最近一年以來,元宇宙領域幾乎一夜之間被資本涌入,用真金白銀掀起了新一輪的元宇宙投資熱潮。短時間內大量就業崗位開放。在各大招聘網站上,元宇宙、數字孿生相關職業火爆,但配套人才供應還沒有跟上,因此“物以稀為貴”,薪資待遇普遍不低。
根據智聯招聘發布的《2022元宇宙行業人才發展報告》顯示,元宇宙相關崗位的平均月薪達到了18515元,頗具吸引力。此外,元宇宙人才招聘高度集中在信息技術產業,制造業今年1-7月招聘元宇宙崗位同比增加22.3%,入圍招聘TOP5行業。
消費領域的元宇宙雖然有著高薪的誘惑,但對于大多數人來說還是太遙遠了,就連全力進軍元宇宙,改名為Meta的Facebook,也在燒掉了上百億美元仍然沒有顯著的成效。絕大部分人根本不在乎元宇宙是什么,在乎的是元宇宙究竟能夠帶來什么。 相較于以人為中心的“消費元宇宙”,我們再來看看以機器為主體的“工業元宇宙”。工業元宇宙目前尚無統一定義,但我們也可以理解為元宇宙相關技術在工業領域的應用,實現工業領域中“人、虛擬空間與現實空間”虛實映射/交互/融合,覆蓋從產品研發、生產、巡檢、遠程運維、經營管理、培訓等工業生產全鏈條環節。
佩戴AR眼鏡的員工正進行電力巡檢;圖源:北極星電力網
工業元宇宙的重點聚焦在虛實交互上,主要表現形式可以看作是數字孿生,但二者并不完全等同。數字孿生最早源自PLM(產品全生命周期)的思考和延展,并率先應用于航空航天領域。例如,飛機、火箭這類復雜的機械設備極其昂貴,產品設計或任務執行中一旦出錯代價高昂,其數字孿生體通過各種模擬和仿真進行提前預演,可降低實際運行中的風險。 相對于既宏大又有些“縹緲”的元宇宙,數字孿生應用已經頗為廣泛,在產品研發階段、制造生產階段、設備維護階段等有其身影。
騰訊優圖實驗室通過連接寶武鋼鐵的1580條產線的生產、設備、能源等數據,以數字孿生實時展示設備的運行狀態與工藝信息,讓操作員可以遠程巡檢設備并實施運維,實現了現場管理的透明化。寶鋼股份寶山基地2號連鑄機數字孿生工廠更是于近日投運。這個被稱為“工業元宇宙”的項目是寶武作為流程制造行業從數字化交付到數字化運營的跨越。
最典型的例子還是要數英偉達的Omniverse平臺。寶馬已經利用Omniverse構建了自己工廠的數字孿生系統來提升效率。英偉達和寶馬的工程師一起將整個汽車制造工廠在Omniverse上高精度地模擬出來,從而能夠在這個虛擬工廠中先行仿真調整生產流水線以及物流設計,測量虛擬工廠的每個生產節點和工序流程,避免在物理工廠做這些調整所需要耗費的巨額成本和較大風險。
此前,工信部等五部門聯合印發《虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃(2022—2026年)》提到,到2026年我國虛擬現實產業總體規模超過3500億元。其中圍繞重點垂直行業領域,推動虛擬現實和工業互聯網深度融合,支持虛擬現實技術在設計、制造、運維、培訓等產品全生命周期重點環節的應用推廣化。 根據ABI Research的最新研究,全球在工業數字孿生上的支出預計將從 2022 年的 46 億美元增長到 2030 年的 339 億美元,復合年增長率 (CAGR) 為 28%。制造商需要一系列能力來部署數字孿生,包括CAD建模、工業物聯網平臺、遠程監控、車間工人硬件設備,例如平板電腦、AR 眼鏡等等。 目前,很多企業正在或已經在部署工業元宇宙,無論是微軟、IBM等數字化廠商,還是西門子等傳統制造企業,都已相繼在工業元宇宙領域展開了應用和實踐。 不久前,微軟在公司內部宣布成立了名為“工業元宇宙核心”的新團隊,計劃幫助客戶創建身臨其境的新軟件界面,以操控發電廠、工業機器人和交通網絡背后的工業控制系統。其目標是創建一個以工業工作為重點的虛擬世界,能夠監測和評估現實世界的機器和工廠環境。比如航空機械師將能夠使用人工現實(AR)或虛擬現實(VR)頭盔來評估機械有無故障。 今年6月,全球工業巨頭西門子宣布了與NVIDIA進一步合作,將基于NVIDIA Omniverse建設工業元宇宙平臺,通過對設計、運營等全生命周期進行沉浸式工業模擬,對傳統制造業進行升級。
在今年工控網舉辦的CAIMRS大會上,有企業代表曾表示:工業元宇宙可以分為兩類,一類是解決問題,一類重點在可視化,即呈現以及體驗。在工業場景里,如果是解決問題的場景,或者是大型工程、復雜工程,需求是可以復制的,確實十分有意義。但如果單純為了呈現,元宇宙的必要性并不是那么高。另一位企業代表也表示:“在工業領域里,并不缺新概念,工業大腦、數字孿生等很多東西尚未完全落地,真正缺的是落地變現。”
工業元宇宙的落腳點是工業生產,與消費領域不同的是,工業更關注解決實際應用場景中的具體問題。如果可以找到使用的場景,并解決具體問題,有效提升工業生產效率、降低工業生產能耗,這一技術就有很大的發展空間,但如果只是用來“打扮、美顏”、講故事,它就并不實用。
在工業領域,企業雖然很早就有建設數字孿生的需求,但即使是技術先進的企業,構建和管理數字孿生也是相對困難的。對于企業來說,需要有專業的人員使用仿真技術工具和數字孿生平臺,構建、運行維護數字孿生體,監控、預測并優化實體系統運行狀態。此外,工廠的數字孿生更加偏重企業管理和決策服務,很多一線人員很難從中獲益。 從實用主義的角度看,工業元宇宙無論是理論、技術,還是產品、基礎設施尚不成熟。工業元宇宙不僅需要對物理世界的事物進行仿真建模,通過數字化的方式管理和呈現。還需要實時的根據數學模型推斷物理世界中設備的運行狀況,并反過來根據物理世界的數據去訓練和修正數學模型,從而形成閉環的反饋鏈路。整個流程中,面臨的技術挑戰包括但不限于合理的數學模型、高性能實時計算能力、高性能傳感器、高性能網絡以及數據可視化。此外,工業場景繁多,數據分享與開放機制不完善等問題也會導致企業在數字化過程中成本較高。
歸根結底,工業場景中無論是虛擬現實還是所謂的工業元宇宙的應用,也是一種性價比的問題,它的性價比是否足以支撐大面積的廣泛應用?數字孿生的開發成本、軟件成本、硬件成本、調試成本都需要巨大的資金投入。此外,還需要深厚的技術沉淀,管理水平和員工技能達到相應的層次。但縱觀目前這個階段,國內大部分企業都不具備這個條件。 當然,我們也不能小覷“工業元宇宙”相關智能技術對工業生產制造、運維管理的推動作用!技術落地都需要一個漫長的過程,那么,你愿意嘗試嗎?