打好地基的工业元宇宙

电子发烧友网报道（文/周凯扬）虽说元宇宙的概念炒得火热，但要真说明确的应用场景，却仍是屈指可数。作为一项新兴技术，尚未成熟的软硬件和开发生态促成了这种局面也可以理解，可这并没有影响各大厂商开始布局的节奏。就拿新技术引进往往都要慢半拍的工业场景来说，近期在元宇宙上的动向也不少，甚至有不少厂商已经尝到了工业元宇宙带来的好处。

相对于我们日常的工业工作场景，元宇宙将虚拟环境托管至云端，用户可以与虚拟化身的方式进入，在其中创造数字化的机器与设备，完成真实世界与数字世界的协同工作。在工业元宇宙中，我们常常会创建机器、工厂、油井或管道的数字孪生，并让它们在功能模拟上对应现实世界中的实际事物。

统一的元宇宙生态

然而在构建元宇宙的过程中，不少资源都是可以重复利用的，但如果没有统一的标准就会带来不少多余的工作量。通用场景描述（USD）这个开源方案自皮克斯推出以来并没有引起太大的关注，然而在元宇宙概念逐渐被炒热后，大家发现USD完全可以作为未来开放元宇宙的载体，它也成了如今英伟达Omniverse平台的基石。

USD开发路线图 / 英伟达

除了英伟达外，Adobe、Autodesk和西门子等厂商也都纷纷押注USD，也为其准备多年的开发路线图，比如即将推出的国际字符支持，支持所有国家的开发者参与到元宇宙的建设中来。又或是对WGS-84坐标系的支持，对于未来创造城市级数字孪生或星球级数据孪生奠定基础。

英伟达的Omniverse平台接手了打造元宇宙数字孪生所需的渲染和物理工作，真实地呈现一个对应物理世界的虚拟数字化世界。与此同时，Omniverse还可以通过AI技术来打造合成数据，完成仿真，解决物理世界无法去验证的问题。

工业元宇宙下的工作流

当然了，英伟达Omniverse以及USD的存在只是搭建好了一个平台，并不能让元宇宙生态一夜之间雨后春笋般冒出来。如果没有开发和维护工业元宇宙环境的团队，一切也都是空想而已。无论是组建一个这样的团队还是外包，都需要极高的成本，这也就是为何目前只有少部分大型公司愿意跟进的原因。

就拿西门子来说，西门子不仅有专门的建模团队，而且他们Xcelerator方案本身就为其物联网硬件、软件和数字服务提供了数字孪生，而且还结合了机器、电气和软件三大层面，他们要做的一部分工作就是直接导入CAD模型即可。

而英伟达的Omniverse提供的是逼真的渲染能力和先进的AI能力，让Xcelerator的数字孪生不仅可以做到栩栩如生，也能实时运转。比如通风口和冷却塔的实现光纤和路径追踪渲染等等，又或是机械臂传送带经过训练后，在运行过程中可以提醒操作员，电机由于辊子润滑不佳而导致能耗过大，从而节省时间和维护成本。

宝马数字孪生工厂 / 宝马

另一大工业元宇宙的应用场景就是汽车行业，尽管汽车电动化减少了部件数目，为整个工厂建立数字孪生仍需要海量的工作，但很明显宝马不惧这样的挑战。宝马在去年就已经对其生产网络下的31家工厂完成了数字孪生工作，他们利用Omniverse的模型实时测试在虚幻引擎下的动画，在Omniverse中进行仿真和碰撞检测，在整个模拟环境中加载了300多台具备超高细节的宝马车型。

通过工业元宇宙的实现，宝马得以在检测节拍时间的同时将数据具象化，将工厂规划的效率提高了30%。对于目前产能变动较大的汽车产业来说，这种灵活的工厂配置和规划至关重要。而通过对整个工厂打造数字孪生，也为预测性维护和大数据分析提供了方便。

事实上，计划选择打入工业云宇宙市场的厂商远不止英伟达一家。知名远程控制软件开发商TeamViewer也开始在工业元宇宙上加码，在前年连续收购可穿戴计算方案厂商Ubimax和Upskill后，又在去年收购了3D可视化与MR公司Viscopic后。今年8月他们也宣布与西门子达成合作，共同实现工业元宇宙这一愿景。

他们的合作与英伟达有些不同，TeamViewer提供的是可穿戴AR工作流软件方案TeamViewer Frontline，通过平板和智能眼镜来完成工厂环境下的日常工作，而西门子打算将其运用到自己的产品生命周期管理软件Teamcenter中去。

可口可乐HBC配送中心/ Teamviewer

除了西门子以外，Teamviewer也早已和其他知名厂商达成合作，比如可口可乐旗下希腊的瓶装工厂就为其配送中心引入了Teamviewer的Frontline方案，借助RealWear的HMT-1 AR智能眼镜，工人可以快速知晓运输哪些物料、物料数量以及托盘位置等信息。

Teamviewer也与奥迪达成了合作，不过他们的思路与宝马并不一致，而是利用MR方案来更高效地训练新的员工。通过将虚拟的3D汽车模型导入，通过Teamviewer编辑器生成AR模型，奥迪得以在汽车实体上将每个需要检查的预置点对应，并通过微软的Hololense显示出来，即便在车身周围走动也能保持精准的定位，保证在尽可能短的时间内完成质量检查工作。

工业元宇宙是不是又一个没人跟进的泡沫

尽管在互联网产业高度发达的当下，仍有80%的劳动力不是整天坐在桌子前的，工业场景中这个比例就更高了。作为重复性工作繁多、需要更直观更简化工作流的环境，我们常说的数字化仅仅只发生在了机器上，而人机之间交互在数字化的进展上却陷入了停滞。工业元宇宙的出现改变了这一点，我们可以无需动手就能获取信息，还都是实时同步的数据。

从我们上面提到的一大部分案例来看，目前使用范围最为普及的还是作为仓储、能源行业的HMI，或是汽车行业的规划、组装和质量检查，以及机械臂、AGV的训练等。可如何搭建这样一个元宇宙环境仍是首要也最让人头疼的问题，不过英伟达、TeamViewer这样的厂商已经提供好了渲染、交互的方案；在建模上可以直接套用现有的CAD模型文件，抑或是借助当下激光雷达等精密传感器来辅助建模；至于操作硬件上，也有了一大批智能眼镜、扫描器乃至智能手表，来完成操作员与数字孪生的交互。

有了这些先决条件后，工业元宇宙的地基可以说已经打好了，但是否会采用这套方案还是取决于工厂或企业本身的意愿，从现在的成本要求来看确实没那么吸引人，但哪怕大家能改变对它的认知，就已经是相当大的进步了。就像以上提到的几个例子一样，前期仍处于雏形的工业元宇宙并不需要你让每个人都戴上AR眼镜，对整个工厂进行逼真的建模，而是只要用对在关键的流程工序上即可。