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西门子的新宠
西门子CEO博乐仁最近在2024GTC大会之后亲自为工业元宇宙布道，并在社交媒体快乐地发了一张和黄仁勋见面谈合作的照片，二者要一致行动，推进工业元宇宙。西门子会使用生成式AI将NVIDIA Omniverse支持的沉浸式可视化，引入到西门子开放式数字业务平台Xcelerator。通过工业元宇宙可以清晰地看到零部件级的内部精细图像，真正提高生产工作效率。
在此之前，英伟达的年会中也提到了现代重工HD Hyundai，如何利用元宇宙创新将大量实时设计数据转换为基于物理的逼真可视化。由AI驱动的交互式的数字孪生，似乎正在形成推动工业元宇宙形成新的影响力。
工业界对工业元宇宙最早也是最朴素的一个向往，可以追溯到2015年汉诺威展会上。大众汽车展示了用谷歌眼镜AR/VR去做工厂内部的设计，工厂规划中的车间产线设备布置，那个时候的概念还有些粗糙。其核心理念就是操作人员通过谷歌眼镜/虚拟眼镜AR/VR，用手可以直接拖拉拽的方式，来规划设备布局, 整个产线的规划效率可以大大提升。现在如果工业元宇宙能够真正的实现，就能够沉浸式体验进入设备和机器内部观察整个生产流程和状态。
博乐仁补充说：“很高兴与NVIDIA合作”。
在通向工业元宇宙的道路上，下一代工业软件使客户能够像在现实世界中一样体验产品：在上下文的现实主义中，通过自然语言输入与他们（机器）互动，从而彻底改变产品和体验的设计、制造和服务方式。
整个工业软件都已经行动起来了。
ANSYS为世界制造工程提供仿真，它的仿真结果与英伟达的Omniverse数字孪生相连接。后者是一款支持AI的物理模拟世界的可视化引擎，实现全保真实时数字孪生。
Synopsys是NVIDIA第一个软件合作伙伴，借助于英伟达的软件平台CUDA，将会加速计算光刻的进程，从而加速台积电所有的软件。
第二大软件EDA供应商Cadence，也在与英伟达共同构建成百上千个虚拟设计助手copilots，帮助人类设计芯片。
能够看到的是，整个世界的软件，无论是CAD，CAE还是EDA，都在通过数字孪生创建未来世界，并将全部系统连接到英伟达Omniverse。后者似乎正在成为未来实时数字孪生的操作系统。
工厂已经加入其中。宝马试图树立工业元宇宙标杆，为其位于匈牙利的价值20亿欧元的未来电动汽车工厂创建数字孪生。作为第一家完全使用NMIDIA元宇宙平台设计和验证工厂的公司，宝马的数字德布勒森工厂代表了“工业元宇宙”的进步。宝马生产董事会成员在这个虚拟工厂的落成典礼上说道。“我们可以完全在虚拟世界中设计、构建和测试。”
他面对的不是挖土的铲子和一块奠基石，他对着电脑在说话。
该虚拟工厂与真正工厂相连接。在将来，这将允许在几秒钟内定位操作故障，从而防止更长的生产停机时间。这也是迈出的重要一步，例如将新系统的虚拟调试集成并自动化到持续规划过程中。
工业元宇宙的价值何在？
公司在元宇宙中展示他们的产品，虚拟财产在那里以数百万美元的价格易手，预计每年将有数万亿美元的销售机会。
德国联邦信息技术、电信与新媒体协会(Bitkom)自2022年以来，一直在积极推动这一发展，迈向工业互联网的未来。它将元宇宙网络中的核心参与者聚集在一起。并展示了虚拟宇宙是什么，以及它为社会和经济提供了哪些机会。当然，2022年也可以说是元宇宙元年， 第一个国际元宇宙联盟成立，并正在推动标准的讨论和制定。
以今天的知识，元宇宙可以被视为互联网的下一个逻辑阶段，一个永久且实时发生的三维互联网。这个虚拟房间将24/7全天候开放。一方面，它们将以完全虚拟的形式存在（即存在于虚拟现实中）并具有沉浸感，但与此同时，虚拟世界和模拟世界将继续融合。我们将使用增强现实与现实环境中的数字内容进行交互（混合现实）。虚拟世界和现实世界将变得越来越交错，因为真实的物体（比如衣服）将在虚拟世界中拥有数字对应物。例如，用户将穿着与他们的头像、数字副本（孪生）相同的套头衫。数字孪生也将在现实世界和虚拟图像之间建立直接连接，例如，当真实的机器和建筑物及其操作模式镜像在虚拟世界中时，技术人员将能够在那里访问它们并控制机器和建筑物。
