2022年初，工信部中小企業(yè)局發(fā)聲支持元宇宙，表示要加大力度推動中小企業(yè)數(shù)字化發(fā)展。培育一批進(jìn)軍元宇宙、區(qū)塊鏈、人工智能等新興領(lǐng)域的創(chuàng)新型中小企業(yè)?！霸钪妗北粚懭胫袊ば挪繄?bào)告，這對全國各地布局元宇宙提供了重要指引。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前上海、武漢、合肥已將元宇宙寫入新一年度地方政府工作報(bào)告或產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，此前浙江、無錫等省市也在相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中明確了元宇宙領(lǐng)域的發(fā)展方向。
產(chǎn)業(yè)元宇宙對各行各業(yè)意味著什么？一項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展需要為人類社會服務(wù)，創(chuàng)造價值，否則便失去了存在的意義。對于很多行業(yè)來說，元宇宙為企業(yè)未來的發(fā)展提供了更多的可能性。元宇宙帶來了更寬層次的信息交流與分享，涵蓋了更多的場景與交流，各行各業(yè)均可以利用元宇宙的平臺去構(gòu)建、發(fā)布生產(chǎn)要素。數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展與積累已經(jīng)日趨完善和成熟，且逐漸融入到城市治理的方方面面，應(yīng)用于千行百業(yè)。產(chǎn)業(yè)元宇宙預(yù)計(jì)將會對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展產(chǎn)生深層次的作用，為人類發(fā)展帶來全方位、多層次、寬領(lǐng)域的影響。
各行各業(yè)+元宇宙
各行各業(yè)對于元宇宙都有著不同想象、不同定義、不同期待，關(guān)注元宇宙折射了我們對于“人類往何處去”的底層性思考，但元宇宙并非無源之水、無本之木，其發(fā)展歷程始終是立足于過去的底層技術(shù)及其文化基質(zhì)之上。
元宇宙作為一個虛擬與現(xiàn)實(shí)、超存儲的永續(xù)多人互動空間，將在視覺、聽覺以及觸覺上都會帶來全新體驗(yàn)。在新冠疫情全球防控的背景下，社會上各大行業(yè)對于線下工作的開展做出了一定的規(guī)定，未來也將更大程度的運(yùn)用線上工作的方式進(jìn)行。而元宇宙能夠更好地將線上和線下的互動融為一體，使得參與者獲得了更高的體驗(yàn)感和滿足感。
這樣一個數(shù)據(jù)爆發(fā)的時代，元宇宙無疑將成為未來行業(yè)的一個發(fā)展趨勢，這也將帶動一批新興行業(yè)的崛起。像大家熟知的人工智能、云數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等等，這些行業(yè)的迅速發(fā)展對社會產(chǎn)業(yè)的布局都會做出一定的調(diào)整，高校培養(yǎng)人才的傾向也會做出一定范圍的傾斜。因此，元宇宙對人類發(fā)展帶來的變化不是簡單的技術(shù)更新以及行業(yè)規(guī)則的調(diào)整，它是全方位、多層次、寬領(lǐng)域的一個影響。
在元宇宙這樣的大數(shù)據(jù)世界里，人類要深刻認(rèn)識到虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的臨界點(diǎn)，既不能混為一談，也不能夠毫無邊界。各行各業(yè)要合理地開發(fā)和應(yīng)用元宇宙，有助于推動企業(yè)進(jìn)步發(fā)展，推動人類社會走向全新的高度。
家居+元宇宙
當(dāng)下年輕人越來越關(guān)心自我，重視自己的生活空間，對家居家裝的品質(zhì)追求體現(xiàn)了年輕人的生活品味。在某社交平臺上，近40萬人聚集在一個名為“請來參觀我的房間”的小組。
如果可以像玩游戲一樣，選擇自己喜歡的裝修風(fēng)格，更換自己喜歡的家居產(chǎn)品，年輕人的家裝難題有望迎刃而解。現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)在嘗試依靠3D、AI、渲染等技術(shù)，創(chuàng)造家裝過程的游戲類體驗(yàn)。商家、設(shè)計(jì)師、消費(fèi)者只需圍繞自己喜歡的一件家具，用手機(jī)拍攝一個短視頻，AI智能設(shè)計(jì)基于AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)、3D技術(shù)、實(shí)時渲染技術(shù)，就能完成對該件家具的3D建模。有了3D模型之后，通過利用深度序列生成技術(shù)，可進(jìn)行全屋的軟硬裝室內(nèi)搭配設(shè)計(jì)。一個完整的家居家裝元宇宙，需要囊括所有產(chǎn)業(yè)鏈條，鏈條上的所有個體都有進(jìn)入元宇宙家裝世界的鑰匙。
在完成家庭裝修之后，智能家居因其自動化電器產(chǎn)品采用廣泛，且用戶增長速度迅猛，成為最有可能進(jìn)行元宇宙落地的應(yīng)用場景之一。而且智能家居的基礎(chǔ)架構(gòu)與元宇宙并無二致，在我國智能家居出貨量大幅增長的環(huán)境下，已有不少科技企業(yè)瞄向元宇宙這一新領(lǐng)域。簡單來說，智能家居就是對傳統(tǒng)家居的智能化迭代。智能家居一般是將住宅作為整體平臺，使用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新型技術(shù)對家居進(jìn)行范圍設(shè)備迭代、集成，從而使得房屋成為智能整體，為用戶帶來沉浸式居住體驗(yàn)。
