最具影响力的经济成果的定义和要求

Gartner 将 Metaverse 定义为“由虚拟增强的物理和数字现实融合创建的集体虚拟开放空间。它在物理上是持久的，并提供增强的沉浸式体验。” IDC 将元宇宙定义为当今互联网的演变，它利用移动设备、增强和虚拟现实耳机以及下一代网络来创造具有强烈存在感的持久和持续的用户体验。

两者都不准确。然而，两者都没有准确地描述虚拟世界的深度、规模和潜力，超越其当前、新生的形式或超越人类基本娱乐的价值，作为解决世界上一些最紧迫、最复杂问题的方法。

事实上，元宇宙代表了一个巨大的范式转变，它有望重新定义我们如何通过技术解决问题。应用其概念的最早和最大的机会在于行业，领先的组织已经在利用元宇宙的构建块——无论他们是否知道——部署数字孪生，有朝一日将形成包含整个系统的系统虚拟世界。

这是涵盖工业元界和数字孪生技术、应用、当前行业活动和标准潜力的系列文章中的第一篇。我们鼓励您关注本系列、发表评论并提出问题。参与和协作是至关重要的，因为我们开始着手可能是技术史上最重要的转折点。

变革势在必行

人类已经走过了漫长的道路。自互联网发明以来，我们的全球社会取得了巨大的经济和社会进步。我们可以通过单击按钮从字面上了解任何事情。我们每平方英亩可以养活更多的人，治愈更多的疾病，在一天内环游世界，并在家中与世界任何地方的任何人交流。

与这些令人印象深刻的进步形成鲜明对比的是，人们意识到发生了多少浪费。IBM 全球企业咨询服务部 2010 年的一份执行报告 指出，世界上超过 50% 的食品供应从未提供给消费者。每年 35% 的用水都因农业管理不善而浪费。每年产生的电力中有 25% 从未被消耗掉。仅美国的道路拥堵和糟糕的基础设施路线问题每年就浪费了足够的原油来满足德国和荷兰两年的全部需求。

到目前为止，给定领域（例如基础设施）的进步是在其自身背景下设计、部署和推进每个系统的结果——几乎没有考虑该系统如何作为我们全球的一部分进行交互社会。今天的挑战——充足的食物、清洁的水供应、能源短缺、气候变化——无法通过同样的孤立方法来解决。这些挑战受到许多系统和行业的影响，需要在单个系统中进行不止一次的改进。

新的思维方式对于解决这些挑战至关重要。

系统方法系统

IBM 报告将我们的世界视为一个复杂的“系统系统”，每个系统都以各种方式与其他系统交互。总的来说，这个系统系统构成了我们国内生产总值 （GDP） 的 100%。

IBM 报告得出的结论是，这些系统不仅相互关联，而且相互高度依赖。低效率不仅存在于每个系统内部，还存在于这些系统的相互关系中。

多年来，我们一直在提高效率并消除系统中的废物。但是，当在一个系统中定义目标和目的时，它可能会导致其他相关系统的效率低下，从而导致浪费的总体净增加。

例如，如果两个非竞争制造商在美国彼此靠近，并且每个都优化了自己的物流系统以将产品运送到海外，那么运送这些产品的运输系统反过来可能会在未使用的情况下运行次优容量。

如果这些跨域的物流系统具备连接和共享信息的能力，它们就可以共享相同的运输服务，从而提高整体运力利用率，进而减少油耗、污染和交通拥堵，同时降低自身的运输成本——为所有利益相关者带来积极成果。

挑战不仅仅是技术或后勤问题。这个例子说明了我们最大的挑战是克服我们目前的经营理念。我们被编程为在我们的领域内以最高效率实现短期目标，而不考虑更大的后果。

我们今天面临的挑战无法通过继续在企业或系统级别进行优化来解决——只有通过跨所有系统进行全面、协调和持续的努力才能解决这些挑战。

利用元宇宙

元节代表了一个通过采用系统系统方法来解决复杂问题的机会。虚拟世界中每个系统的目标都可以与提高整体效率和可负担性以及从全球角度减少浪费有关。单个系统内的积极或消极变化与对系统系统的整体影响相平衡。

这是我们解决受许多相关系统影响的复杂问题的唯一方法。

本系列侧重于元界的工业和经济方面，以及使用元界和数字孪生技术如何帮助建模和完善系统，评估对其他系统的相关影响，并预测对全球系统的整体影响。

当然，实现这一点的唯一方法是，如果这些系统能够在域内和跨域相互操作。

系统互操作性的七项原则

幸运的是，组织已经开始朝着这些目标努力。例如，数字孪生联盟采用了系统系统方法，并通过基于以下关键概念定义“系统互操作性框架”奠定了重要基础：

以系统为中心的设计。 将产品和应用程序设计为系统类型可以简化它们实时连接和交互的能力，从而形成系统的动态系统。

通用元模型。 当所有系统共享一个用于封装功能、用途和接口的通用元模型时，它们就具有内在的互操作性。

整体信息流。 用于整体理解和最佳决策的信息可以来自多个领域，并且必须在多个领域共享和理解。

有状态的交互。每个系统的状态代表信息，状态的变化反映在系统之间交换的信息中。

联合存储库。 信息必须持续存在并在需要进行最佳决策时进行复制，并且不限于集中存储库。

可操作的信息。 共享信息必须是上下文相关的、可信的、有弹性的和读取优化的，以便对系统之间的状态变化做出及时和适当的反应。

可扩展机制。嵌入在每个系统中的通用互操作性机制必须设计简单，以便从两个系统之间的单一连接和交互扩展到复杂的全球生态系统中分布式、自治和异构系统的动态联盟。

该框架的一个关键目标是帮助统一高价值、多供应商服务的新生生态系统，这些服务可以无缝地插入到多维、可互操作的系统系统中。更具体地说，它为构建可互操作的数字双胞胎的交互式生态系统奠定了基础。

让这些全球系统中的所有利益相关者达成共识，首先要使用通用术语并就基本原则达成一致。不小的任务，但联盟的系统互操作性框架代表了使系统的系统思维成为现实的分水岭时刻。

所有贡献者在元宇宙中理解和构建可互操作的双胞胎将允许组合优化的协作系统，这些系统可以以积极的方式改变世界，而无需基于未经证实的假设盲目地实施善意的系统。

前所未有的机会

展望未来，我们对成功的定义不能只是系统组件的缩影。我们都必须改变我们的心态——短期思维和孤立的优化不能决定我们的未来。对提议的系统优化及其对其他系统的正面或负面影响的分析必须在我们心中根深蒂固。我们必须利用工业虚拟世界和可互操作的数字双胞胎来为最棘手的世界问题实现突破性解决方案。

工业虚拟世界代表了历史上最大的范式转变。采用者有机会推动我们的世界向前发展，否则最终将面临灭绝的风险。

作者：Curt Schwaderer，Brandon Lewis

审核编辑：郭婷