الهندسة الغامرة، والعمل الجماعي التعاوني، وما علاقة ذلك بالميتافيرس

الهندسة الغامرة والعمل التعاوني في الميتافيرس الصناعي: تكافل تحويلي

يقف عالم الإنتاج الصناعي، مع الثورة الصناعية الرابعة وعالم الميتافيرس الصناعي، على أعتاب نهج جديد كليًا لتطوير المنتجات، مدفوعًا بتلاقي الهندسة التفاعلية، وأساليب التعاون المتقدمة، وتقنيات الميتافيرس الناشئة. وبينما لا يزال الميتافيرس عمومًا - المرتبط غالبًا بالترفيه ووسائل التواصل الاجتماعي - يبحث عن جدواه الاقتصادية، يبرز مجالٌ محددٌ بالفعل كمحرك للابتكار في العالم الحقيقي: الميتافيرس الصناعي. ولا يعد هذا التطور بأقل من نقلة نوعية في كيفية تصميم المنتجات وتطويرها وتصنيعها وصيانتها.

يُسلّط هذا التقرير الضوء على الجوانب المتعددة لهذا التحوّل، ويحلل الآثار التكنولوجية والتنظيمية والاقتصادية الناجمة عن دمج الهندسة التفاعلية والعمل التعاوني في العالم الافتراضي الصناعي. ونستند في ذلك إلى رؤى مستقاة من مبادرات بحثية حالية ومشاريع صناعية رائدة، لنرسم صورة شاملة للفرص والتحديات التي يطرحها هذا التطور.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• هل تستحوذ "الهندسة الغامرة" على عالم الميتافيرس؟ سيمنز وسوني تقودان الطريق

الأسس التكنولوجية للهندسة الغامرة في الميتافيرس

تعتمد البيئة الافتراضية الصناعية على مجموعة من التقنيات الرئيسية التي تُتيح مجتمعةً بُعدًا جديدًا كليًا لتطوير المنتجات وتصنيعها. ويكمن جوهر هذه الثورة التكنولوجية في الهندسة التفاعلية، التي تُمكّن المهندسين والمصممين من الانغماس في بيئات افتراضية تفاعلية والتفاعل مع النماذج والمحاكاة الرقمية كما لو كانت حقيقية.

أنظمة الواقع الممتد المترابطة كأساس للبنية التحتية

يُعدّ توفر أنظمة الواقع الممتد (XR) عالية الأداء والمترابطة شرطًا أساسيًا لتحقيق مفهوم الميتافيرس الصناعي. فعلى الرغم من انتشار نظارات الواقع الافتراضي التقليدية في العديد من القطاعات، إلا أنها غالبًا ما تصل إلى حدودها القصوى في التطبيقات الصناعية المعقدة. وهنا تبرز أهمية تطوير بنى تحتية متقدمة للواقع الممتد تتجاوز مجرد شاشات العرض المثبتة على الرأس.

تُجسّد مبادرات مثل مشروع INSTANCE التابع لمعهد فراونهوفر لأنظمة البصريات التطبيقية (IAO) الطريق نحو المستقبل. ففي هذا المشروع، يجري إنشاء بنية تحتية متكاملة للأجهزة والبرمجيات، تشمل مختلف القطاعات، وتعتمد على أنظمة معقدة. وبدلاً من نظارات الواقع الافتراضي، تُستخدم أجهزة عرض عالية الدقة، وهياكل رسومات قوية تعمل في الوقت الفعلي، وأنظمة تتبع دقيقة. تُمكّن مختبرات الواقع الممتد (XR) الشبكية هذه الفرق في مواقع مختلفة من التفاعل في وقت واحد وفي الوقت الفعلي مع نماذج أولية افتراضية متطابقة.

من أبرز الأمثلة على هذا التطور ما يُعرف ببيئات CAVE (بيئات الكهوف الافتراضية الآلية)، كتلك المستخدمة في مركز الهندسة الافتراضية. تستخدم هذه الغرف شاشات عرض عالية السطوع بدقة 4K لإنشاء شاشات عرض غامرة بزاوية 360 درجة، تُغمر المستخدم تمامًا في العالم الافتراضي. ويتتبع النظام بدقة حركات المستخدم، مما يُتيح تفاعلًا سلسًا مع البيئة الافتراضية، متجاوزًا بذلك بكثير إمكانيات نظارات الواقع الافتراضي التقليدية.

