文/VR陀螺 WiZ

盡管元宇宙的宏偉計劃可能尚未實(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，西門子傳出一項10億歐元的德國本土市場投資計劃，其中約5億歐元用于投資埃爾蘭根的新技術(shù)園區(qū)，即西門子工業(yè)元宇宙未來的技術(shù)活動中心。

該投資是西門子公司全球投資戰(zhàn)略的一部分，總計20億歐元的基金還將覆蓋歐洲、美國、中國和東南亞。埃爾蘭根的新園區(qū)將作為西門子研發(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720億歐元、在全球擁有38萬余名員工的德國跨國公司早早就加入了工業(yè)元宇宙的行列，并在2022年與美國科技公司英偉達(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，但作為一項能夠直接產(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。

 觸手可及的另一個孿生世界 

得益于工業(yè)領(lǐng)域的堅實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)和明確的工業(yè)場景，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)市場研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)，到2025年，工業(yè)元宇宙預(yù)計將推動全球智能制造的市場規(guī)模超過5400億美元，2021年至2025年的復(fù)合增長率為15.35%。

與其他元宇宙應(yīng)用類似，工業(yè)元宇宙目前同樣仍處發(fā)展初期，面向制造過程孿生化的核心業(yè)務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)相對較少，離成熟的落地應(yīng)用還有較大距離。

不過不可否認(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，工業(yè)元宇宙的勢頭正在建立。

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，通過多學(xué)科、多物理量、多尺度、大概率的仿真，反映相對應(yīng)的工業(yè)實(shí)體系統(tǒng)的全生命周期過程，是產(chǎn)品、產(chǎn)線、產(chǎn)業(yè)鏈仿真、預(yù)測、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)。通過開發(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。

現(xiàn)代汽車（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。

通過實(shí)時3D平臺，消費(fèi)者將能夠在購車前通過數(shù)字技術(shù)試駕，了解車輛參數(shù)。企業(yè)則可以通過Unity引擎快速制作出車型配置器、虛擬展廳和培訓(xùn)應(yīng)用等互動式實(shí)時應(yīng)用，模擬產(chǎn)品從設(shè)計到上市的每個環(huán)節(jié)，并有效防止生產(chǎn)事故的出現(xiàn)。同時還可以在虛擬空間中搭建各式各樣的行車環(huán)境、檢測極為罕見的駕駛情形，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)場感的遠(yuǎn)程作業(yè)模式，提升生產(chǎn)經(jīng)營者對作業(yè)環(huán)境的實(shí)時感知，增強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高運(yùn)營效率，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)會議交互，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)降低代價高昂的錯誤風(fēng)險。

 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，總部位于德國的工業(yè)集團(tuán)西門子是承諾使用數(shù)字孿生等技術(shù)構(gòu)建和運(yùn)營工業(yè)元宇宙的主要制造廠商之一。2022年6月，西門子就宣布與英偉達(dá)擴(kuò)大合作，連接了Xcelerator和Omniverse平臺，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)將為西門子提供對芯片制造3D設(shè)計和協(xié)作平臺Omniverse的訪問，使用人工智能來創(chuàng)建現(xiàn)實(shí)世界的高保真模擬。而西門子則通過合作生態(tài)系統(tǒng)開放平臺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，西門子第一家采用數(shù)字孿生的工廠落地中國南京。

通過西門子提供的實(shí)例展示，我們可以設(shè)想出多個真實(shí)場景。例如當(dāng)工廠車間布局發(fā)生變化，我們可以通過數(shù)字孿生系統(tǒng)推測工人的移動路線變化情況，判斷生產(chǎn)安全性，同時也可以根據(jù)系統(tǒng)中傳感器的數(shù)據(jù)，通過虛擬模型展示準(zhǔn)確找到機(jī)器故障的來源，不同地域的團(tuán)隊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)快速識別故障并解決問題。

在生產(chǎn)效率方面，相比西門子旗下普通工廠，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得元宇宙與制造業(yè)的天然適配性，有了西門子的先例，國內(nèi)不少企業(yè)也對工業(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)，在灌裝車間，超高速灌裝機(jī)每小時灌裝可達(dá)40000包，幾乎每眨眼一次，就有超4.4包牛奶灌裝成功；通過自動抓取多關(guān)節(jié)KUKA機(jī)械手和高空輸送鏈等技術(shù)共同協(xié)作，自動上紙箱、開箱、放墊片、自動裝箱、自動碼垛等作業(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)域加大布局的一個信號。

