個(gè)進(jìn)程,元宇宙的時(shí)代終將會(huì)到來(lái),而個(gè)人和企業(yè)的數(shù)據(jù)也終將真正掌握在自己手中。
結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)實(shí)世界跨入虛擬世界已經(jīng)成為公認(rèn)的不可逆轉(zhuǎn)的科技趨勢(shì)之一,制造業(yè)也在這一輪科技變革中抓住數(shù)字孿生技術(shù)完成了產(chǎn)業(yè)形式的更新,在一次次嘗試中不斷補(bǔ)足短板,完成從小眾到大眾的突破。設(shè)想下萬(wàn)物皆可元宇宙的未來(lái),所有過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)都將被重塑,在一個(gè)不加蓋的虛擬世界中,也只有想象力會(huì)成為我們工作生活的唯一限制。
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