元宇宙的另一个关键特征是，它将产生新形式的用户生成内容，尤其是三维对象的形式。元宇宙中的三维物体将是可转移、可运输和可交易的。这是与可以在计算机游戏中购买的数字设备的显著区别之一，其可用性仅限于所述游戏。
在理想的虚拟世界中，这种虚拟商品和真实商品可以在任何地方拥有和携带。它们也是可互操作的，这是理想类型元宇宙的另一个核心属性。比如以毛衣为例：购买后，化身可以在元宇宙中的任何地方穿着它，而不仅仅是在独立的游戏中。为了促进虚拟物品甚至土地的真正所有权，区块链发挥着核心作用，尤其是NFT。
这也指出了元宇宙理想形式的另一个特征：它是去中心化的。
五级参与者
基于虚拟世界的服务，目前的主要参与者有哪些？
当产品、服务和技术在不同层面上互动时，虚拟世界才能发挥作用。这里可以确定五个级别，目前没有一家公司在所有这些级别上占据主导地位。
第一个层次是使能技术，包括硬件和图形引擎。接下来是第二个层次：操作系统。第三级是用程序商店，例如，其中一些应用程序商店目前已开放并在启用侧加载。
操作系统和应用程序商店都已属于欧盟《数字市场法》的范围，该法提供了足够的工具来解决可能出现的竞争问题。欧盟不会再针对工业元宇宙进行进一步的监管。这对于工业界是一个好消息。
而虚拟体验分发平台是高于此的第四级。最后一层是终端服务，即实际的应用程序，由许多小型、中型和大型提供商提供。
根据元宇宙的应用领域，例如消费领域、企业领域或工业领域，不同的制造商和供应商在所有五个层面发挥着作用。
除了这五个层次之外，还有云计算、托管和数据传输等必要的基础技术，以及3D建模、人工智能和数字货币或加密货币等领域的关键技术。
除此之外，还有一些公司使用虚拟世界服务，并且经常积极参与塑造它们，例如在工业领域。这些也是元宇宙的一部分。毕竟，没有人能够独自构建元宇宙。
当然，元宇宙市场目前仍处于非常早期、不成熟的阶段。很难预测哪些公司将坚持这个市场。但有一点值得强调的是，整个生态系统的多样性是很重要的，元宇宙只有在所有五个级别都得到服务的情况下才能发挥作用。
工业元宇宙让欧洲人略微有些兴奋。因为这个市场既然仍处于早期阶段，这为欧洲参与者，尤其是中小型公司提供了在新兴虚拟世界中发挥作用的机会。
底层技术
工业元宇宙依赖于底层硬件的人工智能、开发工具和分布式账本技术（例如区块链），也离不开软件基础设施之上的工业系统，包括机器人、各种传感器和执行器 、物联网IoT设施等。
这些技术都可以在五层技术堆栈中概念化。硬件基础设施包括连接和计算。在上面一层，软件基础设施层包括所有这些技术都构建了工业元宇宙平台的基础。最重要的是，与输入/输出（XR）设备的交互层代表了用户的界面。
工业元宇宙所需要的技术：
图1：工业元宇宙的技术堆栈（出处：2023.10，世界经济论坛，《探索工业元宇宙：未来路线图》）
工业虚拟宇宙所需的资源：
资源维度是指企业成功实施工业虚拟世界并实现规模化影响所需的基础资产、组织资产和人力资产。其基础资源包括财力、安全、隐私和保障等。
图2：工业元宇宙所需的资源（出处同上）
不同的潜在发展概述了市场、技术、资源和用例维度的短期、中期和长期。
世界经济论坛（World Economic Forum）于2023年10月发布的《探索工业元宇宙：未来路线图》（与剑桥大学合作）提出了未来15年的未来路线图，涵盖了市场、技术、资源和用例。
图3：实现工业元宇宙的潜在路线图-市场（出处同上）
图4：实现工业元宇宙的潜在路线图-技术（出处同上）
小记
由于OpenAI的ChatGPT充当了人工智能的大喇叭和全社会的科普，工业元宇宙正在得到了全新的重视。数字三维平行世界正在缓慢地成为现实；第一批公司已经在数字环境中测试协作工作。
技术情报公司ABI Research预计，随着越来越多的公司采用数字优先战略和工业4.0技术，到2030年，工业元宇宙的收入将达到1009亿美元，是消费者元宇宙市场规模的两倍多。工业的世界，似乎找到了全新的数字大空间。
(注:本文仅代表作者个人观点。)
（全文完）
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作者简介
倪道钧：中德工业技术有限公司（德国）总经理，弗劳恩霍夫制造和生产自动化研究所合作伙伴
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