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工業(yè)元宇宙在能源及汽車行業(yè)應(yīng)用示例

上海2022年11月2日 /美通社/ -- 元宇宙概念自問世以來激發(fā)了人們無限想象和熱議。其中,以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造為基礎(chǔ)的工業(yè)元宇宙具有廣闊的前景。根據(jù)TrendForce集邦咨詢的預(yù)測,工業(yè)元宇宙將催動全球智能制造市場規(guī)模于2025年達5400億美元;國外某知名研究機構(gòu)報告亦表明,在未來十年后,元宇宙、區(qū)塊鏈和4D打印技術(shù)將在工業(yè)進行廣泛應(yīng)用。

為了助力企業(yè)順利"飛向"工業(yè)元宇宙,德勤在推出《元宇宙綜觀 -- 愿景、技術(shù)和應(yīng)對》白皮書之后,又基于德勤方法論和對元宇宙及智能制造的洞察,探討工業(yè)元宇宙的特點、技術(shù)和價值體系,給出元宇宙在工業(yè)場景應(yīng)用的通用分析方法,并以能源和汽車行業(yè)為例,描述工業(yè)元宇宙的典型應(yīng)用場景。目前的應(yīng)用比起工業(yè)元宇宙能實現(xiàn)的長遠價值點雖然還有很大差距,但通過本文描述的通用分析方法,結(jié)合現(xiàn)有的案例,企業(yè)可以舉一反三,創(chuàng)新性地開發(fā)更多的工業(yè)元宇宙應(yīng)用場景,從而在這個數(shù)字化、人工智能、元宇宙混疊的時代,開創(chuàng)企業(yè)的新局面。

以下為該白皮書摘編。

一、發(fā)展契機

工業(yè)元宇宙的發(fā)展一方面得到我國政府高層的高度關(guān)注。例如,中紀委網(wǎng)站曾在 2021 年 12 月刊文《元宇宙如何改寫人類生活》,表示多重因素將促使元宇宙從概念走向流行,可為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等帶來發(fā)展機遇。但另一方面,工業(yè)元宇宙無論是理論、技術(shù),還是產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施都不成熟。例如元宇宙在網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、底層圖形技術(shù)的算力、圖形引擎開發(fā)及場景創(chuàng)新、虛擬世界與現(xiàn)實世界的協(xié)同等方面都面臨很大技術(shù)限制。并且,工業(yè)元宇宙依托于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,雖具備一定基礎(chǔ),但實時性、交互感、沉浸感和真實感并不好,最重要的是目前智能制造過程孿生化的核心業(yè)務(wù)內(nèi)容和應(yīng)用相對比較少。

這個局面對廣大工業(yè)企業(yè)、特別是希望借助新興技術(shù)和商業(yè)模式實現(xiàn)飛躍的企業(yè),是個良好的契機。企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住工業(yè)元宇宙技術(shù)探索和場景創(chuàng)新的這個窗口期,結(jié)合工業(yè)制造現(xiàn)狀,選擇適合元宇宙化的場景,進行探索和創(chuàng)新嘗試,持續(xù)加強技術(shù)及行業(yè)經(jīng)驗積累,早日在新世界搶占制高點。

二、內(nèi)涵與特性

工業(yè)元宇宙目前尚無統(tǒng)一定義,我們看來,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支撐體系形成的工業(yè)元宇宙,是工業(yè)元宇宙技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)。工業(yè)元宇宙通過打造與現(xiàn)實工業(yè)經(jīng)濟映射和交互的虛擬世界,構(gòu)建起工業(yè)產(chǎn)品全生命周期的虛實共生、企業(yè)和消費者智能高效閉環(huán)下的全息智能制造、智能經(jīng)濟體系,從而推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向更有效落地、更虛實融合的階段。

工業(yè)元宇宙是由一個復(fù)雜的多主體互動而形成的系統(tǒng),它主要具備如下六大核心特性:   

  • 虛擬生產(chǎn):工業(yè)元宇宙中,虛擬生產(chǎn)是孿生現(xiàn)實生產(chǎn)線,實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)提前驗證現(xiàn)實生產(chǎn),減少試錯成本;
  • 自主創(chuàng)造:各生產(chǎn)參與方都可根據(jù)各自領(lǐng)域經(jīng)驗優(yōu)勢利用預(yù)定好的成熟模型或工具實現(xiàn)自主發(fā)明創(chuàng)造并獲得相應(yīng)權(quán)益,實現(xiàn)共創(chuàng)機制;
  • 沉浸體驗:在虛擬工廠中,沉浸式體驗產(chǎn)品功能、性能和質(zhì)量,在購買之前就深入了解產(chǎn)品情況;
  • 交互與共同參與:設(shè)計相關(guān)方共同參與設(shè)計,貢獻經(jīng)驗和思路,實現(xiàn)理念的交互,實現(xiàn)最先進的理念、最優(yōu)的設(shè)計,發(fā)現(xiàn)問題快速迭代;
  • 共識機制:通過共識機制和智能合約機制實現(xiàn)生產(chǎn)標準化,避免規(guī)格不統(tǒng)一;并實現(xiàn)最大限度的商務(wù)自主化,形成商務(wù)上優(yōu)勢互補;
  • 協(xié)同合作:上下游產(chǎn)業(yè)鏈在元宇宙中實現(xiàn)無縫協(xié)作,形成供應(yīng)鏈元宇宙化,直觀并直接共享上下游信息,形成供應(yīng)鏈一體化;特別是用戶、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的四方協(xié)同。

支撐工業(yè)元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)主要包括數(shù)字孿生技術(shù)、虛擬化技術(shù)、AI技術(shù)、區(qū)塊鏈、計算機圖形技術(shù)和算力技術(shù)。