تكمن ميزة أنظمة الواقع الممتد الشبكية هذه في قدرتها على تمثيل بيئات افتراضية بالغة التعقيد، مع تمكين التعاون بين الفرق الموزعة جغرافيًا في الوقت نفسه. إذ يشعر المهندسون والمصممون وكأنهم يعملون معًا على نموذج أولي مادي، حتى وإن كانوا في مواقع مختلفة. وهذا لا يُسرّع عمليات التطوير فحسب، بل يُعزز الإبداع والابتكار أيضًا، حيث يُمكن للفرق تبادل الأفكار وتطوير الحلول معًا بكفاءة أكبر.

تهجين أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب/إدارة دورة حياة المنتج وواجهات الواقع الممتد

يُعدّ التكامل السلس لأدوات وأنظمة الهندسة الحالية في بيئات العمل الافتراضية عاملاً حاسماً آخر لنجاح الهندسة التفاعلية في العالم الافتراضي الصناعي. وعلى وجه الخصوص، يُعدّ الربط ثنائي الاتجاه بين أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وإدارة دورة حياة المنتج (PLM) وواجهات الواقع الممتد (XR) أمراً بالغ الأهمية.

تُعدّ أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) أساسية في تطوير المنتجات الحديثة، حيث تُستخدم لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للمكونات والتجميعات والمنتجات الكاملة. في المقابل، تُدير أنظمة إدارة دورة حياة المنتج (PLM) دورة حياة المنتج بأكملها، بدءًا من الفكرة الأولية مرورًا بالتطوير والتصنيع وصولًا إلى الصيانة والتخلص. يُمكّن دمج هذه الأنظمة في بيئة افتراضية صناعية من إنشاء نماذج أولية افتراضية مباشرةً من بيانات التصميم بمساعدة الحاسوب وربطها في الوقت الفعلي بمعلومات نظام إدارة دورة حياة المنتج.

من الأمثلة على هذا التطور برنامج NX Immersive Designer من سيمنز، الذي طُوّر بالتعاون مع سوني. يُبيّن هذا الحل كيفية نقل بيانات النماذج ثلاثية الأبعاد البارامترية من نظام NX CAD بسلاسة إلى نظارات الواقع المختلط من سوني. وتتمثل الميزة الرئيسية في الاتصال ثنائي الاتجاه: حيث تُزامَن التغييرات التصميمية التي تُجرى في البيئة الافتراضية مع نظام إدارة دورة حياة المنتج (PLM) في الوقت الفعلي.

يُزيل هذا النهج، المعروف باسم "الحلقة المغلقة"، انقطاعات الوسائط ويُغني عن الحاجة إلى نقل البيانات يدويًا بين الأنظمة المختلفة. كما يُتيح توفير لوحات أدوات مُلائمة للسياق في البيئة الافتراضية. وهذا يعني أن الأدوات والوظائف المُتاحة للمستخدم في بيئة الواقع الممتد تتكيف ديناميكيًا مع مهام الهندسة الحالية. على سبيل المثال، تختلف الأدوات المطلوبة لمراجعة التصميم عن تلك المطلوبة لتخطيط التجميع أو محاكاة الصيانة.

لذا، يُعدّ دمج أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب/إدارة دورة حياة المنتج مع واجهات الواقع الممتد خطوةً حاسمةً نحو جعل العالم الافتراضي الصناعي جزءًا لا يتجزأ من سير العمل الهندسي. فهو يمكّن المهندسين والمصممين من مواصلة استخدام أدواتهم وعملياتهم المألوفة في بيئة تفاعلية وتعاونية، مع الاستفادة في الوقت نفسه من مزايا تقنية الواقع الممتد.

بيئات محاكاة دقيقة من الناحية الفيزيائية

من الجوانب المهمة الأخرى للهندسة التفاعلية في عالم الميتافيرس القدرة على إجراء محاكاة دقيقة فيزيائيًا في بيئات افتراضية. فالتطورات في مجالات مثل محركات تتبع الأشعة ومحاكاة الفيزياء تُتيح تمثيل خصائص المواد، وسلوك التدفق، والإجهادات الميكانيكية، والعديد من الظواهر الفيزيائية الأخرى في الوقت الفعلي وبدقة عالية.