智能家居產(chǎn)品，可以嘗試增加“一鍵進(jìn)入元宇宙”模式，當(dāng)我們脫離現(xiàn)實(shí)后，讓我們處于一種健康、安全的環(huán)境。如果米飯熱好了，會在我們的VR顯示屏中提醒。如果有人來敲門，可以在不脫離元宇宙的情況下通過監(jiān)控?cái)z像頭或智能貓眼查看是誰。同時，我們可以通過元宇宙中的遙控器控制家里所有的家電產(chǎn)品。
家居元宇宙除了對家居行業(yè)的銷售邏輯以及迭代升級邏輯造成沖擊以外，甚至對于整個智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域都會帶來變革。過去廠商制作一款智能家居產(chǎn)品，需要大量的進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研，過程中會推出許多的概念產(chǎn)品，但不少概念產(chǎn)品由于種種原因最終沒有上市，為了穩(wěn)妥，廠商通常會推出過去市場中受歡迎的類似產(chǎn)品來生產(chǎn)。而有了元宇宙，廠商就能夠盡可能地發(fā)揮自己的創(chuàng)意，將所有方案放在元宇宙中讓消費(fèi)者進(jìn)行體驗(yàn)，如果某款方案大受歡迎并且在成本上能夠接受的話，再進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，這樣產(chǎn)出爆品的概率將會大增。
由此可見，元宇宙有可能對于整個家居行業(yè)的商業(yè)模式帶來顛覆性的改變，從過去的盲目生產(chǎn)到隨緣售賣，轉(zhuǎn)變?yōu)橄却笠?guī)模預(yù)售再擇優(yōu)生產(chǎn)的過程。
工業(yè)+元宇宙
我們一起來看看全球知名的飲料企業(yè)和造車企業(yè)的做法。百威英博是全球最大的啤酒企業(yè)之一，共擁有200多家啤酒廠，15萬員工。自1995年進(jìn)入中國以來，百威英博已經(jīng)在中國布局了50多家工廠和5000多家渠道分銷商。這家企業(yè)還是各種新理念的積極實(shí)踐者，他們嘗鮮了各種新技術(shù)和新應(yīng)用。
在百威英博構(gòu)建的“元宇宙”中，融合了物理世界和數(shù)字世界中的多種元素，創(chuàng)造了一系列的變革性解決方案。在其中我們可以看到數(shù)字孿生、機(jī)器學(xué)習(xí)、混合現(xiàn)實(shí)、低代碼、精準(zhǔn)定位…多種技術(shù)的疊加，以及由這些技術(shù)和系統(tǒng)的構(gòu)建的組合應(yīng)用，在交織領(lǐng)域開啟的全新想象力和創(chuàng)造力。
在生產(chǎn)過程中，百威英博為啤酒廠和供應(yīng)鏈創(chuàng)建了一個完整的數(shù)字孿生。這套數(shù)字模型可以實(shí)時同步的反應(yīng)物理環(huán)境的變化，映射出各種天然成分和釀造過程之間的復(fù)雜關(guān)系。釀酒師們可以更為精準(zhǔn)的把握釀造過程，并且及時調(diào)整工藝。來自一線的操作員也可以根據(jù)這套系統(tǒng)，實(shí)時了解產(chǎn)品質(zhì)量和狀態(tài)參數(shù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行并進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。
在操作中，百威英博利用深度學(xué)習(xí)，幫助包裝流水線的工程師，檢測和修復(fù)在生產(chǎn)過程中的各種瓶頸問題。維修過程中，百威英博在數(shù)字孿生的基礎(chǔ)上，疊加了混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，鼓勵各種遠(yuǎn)程協(xié)作。員工在任何位置啟用共享體驗(yàn)，促進(jìn)了跨區(qū)域的有效知識共享。每個百威英博的員工都可以使用低代碼方案，擴(kuò)展系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)歷史以及預(yù)測未來狀態(tài)。
在運(yùn)輸過程中，百威英博通過位置追蹤和實(shí)時定位，減少供應(yīng)鏈的碳排放。在零售端，百威英博通過在線服務(wù)，為雜貨店提供定制化推薦。個性化產(chǎn)品的點(diǎn)擊率提升近100%，訂單轉(zhuǎn)化率也提高了67%。元宇宙，讓整個世界變成了百威英博的創(chuàng)意畫布。
2022年初，韓國汽車制造企業(yè)現(xiàn)代汽車宣布與Unity簽署合作備忘錄，雙方將共同構(gòu)建元宇宙數(shù)字虛擬工廠，并構(gòu)建全新元宇宙發(fā)展路線圖和平臺。Unity提供跨平臺的2D和3D游戲引擎，知名的游戲包括《王者榮耀》《爐石傳說》《神廟逃亡》等。利用生產(chǎn)創(chuàng)新，現(xiàn)代汽車希望未來可以轉(zhuǎn)型成為一家智能汽車解決方案提供商。雙方將共同設(shè)計(jì)元宇宙工廠Meta-Factory，如果一切順利，現(xiàn)代汽車將成為全球第一家將元宇宙工廠概念引入汽車制造行業(yè)的車企。
市場研究機(jī)構(gòu)IoT Analytics分析了近2500家美國上市公司在2021年第四季度的財(cái)報(bào)電話會議，其中1.7%的企業(yè)管理者提到了“元宇宙”這個關(guān)鍵詞，比上一季度上升了338%。其中不乏知名企業(yè)。比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)PTC，在最近的資料和演講中，正在使用“產(chǎn)業(yè)元宇宙”來替換過去的常用術(shù)語，比如AR、VR或數(shù)字孿生。PTC公司總裁兼首席執(zhí)行官Jim Heppelmann在2021年11月的演講中提到：“最近你可能聽到很多關(guān)于元宇宙的聲音，我猜你可能希望看到產(chǎn)業(yè)元宇宙的現(xiàn)場演示。我們將展示五種Vuforia Spatial Toolbox技術(shù)…”是否要跟進(jìn)元宇宙熱潮？對于這個問題，越來越多的企業(yè)給出了自己的解答。