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)等多個領(lǐng)域探索和實(shí)踐。在騰訊數(shù)字孿生產(chǎn)品副總裁萬超看來，來源于行業(yè)應(yīng)用的推動對于數(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/萬元，減少到35kg標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。

誰能想到，在商業(yè)元宇宙從“下一個風(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)字孿生工廠遍地開花。

 隱私難題，工業(yè)元宇宙避不開的鴻溝 

但工業(yè)元宇宙不只有臺面上的光鮮，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)建元宇宙場景的過程中，不可避免的要收集用戶、環(huán)境數(shù)據(jù)，用于搭建模擬真實(shí)的虛擬場景，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題。

把元宇宙概念融入企業(yè)文化的Meta就因?yàn)閷γ娌孔R別信息的非法采集和非法收集個人信息問題吃了多筆巨額罰款。

2022年2月，美國得州總檢察長辦公室起訴Facebook母公司Meta在未經(jīng)同意的情況下，通過人臉識別技術(shù)收集了數(shù)以百萬計得州人的生物識別數(shù)據(jù)，要求對Meta處以數(shù)千億美元的民事罰款。

2023年1月，愛爾蘭數(shù)據(jù)保護(hù)委員會（DPC）聲稱，Meta定向投放個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開出3.9億歐元（約30.74億元人民幣）的罰款。

5月，Meta因向美國發(fā)送歐洲用戶信息而再次被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Datatilsynet以隱私泄露為由，判決Meta向挪威方面繳付每日100萬挪威克朗（約68.14萬元人民幣）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)繳納的話意味著罰款總額達(dá)到8200萬挪威克朗（約5587.48萬元人民幣）。

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，對隱私泄露叫苦不迭的不只有個人用戶，也包括對于保密要求更高的工業(yè)系統(tǒng)。

整個數(shù)字孿生工廠的運(yùn)行環(huán)節(jié)都需要對用戶身份屬性、生物特征等個人信息以及設(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，將對員工個人和工廠造成難以估計的經(jīng)濟(jì)損失。

今年年初，西門子工廠數(shù)字平臺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)隊擔(dān)憂：“西門子有時會協(xié)助一些資產(chǎn)數(shù)十億美元的客戶公司處理一些極其敏感的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于攻擊者來說是非常有價值的。”

圖源：Siemens

雖然西門子官方明確表示信息泄露問題已經(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。中國信通院信通院在2023年學(xué)術(shù)交流年會中就表示，“借助區(qū)塊鏈技術(shù)，中心化帶來的數(shù)據(jù)威脅被不斷降低，工業(yè)元宇宙的價值性得到了最大程度的保證，新的工業(yè)經(jīng)濟(jì)秩序?qū)霈F(xiàn)，工業(yè)元宇宙達(dá)成了永遠(yuǎn)在線、用戶真正擁有數(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)的跨平臺管理和流通，用戶真正擁有數(shù)字資產(chǎn)，是工業(yè)元宇宙打造可信價值網(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，各國出臺的政策為數(shù)字時代隱私保護(hù)提供了法理依據(jù)。

2021年10月，美國出臺《政府對人工智能數(shù)據(jù)的所有權(quán)和監(jiān)督法案》，要求對人工智能系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)，特別是面部識別數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)管。

2022年4月和7月，歐盟分別通過了《數(shù)字服務(wù)法》和《數(shù)字市場法》，重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)平臺內(nèi)容安全、保護(hù)、個人隱私安全以及惡性競爭等關(guān)鍵問題。

2022年11月，我國首個工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織在北京正式成立。會議通過了工業(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)展三年行動計劃（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)安全問題的解決通常無法一蹴而就，未來，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進(jìn)程，元宇宙的時代終將會到來，而個人和企業(yè)的數(shù)據(jù)也終將真正掌握在自己手中。

 結(jié)語 

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)想下萬物皆可元宇宙的未來，所有過往的經(jīng)驗(yàn)都將被重塑，在一個不加蓋的虛擬世界中，也只有想象力會成為我們工作生活的唯一限制。