工业元宇宙：操作技术的游戏规则改变者
企业如何释放工业元宇宙的全部潜力。
即使技术人员试图想象元宇宙将为企业和消费者带来什么，但工业元宇宙已经在改变人们设计、制造和与跨行业物理实体互动的方式。
“工业元宇宙结合了工业应用的物理-数字融合和人类增强，并包含人们可以控制、通信和互动的物理工业环境、系统、资产和空间的数字表示。”
Thierry Klein，诺基亚贝尔实验室解决方案研究总裁
虽然定义比比皆是，工业元宇宙将如何充分展开还有待观察，但数字孪生越来越被视为其关键应用之一。数字孪生用于从规划新城市时创建生态系统到制造流程的迭代，于2002年首次提出，后来当第四次工业革命（工业4.0）加速了跨行业的自动化和数字化时，数字孪生成为一项至关重要的技术。
简而言之，数字孪生是用于预测物理实体在整个生命周期中表现的产品或过程的虚拟复制品。例如，在建造物理设施之前，宝马在巴伐利亚州创建了一家生产工厂的虚拟双胞胎。波音公司正在使用数字孪生开发模型来设计其飞机。“虚拟新加坡”是政府为支持其决策和测试新技术而创建的东南亚国家的数字代表。围绕数字孪生的日益增长的嗡嗡声正在激发人们对工业元宇宙的期望。
“市场机会很大，进入这个特定空间的投资资本数量非常非常重要。”
Raghav Sahgal，诺基亚云和网络服务业务总裁
据ABI Research称，到2025年，随着组织使用人工智能（AI）、机器学习、边缘计算和扩展现实等工业4.0工具来加速数字化转型，工业数字孪生、模拟和工业扩展现实的收入将达到227.73亿美元。
工业元宇宙市场的潜力
专家表示，成熟的技术的融合正在推动工业元宇宙的增长。根据Sahgal的说法，其中最重要的是5G。“这真的是该行业的一个很大的拐点，”他说。正如他所解释的，“5G创造了有趣的新能力矢量”，可以实现更低的延迟（延迟）和更精确的数据交换，两者都是推动元宇宙应用程序的关键。
超越孪生：操作洞察力
创造数字孪生只是工业元宇宙的众多优势之一。Klein说，工业元宇宙可以“通过创建工厂、机场、货运终端或城市等整个系统的数字孪生，而不仅仅是我们迄今为止看到的单个机器或设备的数字孪生，从而实现更大的规模，复杂性越来越高。”他指出，诺基亚贝尔实验室与室内垂直农业公司AeroFarms的技术伙伴关系始于2020年，这是如何利用工业元宇宙的沉浸式现实、传感和机器学习能力来获得运营洞察力的一个例子。“这是一个早期的例子，”他指出，“你可以看到一些关键的技术元素是如何开发的，以构建一个全面的元宇宙。”
通过将其基于人工智能的自主无人机控制解决方案和先进的机器学习能力与机器视觉工具相结合，诺基亚贝尔实验室创造了一种可以跟踪数百万工厂生长的技术。Klein说：“我们已经开发了一个完全自主的无人机解决方案，多架无人机飞过这个农场。”这使农场能够监控其植物的高度和颜色等细节，发现生长不良地区，并预测产量。
Klein说：“我们实际上建造了一个完整的农场数字双胞胎，让种植者实时了解整个农场的整个生产。”通过数据分析，农场可以优化其水、能源和营养消耗；加快故障排除；提高产量预测的准确性；并保持始终如一的高质量。
多方利益相关者合作
Klein说，工业元宇宙还可以支持远程协作和优化流程。用户可以利用其作为动态、多利益相关者生态系统的能力，使用智能分析来处理数据集，并更深入地了解问题。诺基亚与Taqtile的合作就是一个例子。
这些公司于2021年携手提供增强现实培训和工作指导平台，该平台利用工业边缘云计算、物联网以及4G或5G网络，使用户能够与专家实时通信。Klein说：“这一切都归结为获得肉眼看不到的更多信息和更好的理解，让您更深入地了解这些信息的含义。”该平台使用户能够从复杂的数据中提取最有用的信息，使他们能够做出明智的决策，与周围的环境互动和控制环境，并回到协作设计。
然而，对于怀疑论者来说，工业元宇宙——及其所有被吹捧的可能性——听起来可能非常理想主义。Klein承认：“我们应该稍微冷却一下炒作，并采取务实的方法，通过利用物理-数字融合和人类增强的赋能技术来解决现实世界的问题。”