提到工業(yè)領(lǐng)域的元宇宙應(yīng)用，關(guān)鍵一步是將模型實(shí)體的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)生成物理模型數(shù)據(jù)，這樣三維模型與設(shè)備的數(shù)據(jù)就形成了一一對應(yīng)的一張映射關(guān)系表，諸如XML、JSON等標(biāo)準(zhǔn)格式化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以被工業(yè)軟件領(lǐng)域充分利用。這時可以通過軟件編程的方式控制數(shù)據(jù)表中的字面信息變量進(jìn)行如機(jī)器人關(guān)節(jié)的姿態(tài)調(diào)整，電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整等。目前很多國內(nèi)外工廠，則是利用數(shù)字化車間看板實(shí)現(xiàn)該功能，更多的是展示、監(jiān)控為主。
說到這里或許還是少了一些元宇宙的味道，當(dāng)然工業(yè)領(lǐng)域也是可以讓制造升級，比如嵌入專家系統(tǒng)的AR系統(tǒng)，可以指導(dǎo)現(xiàn)場操作工人進(jìn)行設(shè)備的養(yǎng)護(hù)、維修等工作，也可以利用5G的遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的技術(shù)支持，比如現(xiàn)場產(chǎn)線的聯(lián)機(jī)調(diào)試、組裝等工作，大大節(jié)約了時間、和專家成本。
而在工業(yè)元宇宙中工業(yè)數(shù)字孿生作為其關(guān)鍵技術(shù)之一，也是工業(yè)領(lǐng)域最先接觸并嘗試應(yīng)用的一種技術(shù)，對工業(yè)企業(yè)降本增效，以及后續(xù)工業(yè)元宇宙的構(gòu)建都起到至關(guān)重要的作用
工業(yè)數(shù)字孿生的背景
工業(yè)元宇宙中最為關(guān)鍵的技術(shù)是數(shù)字孿生的發(fā)展與應(yīng)用，數(shù)字孿生在工業(yè)領(lǐng)域主要通過3D交互，數(shù)據(jù)可視化和實(shí)時仿真幫助企業(yè)降本增效。在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，尤其是大型的先進(jìn)制造企業(yè)，一般所用作生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備價格高昂，技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)成本較高，技術(shù)人員的整體技術(shù)素養(yǎng)要求高。在人員培訓(xùn)，設(shè)備維護(hù)，品質(zhì)保障方面成本較高。而且隨著設(shè)備使用年限的增加，設(shè)備損耗加劇，時常會有突發(fā)性的設(shè)備宕機(jī)或引發(fā)不易發(fā)覺的品質(zhì)問題為企業(yè)帶來較大的損失。人員對高精尖設(shè)備的不熟練維護(hù)效率低，不易發(fā)現(xiàn)的隱患問題時常導(dǎo)致較大損失?，F(xiàn)如今大多數(shù)工業(yè)企業(yè)主要運(yùn)用精益管理生產(chǎn)方法，在數(shù)字化方面的探索尤其數(shù)字化管理方面相對薄弱，而元宇宙的發(fā)展帶動數(shù)字孿生AR等新興技術(shù)的成熟及應(yīng)用，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)帶去了新的數(shù)字化管理模式。
工業(yè)數(shù)字孿生的作用
在降低成本方面尤其針對智慧工廠，智能設(shè)備維修保養(yǎng)是最主要的成本，尤其設(shè)備突發(fā)故障使得產(chǎn)線長時間停產(chǎn)會導(dǎo)致企業(yè)重大損失，而設(shè)備的維修也是較大一部分成本。故而智慧工廠大都在推動預(yù)防性維護(hù)，旨在通過過程監(jiān)控的加強(qiáng)，設(shè)備參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控與趨勢預(yù)測來達(dá)到預(yù)防性設(shè)備維護(hù)，減少突發(fā)性宕機(jī)造成的損失，同時有計(jì)劃的提前維修保養(yǎng)，可以提前統(tǒng)一采購備件，人員做好充分技術(shù)儲備，在人力物力上也能降低很大成本。工業(yè)數(shù)字孿生在預(yù)防性維護(hù)中所發(fā)揮的作用主要是，將整體設(shè)備及設(shè)備所組成的各個關(guān)鍵部件都以3D模型可視化的方式更直觀的展現(xiàn)在用戶面前，通過將設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)與模型聯(lián)通，3D模型實(shí)時仿真可以提前暴露設(shè)備隱患。在維修計(jì)劃階段，技術(shù)人員也可以查看設(shè)備模型中各模塊的損耗程度來制定維修計(jì)劃的優(yōu)先級，并且提前查看需維修模塊的整體結(jié)構(gòu)及技術(shù)資料確保高效率的維修。即使出現(xiàn)故障，也能根據(jù)設(shè)備模型的報(bào)警模塊，迅速找到實(shí)際設(shè)備的損壞模塊，快速維修或更換，確保生產(chǎn)線能及時恢復(fù)生產(chǎn)。
在提高效率方面，在工業(yè)領(lǐng)域主要有兩種，一種是通過提高人員的技術(shù)素養(yǎng)，提高人員的維修操作效率，解決故障的能力，從而縮短停產(chǎn)的時間，減少由于人員失誤造成的事故來降低成本，另一種是設(shè)備的優(yōu)化，通過優(yōu)化設(shè)備的性能參數(shù)，運(yùn)動路徑，在延長設(shè)備使用壽命的同時，使得設(shè)備更加符合所生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝條件，最大程度的提升產(chǎn)品品質(zhì)。
