元宇宙应用场景和产业,元宇宙应用实例

  

  元宇宙元点学校是由著名经济学家朱家明教授指导并担任校长,由横琴数字经济研究院和国际共生战略产业联盟共同打造的未来元宇宙“黄埔军校”。学校专注于超宇宙和数字产业专业人才的培养和教育,为有识之士寻找进入超宇宙领域的金钥匙和方法。是元宇宙企业数字化转型和个人专业能力提升的最佳选择。   

  

  针对不同人群的个性化需求,元点学校将推出元宇宙最完整的“菜单式”课程体系,包括基础科普、专业技能、项目统筹、产学结合等。学员会根据需求自行选择匹配,顶级专家团队精准授课,快速建立元能力模型。   

  

  袁掘金的时代来了,一步一步犹豫,一步一步落后。快来开始你的元时代吧!   

  

  四月,芳菲开了一个热班。元校预报名通道已开通,名额有限。不要再错过了!   

  

  “超宇宙”来势汹汹,涵盖了我们生活的方方面面。   

  

  贯穿整个元宇宙产业生命周期的——数字双胞胎   

  

  数字孪生是将现实世界中的装备映射在虚拟世界中,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程.数字孪生是网络物理系统(CPS)的技术核心,CPS是工业元宇宙的核心。   

  

  数字双   

  

  宇宙可以用来模拟智能工厂的制造过程,以及数字双胞胎的状态可以全面监控生产状态,根据实际运行情况进行生产的实时调整。例如,在智能工厂的设计阶段,首先构建已经组装好并可以投入使用的智能工厂的数字孪生体。它不仅包括外部的建筑结构,还包括生产线的内部布局、生产工艺和设备结构。通过这个完美的数字孪生,可以验证产能配置和设备结构的合理性,在开工建设前发现并解决工厂的设计问题。   

  

  在智能工厂投产、运行中的生产线改变生产要求之前,可以使用数字双胞胎模拟智能工厂未来的生产状态,优化生产流程。产品设计完成后,实际生产前,还可以用数字孪生仿真来验证其合理性;在智能工厂生产过程中,还可以通过数字双胞胎的状态全面监控生产状态,并利用人工智能相关技术,根据实际运行情况实时自动调整。理论上,数字孪生体让工业研发、设计、制造拥有了无限次无损试错的可能.   

  

  Nvidia OmniverseEnterprise平台是工业数字双胞胎的典型代表。宝马在英伟达的虚拟仿真平台Omniverse上创建了与其真实工厂相对应的“虚拟工厂”,即其真实工厂的数字双胞胎。从产品设计到商品生产,都能在这个数字孪生体中进行.   

  

  基于omniverse的宝马虚拟工厂   

  

     

  

  在将机器人引入生产之前,宝马首先使用Nvidia Omniverse模拟机器人技术的改进,以确保更高精度、产品质量和成本目标的实现。   

  

  在世界领先的城市啤酒酿造商百威英博,所有工厂都有相应的“数字双胞胎”,实体工厂从生产到能源使用和安全管理的信息都在数字双胞胎中再现。   

  

  国内首条数字孪生铁路京雄城际铁路,采用BIM技术实现全过程虚拟施工。106公里高铁、桥梁、路基、隧道、四大电厂(通信工程、信号工程、电力工程、电气化工程)等所有不同类型的工程,都形成数据,变成三维透视图像,再变成现实。   

  

  熊静铁路CIM平台   

  

  在我国的第一列准高速内燃动车组-新曙光号,的产品开发和生产过程中,工程师通过工业建模软件Alias Wavefront进行了3D模型渲染,得到了客户的高度认可,为项目的实施做出了贡献。   

  

  “新曙光”的数字孪生(上)与实物(下)的比较   

6.jpg">“新曙光号”的数字孪生体(上)与实物(下)对比

  


  

智能协同

  

波音787飞机全球化生产是智能协同的典型案例,之所以能够实现与全球合作伙伴的高水平、实时虚拟协同,其根本原因在于采用了基于信息化平台实现全球范围内的协同设计、制造、测试、交付及销售。该项目从研制、定型、制造、转化到融资几乎都通过全球网络实现。

  


  

  


  

波音787的400多万个零部件的大部分由其分布在全球135 个地点、180个供应商共同完成,最后在位于西雅图等地的波音工厂装配完毕,飞向各订购客户。仅2016年,西雅图波音工厂交付的波音787 就达到了139 架,平均每2.6天一架!效率首屈一指。

  


  

指导培训

  

VR虚拟现实、AR增强现实已广泛运用到工业培训场景中。以汽车制造过程中工人对某个零件的装配场景为例:虚拟现实指的就是工人在拿到零件时,完全通过虚拟安装的方式模拟现实操作,提前进行安装学习和训练,整个过程不涉及实物操作。

  


  

VR模拟培训

  


  

增强现实指的是在现实操作过程中,增加虚拟的部分,比如,通过配戴AR设备,就能看清实物零件上的四个安装孔,边上有个安装过程,现状左上右下地安装两个螺钉,再左下右上地安装两个螺钉。这样一来,就可以更好的指导工人操作、避免错误。

  


  

AR培训指导

  


  

而混合现实是将真实世界和虚拟世界混合在一起,产生新的可视化环境,营造的是更进一步的沉浸感和真实感,环境中同时包含了物理实体与虚拟信息,并且必须是“实时的”,用户难以区分虚拟与真实。

  


  

我们也可以通过虚拟现实技术,构建混合现实环境,在生产之前模拟生产过程,提前发现问题、解决问题。当然,也可以在生产之后针对具体问题进行再模拟,分析问题、追溯原因等等

  


  

3D打印技术

  

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等黏合合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品或零部件的直接制造。

  


  

将三维信息转换成物体

  


  

在元宇宙中,3D 打印成为连接虚拟世界和现实世界的一条通道。设计师可以先在虚拟世界里设计产品,经过优化和筛选,确定了最终产品之后,再用3D打印的方式将产品从虚拟世界带到现实世界里。而对于工艺简单、不需要工厂进行生产的商品而言,甚至不用生产出来,只需要设计者或经销商在交易时,将商品的三维模型数据传送给消费者,消费者就可以自行使用家里的 3D 打印机“打印”出所购产品。

  


  

黑灯工厂

  

“黑灯工厂”即智慧工厂,是“DarkFactory”的直译,意思是在黑暗无灯的情况下仍可以高效运转的工厂。它是工业4.0时代新型智能工厂,生产操作由高度自动化机器人及其他高科技设备按照一定的程序要求自行完成生产任务、存储任务以及修复任务等,黑灯工厂得以实现的基础,莫过于当下最前沿的科技,包括人工智能、物联网、5G、大数据、云计算、边缘计算、机器视觉等。

  


  

小米黑灯工厂

  


  

国内知名的黑灯工厂包括小米亦庄黑灯工厂、吉利西安黑灯工厂,代表着手机制造、整车生产的最高工艺和最先进智能化水平。

  


  

【未完待续……】

  


  

接下来,元点学堂将继续为大家梳理元宇宙在教育、医疗、文化、文旅等行业的应用,敬请期待!

  

来源:郭成

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