تضمن محركات تتبع الأشعة تمثيلاً واقعياً للضوء والظلال في البيئة الافتراضية. وهذا مهم ليس فقط لتعزيز الانغماس البصري، بل أيضاً لتقييم جوانب التصميم مثل ملمس السطح والانعكاسات والألوان. من جهة أخرى، تسمح محاكاة الفيزياء بدراسة سلوك الأجسام الافتراضية في ظل ظروف مختلفة. على سبيل المثال، يمكن محاكاة تأثيرات القوى والأحمال على المكونات، أو تحليل سلوك تدفق السوائل والغازات في الأنظمة المعقدة.

يُجسّد نظام AR3S من Holo-Lights كيفية استخدام عمليات المحاكاة الدقيقة فيزيائيًا في الواقع المعزز. ففي هذا النظام، تُعرض نتائج تحليل العناصر المحدودة (FEA)، وهي طريقة لحساب الإجهادات والتشوهات الميكانيكية، مباشرةً كطبقات ثلاثية الأبعاد على النماذج الأولية المادية. وهذا يُمكّن المهندسين من تصور نتائج المحاكاة وتقييمها فورًا ضمن سياق الجسم الواقعي.

تُعدّ منصة NVIDIA Omniverse منصة أخرى تُسهم في هذا التطور. فهي تُمكّن من إجراء محاكاة متعددة الفيزياء مُسرّعة بواسطة وحدة معالجة الرسومات (GPU)، ما يُتيح إجراء الحسابات بسرعة أكبر بكثير من الأنظمة التقليدية القائمة على وحدة المعالجة المركزية (CPU). ويؤدي ذلك إلى تسريع كبير في دورات التطوير في عملية تطوير المنتجات. إذ يُمكن للمهندسين محاكاة ومقارنة مختلف تصميمات المنتجات بسرعة أكبر، ما يُؤدي إلى منتجات مُحسّنة وتقليل أوقات التطوير. وقد أشارت التقارير إلى أن استخدام هذه التقنيات يُمكن أن يُقلل دورات التطوير بنسبة تصل إلى 40%.

توفر عمليات المحاكاة الدقيقة فيزيائيًا في بيئة الميتافيرس الصناعية إمكانات هائلة لجعل تطوير المنتجات أكثر كفاءة وجودة. فهي تُمكّن من اختبار المنتجات وتحسينها افتراضيًا قبل الحاجة إلى بناء نماذج أولية مادية. وهذا لا يوفر الوقت والتكاليف فحسب، بل يقلل أيضًا من استهلاك المواد، وبالتالي يُسهم في تطوير منتجات أكثر استدامة.

نماذج العمل التعاوني في الميتافيرس الصناعي

لا يقتصر مفهوم الميتافيرس الصناعي على كونه منصة تكنولوجية فحسب، بل هو أيضاً محفز لأشكال جديدة من التعاون. فالإمكانيات الغامرة والتفاعلية التي يوفرها الميتافيرس تفتح آفاقاً جديدة تماماً للتعاون الجماعي، بغض النظر عن الموقع الجغرافي.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• بالنسبة للفرق الهجينة: عوامل نجاح منصات التعاون
• ما هي المزايا التي توفرها منصات التعاون مقارنة بنماذج العمل التقليدية؟

نماذج التفاعل متعدد الوسائط

تعتمد أنظمة الواقع الممتد الحديثة على نماذج تفاعل متعددة الوسائط لتمكين التشغيل البديهي والطبيعي للبيئات الافتراضية. وبدلاً من الإدخال التقليدي باستخدام لوحة المفاتيح والماوس، يتم دمج طرق إدخال متنوعة، بما في ذلك التحكم الصوتي، والتعرف على الإيماءات، والتغذية الراجعة اللمسية.

تتيح خاصية التحكم الصوتي للمستخدمين إصدار الأوامر والتفاعل مع البيئة الافتراضية بمجرد التحدث. كما تتعرف خاصية التعرف على الإيماءات على حركات اليد والجسم وتحولها إلى إجراءات في العالم الافتراضي. وتوفر خاصية التغذية الراجعة اللمسية إحساسًا ملموسًا، على سبيل المثال، من خلال محركات الاهتزاز في أجهزة التحكم أو القفازات الخاصة. وهذا يعزز الانغماس في التجربة ويتيح تفاعلًا أكثر دقة وطبيعية مع العناصر الافتراضية.