工業(yè)數(shù)字孿生在人員技術(shù)素養(yǎng)提升方面主要有幫助用戶構(gòu)建3D可視化的知識管理系統(tǒng)，隨時隨地的沉浸式技術(shù)培訓(xùn)，以及3維動畫的智能助理和遠(yuǎn)程專家技術(shù)指導(dǎo)。其中3D可視化的知識管理系統(tǒng)，主要是對設(shè)備和關(guān)鍵部件的數(shù)字模型進(jìn)行分層式技術(shù)講解，并以動畫，技術(shù)報(bào)告，語音等多種媒體方式傳達(dá)該部件的作用，維修方法，注意事項(xiàng)，使得技術(shù)人員能更直觀易懂的了解所面對的設(shè)備和關(guān)鍵模塊，并將自己每次維修所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)更新至系統(tǒng)中逐漸優(yōu)化這個知識管理系統(tǒng)。在新員工培訓(xùn)時也可以通過這個系統(tǒng)和數(shù)字孿生模型讓新員工身臨其境的體驗(yàn)各種設(shè)備的維修使用方法，能夠極大的縮短新員工的適應(yīng)時間。而在發(fā)生故障維修過程中，知識管理系統(tǒng)伴隨將來的AR技術(shù)能夠智能的為技術(shù)人員推送當(dāng)前損壞部件的技術(shù)維修演示動畫，技術(shù)人員只需跟著動畫一步步操作即可，如同打游戲的新手引導(dǎo)，可以極大的縮短維修時間提高維修效率，同時避免由于經(jīng)驗(yàn)不足或遺忘導(dǎo)致出錯，造成不必要的損失。而在設(shè)備性能優(yōu)化方面，通過設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)的反饋，在工業(yè)數(shù)字孿生模型中進(jìn)行大規(guī)模的仿真，利用AI不斷的嘗試演練，可找出最佳的設(shè)備運(yùn)作方案，應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，提升設(shè)備生產(chǎn)效率。
如何構(gòu)建工業(yè)數(shù)字孿生
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中主要有兩種，一種是為企業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)備廠商，另一種運(yùn)用設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)。在這個兩種廠商中，設(shè)備廠商對自家生產(chǎn)的設(shè)備更為了解，從研發(fā)設(shè)計(jì)到最后組裝測試都有完整的技術(shù)儲備，而生產(chǎn)企業(yè)則更為了解自家生產(chǎn)的產(chǎn)品，對設(shè)備了解并不太過深入，主要是對設(shè)備運(yùn)用和維護(hù)方面的了解，但生產(chǎn)企業(yè)相比設(shè)備廠商所管理的設(shè)備更多且成體系，從整個工廠角度管理不同廠商設(shè)備所組成的生產(chǎn)線。
在數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建方面，設(shè)備廠商可以做到更細(xì)分的建模和更細(xì)節(jié)的設(shè)備性能數(shù)據(jù)管理，小到一個零件的參數(shù)和作用，例如通用電氣的航空發(fā)動機(jī)的數(shù)字化管理，通過對每個零件，每個模塊的建模，傳感器方案的設(shè)計(jì)，實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測，能更加精細(xì)化的管理設(shè)備性能，預(yù)測故障的發(fā)生。數(shù)字孿生系統(tǒng)的建立，可讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商為使用設(shè)備的智慧工廠制定更加精細(xì)化的售后服務(wù)方案，提前供給設(shè)備備件和技術(shù)咨詢方案，更好的協(xié)助自身客戶保障設(shè)備性能。同時設(shè)備性能的管理可控性不僅能讓客戶對設(shè)備的質(zhì)量放心，還有益于之后的升級改造，建立長期合作關(guān)系，并且在為客戶提供技術(shù)咨詢時，能更加準(zhǔn)確的找到問題點(diǎn)，迅速的解決問題，而不是先做大量排查和溝通后才確定問題范圍，能為客戶減少由于設(shè)備故障導(dǎo)致的大量停產(chǎn)時間。
對于生產(chǎn)企業(yè)的智慧工廠而言，數(shù)字孿生系統(tǒng)的建立一般無法追求設(shè)備廠商那樣對單個設(shè)備足夠精細(xì)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，智慧工廠主要是對各種不同廠商設(shè)備所組成的生產(chǎn)線或工廠的整體監(jiān)測與管控，整體產(chǎn)線各單元設(shè)備性能的穩(wěn)定是保障自身產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)條件，智慧工廠基于設(shè)備廠商的知識經(jīng)驗(yàn)，保障整體設(shè)備的性能來服務(wù)所生產(chǎn)的自家產(chǎn)品。由于設(shè)備廠商對自身核心技術(shù)的保密，智慧工廠不太可能了解設(shè)備的所有細(xì)節(jié)，更多的是基于設(shè)備廠商的技術(shù)支持和自身長期的經(jīng)驗(yàn)積累，對設(shè)備由外到內(nèi)的建設(shè)知識體系。