他把元宇宙比喻为20世纪90年代初的互联网。他说：“我认为元宇宙将相似，我们无法想象所有应用程序及其对我们个人和职业生活的影响。”“然而，已经有很多实际的例子，并且正在取得非常具体的进展。”尽管如此，Sahgal表示，某些障碍需要克服。这些包括可扩展性，这是元宇宙的最大挑战之一，这使得5G投资至关重要，因为元宇宙“在数据和视频消耗方面将非常巨大”。
元宇宙基础知识
对于关键任务的工业应用，元宇宙除了快速的网络速度外，还需要低延迟、大规模机器通信和高可靠性。边缘计算是另一个必备的，因为需要几乎零延迟——人们需要靠近用户的分散式本地边缘数据中心才能相互交互并使用设备访问元宇宙。
Sahgal说：“人们很难携带复杂、沉重的耳机。”“边缘计算将通过将大部分计算从设备卸载到边缘基础设施，实现更精简、更轻的头饰，同时提供卓越的速度和低延迟能力。没有边缘计算，就根本没有元宇宙。”
然而，进入元宇宙需要的不仅仅是复杂的设备——这需要一项协作努力。Sahgal说：“没有人会真正拥有或主宰元宇宙。”“各种应用程序、设备和其他东西都会汇集在一起。”为了促进这一点，将网络暴露为代码将是一个重要的基础。他解释说：“网络的功能被表示为应用程序开发社区的一段代码，他们可以将其嵌入到应用程序中，然后消耗这些功能。”“因此，网络变得非常容易被生态系统编程。”此外，软件即服务将帮助更多组织访问工业元宇宙，进而促进敏捷性和快速创新。
与此同时，Klein将构建元宇宙与正确选择块和接口进行比较，以各种方式连接它们。“想象一下，你买了一套乐高套装来建造一架模型飞机，”他解释说。“最初，你对建造那架飞机很满意，但过了一会儿，你很无聊，你想建造别的东西，比如一艘船、一辆汽车或一所房子。你如何构建符合你创意兴趣的不同的东西？这是您重复使用的原始乐高套装中相同的基础构建模块，但您以不同的方式将它们组合在一起。”
对于工业元宇宙，这些构建块是启用模块、应用程序和软件资产。Klein说：“您将以不同的方式将它们连接在一起，”“使用应用程序编程接口创建新的解决方案，以解决您的特定工业挑战，并匹配用例的业务逻辑。”由合作伙伴、技术和网络提供商、数据生产者和所有者以及应用程序开发人员组成的生态系统将为这些构建模块做出贡献。总的来说，它们促进了数字市场，并带来了前所未有的创新、创造力以及敏捷协作服务创造的新水平。
与任何创新技术一样，安全至关重要，特别是因为近年来网络攻击激增，犯罪分子使用人工智能、勒索软件即服务和深度伪造等日益复杂的技术。Sahgal说，网络安全在工业元宇宙中将变得更加重要：“这就是你处理非常关键任务数据的地方；如果这受到损害，它也可能对该特定行业产生巨大影响。”
保护人们的身份安全并保护虚拟协作中共享的数据也是不可或缺的，特别是在分散的利益相关者生态系统中，他们可能没有预先建立业务和相互关系。
根据诺基亚和Gartner Peer Insights的一项联合调查，最大比例的企业和通信服务提供商认为元宇宙将在10年内到来，各组织现在需要开始准备。
真正的潜力
虽然在全球范围内充分利用元宇宙之前，需要解决对性能、超可靠性和先进网络安全日益增长的需求，但专家表示，公司不应等待利用这一新技术浪潮。“它从意识开始，”Sahgal说。“承认这不再是一个实验了。”但意识也应该伴随着正确的技术——具有高带宽和超低延迟的智能、自主、云原生网络。工业还必须使其基础设施现代化，使其更开放，更容易参与工业元宇宙。
Sahgal和Klein都表示，他们相信工业元宇宙的早期用户将集中在某些行业，特别是那些涉及制造、物流和运输等实物资产的行业。医疗保健行业也可以从元宇宙应用中受益，特别是在远程医疗和机器人手术等途径。Sahgal说：“坦率地说，用例是无限的，因为你几乎可以将其应用于任何行业。”虽然关于元宇宙的许多内容仍然未知，但其无穷无尽的可能性似乎是唯一的确定性。
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