行业研究 | 宝马集团在工业元宇宙汽车制造行业的应用示例
文 | 小资
栏目｜米塔之家.行业研究
图片来源 ｜网络
在工业智能制造领域，汽车行业的制造水平一直走在工业技术前沿，工厂智能化相对成熟，因此也更容易实现工业元宇宙。
工业元宇宙能够整合整个汽车工厂业务流程、工厂空间、汽车生产过程，把资产、产品、流程、组织和人员等实体虚拟化表示。为汽车生产制造带来了新的作业思路，借助元宇宙平台搭建一个数字仿生工厂，深度模拟整个汽车制造过程。
目前元宇宙在汽车行业的应用既有工业元宇宙的应用，也有消费元宇宙的应用。本文重点从工业元宇宙的视角说明在汽车行业的应用，以宝马汽车集团为案例。
汽车产品全生命周期不同阶段，工业元宇宙的应用有一些通用性，包括：
01. 设计：
在工业元宇宙里，在全球的汽车设计师，在设计阶段通过工业元宇宙实现多个专家共同参与设计，通过VR设备针对同一细节实现多人协作；
02. 验证：
全球疫情背景下，远程协作逐渐成为趋势，测试员工借助XR眼镜解放双手，在虚拟场景中进行沉浸式验证，完成验证工作；
03. 生产：
实现数字孪生工厂，虚拟生产和工厂实际生产同步进行，对整个生产过程全面掌控，工厂能够及时定位和解决问题。在未来的汽车工业元宇宙里，可通过虚拟数字员工或机器人实现安全生产，根据指令在设定时间开展生产任务，把人、时间、空间完全解耦，实现按需、自动、自由生产。上下游各参与方按照各自角色自动化生产，多方通过区块链实现信息传递和职责分工，在闲置工厂可租赁给忙线工厂。物理工厂是有边界的，虚拟工厂的生产能力可无线扩大；
04. 销售：
销售阶段会综合应用到工业元宇宙和消费元宇宙的模式。工业元宇宙的应用场景主要在于可以三维呈现和解构汽车产品，在用户的全生命周期，创造用户和虚拟车、实体车之间的互动新模式，比如通过VR/AR装备在元宇宙内通过三维模拟仿真的汽车直观的进行便捷比较，拆卸并查看汽车中复杂结构，实现多人在一个虚拟空间内在线选车。在汽车试驾元宇宙内，通过IoT传感器模拟不同的试驾场景，包括不同路况、天气环境等类真实场景，进行试驾体验车的性能。消费元宇宙可以采用比如虚拟展厅、NFT礼物、互动游戏等方式，创造用户的新体验；
05. 服务：
车主可以和原厂家、4S店、第三方维修服务机构在元宇宙空间里，通过可以解构的虚拟汽车产品，实现车辆维修保养的沟通协商，故障判断等。第三方保险公司，可与车主在虚拟空间内沟通保险事宜。服务各方可通过区块链技术实现各环节的信息确认与协同，避免发生纠纷。
下图是汽车行业当前元宇宙应用总体情况，包括工业元宇宙和消费元宇宙。
图片来源：《德勤工业元宇宙在能源及汽车行业应用示例》
德勤通过对全球（包括中国）12个汽车品牌的元宇宙应用分析，总结出了四个特点：
1、从元宇宙应用模式看，应用最多的是虚拟产品，其次是NFT和虚拟空间。虚拟产品以VR/AR为基础的虚拟场景应用，比如VR试乘试驾、AR虚拟看车、AR远程专家协助等汽车元宇宙应用场景。紧随其后的流行场景分别是NFT和虚拟空间。
2、从汽车价值链角度来看，元宇宙场景应用最多的环节是市场营销，这一点在中国汽车市场尤为明显。中国汽车企业尤其是造车新势力企业在市场营销环节的发力居多。
3、在汽车研发和制造环节的元宇宙场景应用主要以外资（合资）企业居多，且主要以来自欧洲和美国品牌居多。
4、无论中国还是全球汽车市场，都还没有形成完整的端到端的元宇宙营销解决方案，大部分都是局部场景的尝试。部分案例可查看米塔之家相关推文：
