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工程師佩戴亮風臺AR智能眼鏡進行現(xiàn)場巡檢

“這個傳動電機持續(xù)高溫異常，找不出問題在哪里……”在寶武鋼鐵（以下簡稱“寶鋼”）生產(chǎn)基地的熱軋產(chǎn)線上，一線裝備人員正通過AR智能頭盔呼叫工程師遠程協(xié)作。只見他用AR智能眼鏡掃描生產(chǎn)設備識別碼，將實時獲得的設備數(shù)據(jù)信息以“第一視角”傳輸給遠方的工程師。工程師將標注異常點的實時畫面后推送回一線人員后，不出幾分鐘，問題就得到了解決。

在工業(yè)領域，虛擬現(xiàn)實及元宇宙技術已成為新一代生產(chǎn)力工具，賦能產(chǎn)品研發(fā)、裝配、維修等各個環(huán)節(jié)，成為推動新型工業(yè)化的強勁力量。

工業(yè)元宇宙提升“中國制造”話語權

工業(yè)是國民經(jīng)濟的主體和增長引擎。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，虛擬現(xiàn)實與人工智能、5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術加速融合發(fā)展，推動工業(yè)、制造業(yè)高端化、智能化、綠色化升級。

“工業(yè)元宇宙可以使整個工業(yè)體系在虛擬背景下重構，突破傳統(tǒng)邊界與束縛，促進產(chǎn)業(yè)融合，實現(xiàn)持續(xù)性的降本增效。”一位業(yè)內(nèi)專家告訴記者，通過對復雜的現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)進行徹底地、全方位地、系統(tǒng)性地采用數(shù)字孿生技術，就可以使整個工業(yè)處于數(shù)字化、智能化和信息化的直觀狀態(tài)。這種重構打破了傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的邊界與束縛，實現(xiàn)在技術支撐下的產(chǎn)業(yè)融合。此外，工業(yè)元宇宙能夠實現(xiàn)生產(chǎn)托管，物流、物資配送等功能，可以實現(xiàn)可持續(xù)性的降本增效。

“工業(yè)元宇宙是工業(yè)數(shù)字化轉型的新階段。”北京泰爾英福科技有限公司工程師焦臻楨表示，元宇宙是由多種信息技術融合應用構筑起的新型經(jīng)濟活動空間與生態(tài)系統(tǒng)，將催生出大量新型應用與經(jīng)濟活動，為數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展帶來新的機遇。在工業(yè)領域，隨著工業(yè)數(shù)據(jù)不斷積累，工業(yè)模型與算法越發(fā)成熟，在線協(xié)同、虛擬研發(fā)等需求和場景不斷涌現(xiàn)，都為工業(yè)元宇宙的發(fā)展打下了基礎，并將結合數(shù)字空間等技術，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進一步深度融合。

為進一步打造成熟的工業(yè)元宇宙，開拓虛實互促的制造業(yè)增長新模式，日前，工業(yè)和信息化部等五部門聯(lián)合印發(fā)《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2023－2025年）》（以下簡稱《行動計劃》），突出強調以構建工業(yè)元宇宙、賦能制造業(yè)為主要目標，大力探索虛實互促的制造業(yè)創(chuàng)新變革，在工業(yè)關鍵流程的元宇宙化改造、重點行業(yè)工業(yè)元宇宙布局、探索工業(yè)元宇宙創(chuàng)新應用模式三個方向發(fā)力。

清華大學新聞學院元宇宙文化實驗室主任沈陽認為，《行動計劃》重點強調工業(yè)元宇宙，是對未來工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展趨勢的前瞻性規(guī)劃。他分析指出，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國已成為世界第一制造大國，且工業(yè)體系完整、門類齊全。大力發(fā)展工業(yè)元宇宙，一方面可以加快推動傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級，提升“中國制造”在全球市場的影響力和話語權；另一方面，從物質生產(chǎn)端看，工業(yè)元宇宙也是電商元宇宙等元宇宙類型的源頭和基礎，其快速發(fā)展有助于構建起完整的元宇宙產(chǎn)業(yè)鏈。

一直以來，元宇宙的概念范疇都比較寬泛，好像什么都可以做。而本次《行動計劃》重點聚焦以工業(yè)元宇宙為代表的垂直行業(yè)，為產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展提供了清晰的方向和策略。”亮風臺品牌公關總監(jiān)陳西瑞向記者表示，我國工業(yè)正處于轉型升級和創(chuàng)新發(fā)展的重要階段，亟須新一代信息技術賦能。而元宇宙技術與工業(yè)結合度非常高，覆蓋了從研發(fā)、制造、售后到管理的全流程，應用空間廣闊。“《行動計劃》的出臺恰逢其時，相信元宇宙產(chǎn)業(yè)將迎來一個‘脫虛向實’的新發(fā)展階段。”陳西瑞說。

工業(yè)元宇宙關注解決“實際問題”

在寶鋼，利用AR技術進行現(xiàn)場輔助AR巡點檢、設備故障診斷已經(jīng)得到廣泛應用。在陳西瑞看來，鋼鐵行業(yè)有著工業(yè)制造領域豐富的應用場景，同時對信息化、智能化有迫切的需求。“在設備運維、設備故障診斷、培訓等場景下，鋼鐵行業(yè)面臨的問題在于已有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)據(jù)業(yè)務平臺尚無法滿足復雜的設備、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通與現(xiàn)場處置需求，運維模式亟須從‘以人為核心’的設備管理方式，轉變?yōu)?lsquo;以數(shù)據(jù)為核心’。”陳西瑞指出。