智慧工廠在建設(shè)數(shù)字孿生系統(tǒng)時會更加注重整體產(chǎn)線或工廠的性能，對單個設(shè)備更適宜于由外到內(nèi)的模塊化監(jiān)控，單個設(shè)備的數(shù)字孿生體建立其深入層度雖然不及設(shè)備廠商，但基于生產(chǎn)和維修經(jīng)驗(yàn)可優(yōu)先將易出故障的模塊做重點(diǎn)監(jiān)控管理，由于整個工廠或產(chǎn)線的實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)量和復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個設(shè)備，這種單個設(shè)備由外到內(nèi)，重點(diǎn)模塊化孿生體的建立與監(jiān)控，將有益于工廠迅速搭建起一個基本的數(shù)字孿生框架，后續(xù)再根據(jù)生產(chǎn)需求和維修經(jīng)驗(yàn)不斷填充與優(yōu)化，不斷打造更適合自身的工廠級數(shù)字孿生系統(tǒng)
在建設(shè)數(shù)字孿生系統(tǒng)時無論是生產(chǎn)企業(yè)還是設(shè)備廠商在技術(shù)選型上都有對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時獲取和數(shù)據(jù)可視化的需求，數(shù)據(jù)獲取方面首先是設(shè)備廠商在設(shè)備研發(fā)時設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)監(jiān)控方案，但這些監(jiān)控方面并不能滿足不同類型生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)控需求，后續(xù)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，生產(chǎn)企業(yè)再自行增加需求模塊的傳感器數(shù)據(jù)獲取方案，或邀請?jiān)O(shè)備廠商進(jìn)行升級改造進(jìn)行定制，在保障設(shè)備性能數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控傳輸后，后面便是將這些數(shù)據(jù)通過數(shù)字孿生系統(tǒng)與構(gòu)建的模型交互起來，便捷易懂的展示出來。
而如今在3D模型交互和實(shí)時渲染方面虛幻引擎比較強(qiáng)大，但其以客戶端形式存在，需要用戶先安裝客戶端才能查看，不夠便捷，不過隨著webRTC技術(shù)的推進(jìn)，虛幻引擎也可以通過像素流的方式將3D內(nèi)容發(fā)送到瀏覽器端查看，同時由于是視頻方式交互使得數(shù)據(jù)更加安全。還有一種是webGL那種基于游覽器展示3D交互模型的方式，可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地查看，分享也足夠便捷，但其也有缺點(diǎn)，就是模型不夠精細(xì)，比較適合那些對模型精度要求不夠主要對數(shù)據(jù)流把控的用戶。目前這兩種C/S和B/S架構(gòu)是市場上主流的兩種數(shù)字孿生構(gòu)建方式，隨著英偉達(dá)omniverse的發(fā)展，既能將虛幻和blender等軟件工具協(xié)同起來做數(shù)字孿生場景，又為其提供了人工智能，實(shí)時仿真的功能，把建模，渲染，人工智能優(yōu)勢都結(jié)合了起來，將把數(shù)字孿生推向更高階的發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)元宇宙的到來提供了莫大的幫助。
園區(qū)+元宇宙
大家是否覺得元宇宙離產(chǎn)業(yè)園很遠(yuǎn)？產(chǎn)業(yè)園應(yīng)該如何把握元宇宙的機(jī)會？其實(shí)現(xiàn)實(shí)中的園區(qū)元宇宙已經(jīng)來到我們身邊。2022年1月北京首鋼園元宇宙上線，用戶在首鋼園秀池通過手機(jī)掃描，無需現(xiàn)實(shí)的燈光和煙火效果，即可置身“秀池繽紛世界”，在炫彩燈帶條的環(huán)繞的三高爐和漫天星云中，用戶可欣賞虛擬墨甲機(jī)器人樂隊(duì)演出和炫酷閃爍的虛擬燈光秀。
此外，首鋼三高爐、水下展廳等景點(diǎn)也設(shè)置了打卡拍照點(diǎn)，用戶還能通過參加AR實(shí)景團(tuán)戰(zhàn)游戲獲得沉浸式游戲體驗(yàn)。作為“科幻產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)”首批重點(diǎn)體驗(yàn)項(xiàng)目，河圖版新首鋼園融歷史場景、景區(qū)資源、經(jīng)典案例、XR技術(shù)、應(yīng)用環(huán)境于一體，將歷史復(fù)原場景與科幻宇宙疊加互動。通過鋼鐵器械、立體空間、機(jī)甲飛船、智能機(jī)器、全息廣告、炫彩燈光等未來元素打造過去、現(xiàn)在與未來融合的元宇宙綜合體，并以多人互動游戲的形式構(gòu)建一個賽博朋克風(fēng)格的沉浸式全景體驗(yàn)地和未來科幻城。
在北京市及石景山區(qū)政府的大力推動下，首鋼園正在著力打造“科幻產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)”。首鋼園具有打造賽博朋克風(fēng)格的良好基礎(chǔ)，是展示最新最炫的科幻及元宇宙技術(shù)的絕佳平臺。首鋼園成功舉辦了2020、2021中國科幻大會，“中關(guān)村科幻產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”（“元宇宙中心”）在園區(qū)內(nèi)落地，全國首個“科幻產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體”也在這里發(fā)布。