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本文重点是工业元宇宙在汽车制造行业的应用案例，即上述特征中的第三点。
2021年4月，德国高档汽车制造商宝马集团宣布和英伟达公司共同利用Omniverse平台去规划高度复杂的宝马制造系统 – 宝马虚拟工厂。
宝马集团的每条工厂生产线可以生产多达十种不同的汽车，每种汽车有100多种选项。因此，40多种车型共有超过2,100种可能的配置，该企业每年生产的250万辆汽车中有99%有定制需求。宝马所需应对的挑战不只是各工厂之间的协调，还有如何共享从不同来源导入的数据。
虚拟工厂平台整合了一系列规划数据和应用，并实现了实时协作和无限制的兼容性。宝马集团希望通过虚拟工厂平台提高单一工厂的生产规划效率，并进一步能够协调全球31座工厂的生产。（数据来源于某芯片巨头企业解决方案官网）
图片来源：《德勤工业元宇宙在能源及汽车行业应用示例》
• 应用功能说明：
首先，工业元宇宙平台能将所有相关生产和运营数据进行实时收集、整理及整合，这种易用性和透明性将使规划人员和生产专家能够更快速、更准确地规划高度复杂的生产系统，而不会出现接口损失或兼容性问题。
其次，从各种设计软件导入设计数据到该工业元宇宙平台，设计数据包含CATIA、Bently等3D模型数据，导入数据后进行虚拟工厂建设，高度还原现实，在设计阶段可以体验建立后的真实工厂样子，可以基于模型进行优化设计。
第三，借助工业元宇宙技术平台的3D 应用和用户间实时协作能力，进行工位的人机工程优化仿真，最大化满足人机工程学中的舒适度要求。最后，基于工业元宇宙平台强大的GPU渲染能力，对仿真数据可视化。
• 工业元宇宙技术平台：
选用Omniverse平台，由5个关键部分组成：Nucleus、Connect、Kit、Simulation和RTXRenderer。这些组件与连接的第三方数字内容创建（DCC）工具以及附加的连接的Omniverse微服务一起构成了完整的Omniverse生态系统。
未来，规划人员和生产专家可以利用虚拟工厂平台云基础设施中同步的实时数据进行协作，将全球所有工厂的数据、物料、生产等进行统筹协调安排。如下图：
图片来源：《德勤工业元宇宙在能源及汽车行业应用示例》
企业可以与供应商讨论新生产系统的集成，整合结构和设施数据，以及生产中材料的项目和零件编号。此外，该工业元宇宙平台还可以用于物流规划，提供从规划到生产的数据一致性。
宝马集团的生产规划人员将能够通过可扩展的能力，对全球生产网络中每个工厂的整个规划生命周期进行可视化。
应用价值：
工业元宇宙平台给宝马集团带来的价值包括：
1、对宝马集团工厂庞大和错综复杂的数据提供实时的整合和兼容能力，涵盖整座工厂模型中的所有元素，例如工人、机器人、建筑物，以及在执行虚拟工厂规划、自主机器人、预测性维护和大数据分析等模拟任务中的装配零件；
2、缩短生产规划时间、提高灵活性和精确度，并有望帮助宝马集团能够比以往更加精准、高效地对新车进行定制；
3、统筹协调全球的生产系统安排，包括物料、配件、整车等；据数据评估，该工业元宇宙平台能显著提升宝马集团的生产规划效率。
综合而言，工业元宇宙汽车制造行业未来市场空间巨大，是互联网发展到一定阶段后的大势所趋。当前处于元宇宙发展的早期，对车企而言，重要的是理清元宇宙的价值点和不同应用模式的特点，与车企自身发展相结合，前瞻性、创新性的进行探索和尝试，积累经验，为未来竞争做充分准备。
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