為此，寶鋼生產(chǎn)基地的熱軋產(chǎn)線上配備了AR智能巡點檢系統(tǒng)和工業(yè)級AR智能眼鏡。該系統(tǒng)以工業(yè)工程為基礎，將點巡檢作業(yè)進行細化，巡檢人員佩戴AR智能眼鏡，掃描生產(chǎn)設備識別碼，在視野前方就能獲得環(huán)境數(shù)據(jù)、維修履歷、操作手順、故障記錄、圖檔履歷、備件信息等相關設備或產(chǎn)線信息，再通過語音輸入傳輸給管理端工程師。這樣一來，管理工程師就可以在實時畫面中標注異常點，推送回一線人員視野前方，完成人、（現(xiàn)）場、數(shù)（字）的融合。此外，AR智能眼鏡還可顯示設備構造、設備三維模型圖、巡檢標準、巡檢路線等信息，即使是缺乏經(jīng)驗的新人，也可以輕松地完成巡檢。

“我們點檢員就好比現(xiàn)場設備的健康管家，每天都要巡視。有了AR點檢，原來每天要花費兩個小時，現(xiàn)在僅需半個小時。”寶鋼德盛5G智慧鋼鐵項目負責人陳國龍介紹，以往存在設備巡檢單記錄效率低、紙質巡檢易丟失、記錄耗時長等問題，AR智能設備的應用將巡檢全程可視化、智能化，從而減少人為失誤。

除了設備故障檢修、生產(chǎn)現(xiàn)場檢測外，虛擬現(xiàn)實技術還在遠程設備操控、協(xié)同研發(fā)設計、機器視覺質檢、柔性輔助裝配、廠區(qū)智能物流、無人智能巡檢等場景中實現(xiàn)初步應用，勾勒出工業(yè)元宇宙的雛形。

在工業(yè)仿真驗證應用中，虛擬現(xiàn)實技術可以從組件庫中構建虛擬原型來進行仿生制品的設計驗證。比如，在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中對車輛、飛機和建筑物等原型的行為進行測試，進一步縮短產(chǎn)品制造周期。

在物流與供應鏈管理方面，通過網(wǎng)絡服務連通世界各地的物流中心與工廠，實現(xiàn)供應鏈與物流信息的同步，隨后建立包括物流環(huán)境、設備、貨物種類、數(shù)量等要素的全環(huán)節(jié)模型，計算時間、效率及經(jīng)濟性，生成智慧化揀貨與排單策略，以快速面對、彈性適應每天不斷變化的訂單需求。根據(jù)集邦咨詢預測，到2025年，工業(yè)元宇宙將催動全球智能制造市場規(guī)模突破5400億美元，2021至2025年，年復合增長率或高達15.35%。

工業(yè)元宇宙賦能“千行百業(yè)”

除了鋼鐵行業(yè)，虛擬現(xiàn)實及元宇宙技術在航空航天、交通運輸、石油化工、汽車制造、醫(yī)療等領域的應用場景也在不斷拓展。

“每個行業(yè)的應用場景不同，技術上也有不同的要求。”上述專家表示。例如，危化品行業(yè)作業(yè)環(huán)境非常危險，所以需要產(chǎn)品設備具有防爆、防水、防腐蝕等多個防護等級；醫(yī)療行業(yè)因為作業(yè)環(huán)境復雜，產(chǎn)品不能給醫(yī)護人員增加負擔，所以在產(chǎn)品的輕量化上需要有更多的考量。此外，元宇宙在工業(yè)領域的消費利用，需要更強大的軟硬件支持，例如更強大的算力平臺、展示技術、網(wǎng)絡信息通信技術。

此外，工業(yè)元宇宙發(fā)展還面臨四大問題：一是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲與處理能力以及數(shù)據(jù)標準的統(tǒng)一性還未實現(xiàn)；二是現(xiàn)有基礎設施與技術在某些方面還不能滿足工業(yè)元宇宙的高要求；三是跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨企業(yè)、跨部門兼容適用的工業(yè)元宇宙系統(tǒng)仍未建立；四是數(shù)據(jù)傳輸過程中面臨數(shù)據(jù)丟失和網(wǎng)絡攻擊的問題，數(shù)據(jù)存儲環(huán)節(jié)則易引發(fā)數(shù)據(jù)泄密風險。

杭州靈伴科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人向文杰認為，工業(yè)元宇宙的實現(xiàn)離不開感知、理解、協(xié)調、展現(xiàn)四大要素。它們除了要通過AI能力和AR交互來實現(xiàn)，還要充分考慮包括數(shù)據(jù)、信息、決策數(shù)字資產(chǎn)的因素。“簡單來說，遠程協(xié)作是一個成熟的市場，但是要實現(xiàn)生產(chǎn)、服務、全鏈路結合，就還有很長的路要走。”向文杰說道，“現(xiàn)在市場上大部分人更愿意講現(xiàn)實世界和虛擬世界的融合，做數(shù)字孿生的生態(tài)。但是對于工廠的一線工人來說，數(shù)字孿生仍具有距離感。我們認為從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向工業(yè)元宇宙的過程中，人是核心價值。未來希望能夠借用AR能力武裝更多一線工人，提高工人的工作效率，讓協(xié)同更高效，讓工作更簡單。”