無獨(dú)有偶，2022年3月“外灘元宇宙中心”在德必外灘8號WE揭牌。未來，這里將構(gòu)建成一個國際化的元宇宙產(chǎn)業(yè)交流和發(fā)展空間，國內(nèi)外元宇宙產(chǎn)業(yè)技術(shù)力量將在此攜手探索元宇宙產(chǎn)業(yè)新生態(tài)新發(fā)展。
總體上說，產(chǎn)業(yè)園主要有兩個途徑可以親密接觸元宇宙，第一個是科技途徑，第二個是場景途徑。
從科技路徑來講，產(chǎn)業(yè)園要想分享園區(qū)企業(yè)的發(fā)展紅利，一個重要的升級方向就是構(gòu)建元宇宙產(chǎn)業(yè)生態(tài)。這個產(chǎn)業(yè)生態(tài)并不是開幾場元宇宙技術(shù)論壇，對接相關(guān)資源這些簡單聚合，而是通過產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的價值分析，將能夠產(chǎn)生整合價值的若干個企業(yè)整合形成一個個小的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。首先讓這些小生態(tài)中的企業(yè)通過整合獲得更大的市場競爭力和更高的整合附加值，然后再將這一個個小生態(tài)互聯(lián)起來，形成更大范圍的整合價值，每個企業(yè)在加入產(chǎn)業(yè)生態(tài)之后都會獲得比單獨(dú)發(fā)展更多的機(jī)會，這種情況下產(chǎn)業(yè)生態(tài)就會匯聚越來越多有價值的企業(yè)。
從場景路徑來講，產(chǎn)業(yè)園一方面可以為園區(qū)內(nèi)的科技企業(yè)人才帶來更多創(chuàng)新靈感，令這些企業(yè)人才非常喜歡這個園區(qū)的工作體驗(yàn)；另一方面以創(chuàng)意場景結(jié)合科技品牌，為園區(qū)企業(yè)提供獨(dú)特的品牌創(chuàng)意方案，可以為企業(yè)提升品牌影響力提供意想不到的效果。
從園區(qū)自身的管理來看，產(chǎn)業(yè)元宇宙有助于管理應(yīng)用的“裝備升級”。智慧園區(qū)本質(zhì)上是基于數(shù)據(jù)整合共享的結(jié)果，通過數(shù)據(jù)的分析提供決策，通過信息技術(shù)提升園區(qū)的管理和服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)軟硬環(huán)境的協(xié)同，讓園區(qū)變得更加“智慧化”。
產(chǎn)業(yè)元宇宙所強(qiáng)調(diào)的沉浸感、低延時、隨時隨地的特性，為園區(qū)全流程化管理提出重要的優(yōu)化方向，而其中很重要的數(shù)字孿生和數(shù)字主線技術(shù)的出現(xiàn)對園區(qū)的管理和運(yùn)營影響巨大。元宇宙的出現(xiàn)，將倒逼園區(qū)運(yùn)行模式和服務(wù)模式變革，帶來園區(qū)管理部門的合并重組。未來，園區(qū)管理運(yùn)營人員或?qū)⒎譃樘搶?shí)兩類，在虛擬空間中完成園區(qū)管理、服務(wù)等職能，在現(xiàn)實(shí)空間中完成巡查、執(zhí)法等職能。
交通+元宇宙
從前車馬很慢，書信很遠(yuǎn)，一輩子只夠做一件事。如今科技瞬變，發(fā)展很快，按鍵版的老爺機(jī)沾上了厚厚的灰，老式的大腦袋電視被丟棄在了回收站，人們用上了新款的5G手機(jī)和語音全面屏大電視，就連汽車也變得不再是簡簡單單的代步工具。汽車正從以往單純“以車為中心”的出行工具轉(zhuǎn)變成“以人為中心”的“移動第三空間”，并在語音識別、人臉識別等技術(shù)的加持下，漸漸變成了一個可以提供一系列出行服務(wù)的伴侶。
在這條由智能科技催生的新賽道上，無論是傳統(tǒng)車企、造車新勢力，還是國際大牌、自主品牌，一家又一家車企都為之付出努力，只為提升人們美好出行生活體驗(yàn)。因此，車企們積極擁抱產(chǎn)業(yè)元宇宙，在意料之中。僅老牌車企上汽集團(tuán)一家，便一口氣申請了100多個與元宇宙相關(guān)的商標(biāo)類別，名稱多為“車元宇宙”，商標(biāo)使用范圍包含了汽車研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等各個方面。
綜合來看，汽車行業(yè)對元宇宙概念的融合發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方面，其一是搶注與其相關(guān)的商標(biāo)，另一則是將元宇宙的概念植入現(xiàn)有的品牌活動中，無論何種，多是為了借此概念炒熱和拉高市值，對將元宇宙概念真正應(yīng)用到汽車生活場景中尚有一定距離。
為何偏偏是元宇宙？2010年我國在全球范圍內(nèi)率先啟動了儲能電池純電動汽車產(chǎn)業(yè)化，這些年來，各大國和國際標(biāo)志性汽車大廠由觀望姿態(tài)紛紛投身于電動化事業(yè)，甚至?xí)癯隽私廴加蛙嚂r間表，汽車百年未有之大變革已然拉開?，F(xiàn)階段而言，汽車電動化已經(jīng)取得階段性的進(jìn)展，網(wǎng)聯(lián)化、智能化被提到更顯眼的位置，汽車從一個機(jī)械產(chǎn)品，開始擴(kuò)展為“超級移動智能終端”和由軟件定義的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、電子信息高科技產(chǎn)品。這么看來，元宇宙的概念其實(shí)和汽車智能化理念不謀而合，只是元宇宙的未來感更強(qiáng)，且囊括的范圍更廣。
究其種種，元宇宙能在眾多領(lǐng)域尤其是汽車行業(yè)火熱起來，其實(shí)是必然的。值得一提的是，雖然在研發(fā)和制造汽車的技術(shù)方面，無論是新舊車企，其技術(shù)能力都不必懷疑，但汽車要走智能化、網(wǎng)聯(lián)化道路，無疑需要跨界邁入大數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件等高新技術(shù)領(lǐng)域，對于造車企業(yè)而言，無疑是全新的探索，獨(dú)食難咽，依靠更專業(yè)的科技企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)才是更好的選擇。