三、工業(yè)元宇宙應(yīng)用通用分析方法

工業(yè)元宇宙涉及諸多行業(yè),如汽車、能源、鋼鐵、機械裝備、電子制造等多個行業(yè)。行業(yè)和場景眾多,但可以采用相近的方式進行分析,即產(chǎn)品全生命周期和元宇宙模式應(yīng)用結(jié)合的方法。

一個維度是以產(chǎn)品全生命周期視角解構(gòu)企業(yè)經(jīng)營管理場景;另一個維度是將元宇宙的具體應(yīng)用模式(通常也是技術(shù)模式,比如虛擬呈現(xiàn)、數(shù)字孿生等)對應(yīng)到產(chǎn)品的不同階段,包括設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、維護和服務(wù)等,看各種模式如何為各種工業(yè)場景帶來體驗、效率、成本、質(zhì)量、安全等方面的價值提升,構(gòu)成工業(yè)元宇宙的總體分析框架(如下圖所示)。這個方法的邏輯也是適用于消費元宇宙,只是在消費元宇宙中,是以消費者全生命周期為視角。

圖片來源:德勤管理咨詢
圖片來源:德勤管理咨詢

四、應(yīng)用示例

本文選取能源和汽車行業(yè)作為工業(yè)元宇宙應(yīng)用的示例。

在工業(yè)智能制造領(lǐng)域,汽車行業(yè)一直走在工業(yè)技術(shù)前沿,工廠智能化相對成熟,因此也更容易實現(xiàn)工業(yè)元宇宙。工業(yè)元宇宙能夠整合整個汽車工廠業(yè)務(wù)流程、工廠空間、汽車生產(chǎn)過程,把資產(chǎn)、產(chǎn)品、流程、組織和人員等實體虛擬化表示,可實現(xiàn)實時3D設(shè)計協(xié)作、虛擬員工安全生產(chǎn)、智能化庫存、沉浸體驗式營銷,有望開拓全新商業(yè)模式。

通過對全球12家汽車企業(yè)的元宇宙應(yīng)用分析,我們看到元宇宙的應(yīng)用模式,中國企業(yè)更多集中在虛擬產(chǎn)品和虛擬空間的應(yīng)用;在汽車研發(fā)和制造環(huán)節(jié)的元宇宙場景應(yīng)用主要以外資(合資)企業(yè)居多,且主要以來自歐洲和美國品牌居多。整體而言,并沒有形成完整的端到端的元宇宙解決方案,大部分都是局部場景的嘗試。

下圖是汽車行業(yè)元宇宙應(yīng)用總體情況,顏色深淺反映當(dāng)前應(yīng)用程度的多少,包括工業(yè)元宇宙和消費元宇宙。

圖片來源:德勤管理咨詢
圖片來源:德勤管理咨詢

能源行業(yè)的通用特征包括重資產(chǎn)、重設(shè)備、重運營、安全生產(chǎn)等,基礎(chǔ)能源物質(zhì)還具有金融屬性。能源行業(yè)經(jīng)營管理的重要目標之一是如何提高資產(chǎn)利用率、生產(chǎn)運營效率,以及安全生產(chǎn)水平。在能源行業(yè),通過元宇宙的數(shù)字孿生相關(guān)技術(shù),可對歷史數(shù)據(jù)進行挖掘,從大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中獲取有效的、潛在有價值的信息;通過3D建模和數(shù)字孿生發(fā)現(xiàn)潛在的能源資源,結(jié)合專家經(jīng)驗進行決策,為專家工作提供遠程支持;通過3D可視技術(shù),配合XR終端,使操作員基于友善的交互界面對完整的能源制造流程進行3D可視控制,同時確保遠程專家可以和現(xiàn)場進行交流和互動,對現(xiàn)場情況進行指導(dǎo)、優(yōu)化和輔助決策。數(shù)字孿生和虛擬空間技術(shù)特別適用于解決能源行業(yè)在上游能源獲取階段野外開采、海上勘探等面臨的生產(chǎn)安全問題。本白皮書分析了三個案例:能源集團A的智能礦山、能源集團B的虛擬工廠,以及能源集團C 將AR應(yīng)用于智能巡檢和遠程指導(dǎo)的案例。

五、伙伴選擇

在工業(yè)元宇宙的發(fā)展的大背景下,各廠家也紛紛基于之前的技術(shù)和行業(yè)經(jīng)驗積累,開展數(shù)字孿生、虛擬工廠等相關(guān)業(yè)務(wù)探索(部分具有代表性的廠家如下所示)。而對工業(yè)企業(yè)而言,能否甄選出合適的技術(shù)平臺伙伴也是向工業(yè)元宇宙轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之一。

圖片來源:德勤管理咨詢
圖片來源:德勤管理咨詢

 

德勤管理咨詢以咨詢規(guī)劃及數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力為依托,與不同技術(shù)平臺方配合,可幫助客戶從戰(zhàn)略、整體解決方案把控的視角幫助客戶推進工業(yè)元宇宙項目,實現(xiàn)元宇宙戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)規(guī)劃、技術(shù)體系規(guī)劃、能力體系建設(shè)、營銷體系規(guī)劃和建設(shè)等內(nèi)容,助力企業(yè)更快的將工業(yè)元宇宙的新技術(shù)、新模式應(yīng)用到自身的場景。

德勤元宇宙服務(wù)能力示意圖

綜合而言,工業(yè)元宇宙未來市場空間巨大,也是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段后的大勢所趨,各企業(yè)要根據(jù)不同工廠的實際情況、能力和水平,量體裁衣,有針對性地嘗試工業(yè)宇宙,積累經(jīng)驗,為未來競爭做充分準備,共同促進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。

消息來源:德勤管理咨詢(上海)有限公司
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