此外，當(dāng)輔助駕駛已經(jīng)逐漸變成汽車標(biāo)配，科技公司、車企們開始研發(fā)、測試更高階的自動駕駛技術(shù)之際，元宇宙概念能推動其更好地落地。一方面，自動駕駛技術(shù)的研發(fā)測試需要耗費(fèi)巨大的資金成本，另一方面，自動駕駛本質(zhì)是將人托付給機(jī)器，面臨著極高的風(fēng)險(xiǎn)需要面對和解決。
雖然元宇宙離我們還很遠(yuǎn)，但是在交通和汽車領(lǐng)域有一些發(fā)展趨勢是確定的。比如通過接入交通路況數(shù)據(jù)，對實(shí)時交通指數(shù)、擁堵路段、交通事故、監(jiān)控視頻等信息進(jìn)行監(jiān)測，并可結(jié)合專業(yè)的模型算法，對轄區(qū)路況態(tài)勢進(jìn)行科學(xué)評估，為交通管理指揮提供科學(xué)的決策支持。通過對各類重大事故模擬和人員行為數(shù)值模擬的仿真，在虛擬空間中最大限度地模擬真實(shí)情況的發(fā)生。支持對管轄區(qū)域內(nèi)各類治安重點(diǎn)人員和敏感人群進(jìn)行多維度可視化監(jiān)測，包括各類重點(diǎn)人員的數(shù)量、敏感事件、流向、地域分布、運(yùn)行軌跡、流入流出方式等信息，實(shí)現(xiàn)“行知去向，動知軌跡”，增強(qiáng)公安部門主動預(yù)防和打擊犯罪的能力。
農(nóng)業(yè)+元宇宙
春種一粒粟，秋收萬顆子。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期較長，且隨著天氣氣候、土壤條件等環(huán)境因素的影響而變化。如果耗費(fèi)人力、物力去進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研究，不僅成本高昂，且實(shí)施條件苛刻，難以產(chǎn)出創(chuàng)新成果。而元宇宙的應(yīng)用，或可能解決這一難題。
已經(jīng)有企業(yè)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的案例，他們通過對果園、果樹三維建模，構(gòu)建出了整個果園的高精度三維模型，然后在虛擬世界中設(shè)定好采摘機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃方案，再映射到現(xiàn)實(shí)中的機(jī)器人大腦中，完成機(jī)器人的自動采摘工作，降低果園管理成本。蘋果采摘機(jī)器人理論上可以實(shí)現(xiàn)1秒采摘1個蘋果，元宇宙在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上很有應(yīng)用前景。
2021年12月，廣東也實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)元宇宙的“破冰”，在廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳指導(dǎo)下，南方農(nóng)村報(bào)推出了首個農(nóng)業(yè)虛擬人物“小柑妹”，并探索構(gòu)建一個農(nóng)業(yè)元宇宙，讓真實(shí)世界的信息在虛擬世界得到補(bǔ)充，打造真人與虛擬人的互動場景。“小柑妹”與真人無異，長相清秀，一雙大眼睛中瞳孔分明，編著俏皮的大辮子，頭上別著柑橘樣式的發(fā)卡，聲音甜美?！靶「堂谩闭f，來元宇宙認(rèn)養(yǎng)一棵德慶貢柑樹，遠(yuǎn)程澆水、施肥、監(jiān)測等都可以由她來提供服務(wù)。這一說明，也明確了首個農(nóng)業(yè)虛擬人物的身份—德慶貢柑虛擬管家。元宇宙有潛力幫助整個農(nóng)業(yè)提升效率，加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。
目前中國農(nóng)業(yè)的問題絕大部分是由于生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全等方面導(dǎo)致的。元宇宙+農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的虛擬數(shù)字人或虛擬農(nóng)民僅僅是消費(fèi)端體驗(yàn)環(huán)節(jié)，借助元宇宙推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)安全品質(zhì)提升才是行業(yè)當(dāng)務(wù)之急。借助信息技術(shù)，促進(jìn)全要素的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，能夠提升農(nóng)村數(shù)字化的生產(chǎn)力，同時帶動生產(chǎn)方式變革、生產(chǎn)關(guān)系再造以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，培育經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)，形成新動能。
相關(guān)報(bào)告顯示，當(dāng)前信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用處于初級階段。在未來發(fā)展中，信息技術(shù)將會演化成人機(jī)互動，參與決策，智慧反饋。從簡單的效率提高到先進(jìn)的智慧決策，農(nóng)業(yè)大腦將發(fā)展出人腦所不具備的能力，并極大解放生產(chǎn)力，推動農(nóng)業(yè)發(fā)展邁入新階段。
農(nóng)業(yè)+元宇宙的應(yīng)用關(guān)鍵是人機(jī)互動，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者經(jīng)營者把AR或VR、3D等技術(shù)的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理之中，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和管理效率，乃至提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。具體的應(yīng)用場景包括：
農(nóng)業(yè)科研：農(nóng)業(yè)是土地和時間的藝術(shù)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的任何創(chuàng)新都需要一年以上的周期去驗(yàn)證和調(diào)整。元宇宙中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，可以幫助我們縮短周期和成本。農(nóng)業(yè)元宇宙在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)植物整個生長過程，也可以在短短的幾十分鐘內(nèi)收集到大量的植物生長數(shù)據(jù)，一改傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)難以量化的特點(diǎn)，為智能化和精細(xì)化農(nóng)業(yè)提供幫助。
農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全：前沿的技術(shù)大大降低了對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息的獲取成本，提升消費(fèi)者對品牌的信任度。當(dāng)下人們越來越注重參與和體驗(yàn)，元宇宙引入到農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)源頭，可以說是一個必然的過程，在應(yīng)用場景上適合與認(rèn)養(yǎng)農(nóng)業(yè)結(jié)合。
農(nóng)村電商：農(nóng)業(yè)元宇宙和農(nóng)村電商的聯(lián)結(jié)是化解食品安全和供需矛盾等痛點(diǎn)，即消費(fèi)者和生產(chǎn)者之間缺乏有效溝通的重要手段。消費(fèi)者通過農(nóng)業(yè)元宇宙終端就可以看到產(chǎn)品產(chǎn)地的所有情況，然后根據(jù)個人所需選擇購買相應(yīng)產(chǎn)品，產(chǎn)品從采摘到快遞到家全程可控。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：農(nóng)業(yè)元宇宙可以利用以前的真實(shí)信息，在一個模擬環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對動物從器官、組織、系統(tǒng)到整體的精確模擬，通過操作者的調(diào)控“虛擬動物”將能模仿真實(shí)動物做出各種反應(yīng)，這對模擬動物生存環(huán)境、動物營養(yǎng)需要、遺傳資源固和品種選育等具有重大意義。
農(nóng)業(yè)體驗(yàn)：試想一下，我們在家里通過虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備，進(jìn)到了元宇宙農(nóng)場，這個農(nóng)場在2000公里外的新疆，或者在8000公里外的歐洲，您來開著收割機(jī)為養(yǎng)殖的5000頭牛收割玉米青貯飼料…農(nóng)業(yè)元宇宙為人們創(chuàng)造一個游戲娛樂的空間。
農(nóng)業(yè)元宇宙的大膽嘗試已經(jīng)屢見不鮮。據(jù)莫斯科農(nóng)業(yè)與糧食部門，莫斯科當(dāng)?shù)氐囊恍┺r(nóng)場主正在進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證給奶牛戴上虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備是否可以減輕焦慮并增加牛奶產(chǎn)量。為此，有關(guān)部門聘請了許多IT技術(shù)領(lǐng)域的專家，包括VR設(shè)計(jì)師，專門給奶牛設(shè)計(jì)創(chuàng)建了夏季田野的VR場景，并針對牛頭和牛的視覺進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，盡量為奶牛營造更加舒適的“佩戴體驗(yàn)”。首次測試顯示，觀看“夏季田野”風(fēng)光的奶牛焦慮減輕，整體情緒升高，相關(guān)部門表示后續(xù)還將進(jìn)行更細(xì)致地研究。
農(nóng)業(yè)正在改變過去那種”面朝黃土背朝天“的傳統(tǒng)形象，也有越來越多的消費(fèi)者愿意參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。元宇宙為農(nóng)業(yè)參與提供了更多可能性。
農(nóng)業(yè)作為最重要、最基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)，對新技術(shù)的渴求不予言表。在技術(shù)演進(jìn)和人類需求的共同推動下，元宇宙場景的實(shí)現(xiàn)以及元宇宙產(chǎn)業(yè)的成熟只是一個時間問題。作為真實(shí)世界的延伸與拓展，元宇宙所帶來的巨大機(jī)遇和革命性作用是值得期待的。最前沿的技術(shù)加上最古老的產(chǎn)業(yè)相遇，農(nóng)業(yè)+元宇宙一定能激蕩出前所未有的變革。