تُجسّد الشراكة بين سيمنز وسوني دمج نماذج التفاعل متعددة الوسائط في التطبيقات الصناعية. فعلى سبيل المثال، تستخدم حلول الواقع الممتد (XR) الخاصة بهما وحدات تحكم بست درجات حرية (6DoF)، مما يُتيح التحكم الدقيق في التجميعات الافتراضية. وتعني 6DoF قدرة وحدات التحكم على رصد الحركات في ست درجات حرية: للأمام/للخلف، ولليسار/لليمين، وللأعلى/للأسفل، والدوران حول المحاور الثلاثة. وهذا يُتيح تحكمًا دقيقًا وسلسًا للغاية داخل البيئة الافتراضية.

بالإضافة إلى ذلك، تُدمج أنظمة تتبع حركة العين لرصد اتجاه نظرات المستخدمين وتركيزها. ويمكن استخدام تتبع حركة العين في تطبيقات متنوعة، مثل تحليل توزيع الانتباه داخل فرق التصميم. ومن خلال تقييم بيانات النظرة، يُمكن تحديد المناطق الأكثر تركيزًا في النموذج الأولي الافتراضي، ومواضع المشكلات التصميمية المحتملة أو فرص التحسين.

تُسهم خاصية تعدد الوسائط في أنظمة الواقع الممتد الحديثة بشكلٍ كبير في تقليل وقت تدريب المستخدمين الجدد وزيادة تقبّل هذه التقنية. وقد أشارت التقارير إلى إمكانية تقليل وقت التدريب بنسبة 60% في المتوسط ​​مقارنةً بواجهات الواقع الافتراضي التقليدية. ويُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في البيئات الصناعية، حيث يحتاج عدد كبير من الموظفين ذوي الخلفيات والمعارف المختلفة إلى العمل مع هذه الأنظمة.

التعاون غير المتزامن من خلال الصور الرمزية المدعومة بالذكاء الاصطناعي

من التطورات المثيرة الأخرى في مجال نماذج العمل التعاوني في بيئة الميتافيرس الصناعية استخدام الذكاء الاصطناعي لدعم التعاون غير المتزامن. يعني التعاون غير المتزامن أن أعضاء الفريق ليسوا بحاجة للعمل على مشروع واحد في نفس الوقت ومن نفس الموقع. وهذا أمر بالغ الأهمية للفرق الموزعة عالميًا وللمشاريع التي تمتد عبر مناطق زمنية مختلفة وساعات عمل متباينة.

يمكن أن تلعب الصور الرمزية المدعومة بالذكاء الاصطناعي دورًا محوريًا هنا. فهي تمثيلات رقمية لأعضاء الفريق، قادرة على العمل في البيئة الافتراضية في غياب الأشخاص الحقيقيين. على سبيل المثال، تستطيع هذه الصور الرمزية تسجيل القرارات، وتتبع المهام، وتقديم توصيات بشأن الإجراءات بناءً على بيانات التفاعل السابقة.

تُجري شركة AVEVA، المتخصصة في توفير البرمجيات الصناعية، أبحاثًا مكثفة حول تطوير نماذج الذكاء الاصطناعي. تُظهر أبحاثها أن هذه النماذج قادرة على تعزيز التناسق بشكل ملحوظ في مشاريع التطوير العابرة للقارات، حيث تشير التقارير إلى إمكانية تحقيق زيادة في التناسق تصل إلى 35%. ويعود ذلك إلى قدرة نماذج الذكاء الاصطناعي على تجاوز الحواجز الثقافية والزمنية، من خلال توثيق المعلومات والقرارات بصيغة موحدة، وإتاحتها لجميع أعضاء الفريق، بغض النظر عن مواقعهم أو مناطقهم الزمنية.

يمكن أن تساعد الصور الرمزية المدعومة بالذكاء الاصطناعي أيضًا في منع فقدان المعرفة وضمان استمرارية المشروع. فإذا غادر أحد أعضاء الفريق أو ذهب في إجازة، يمكن لصورته الرمزية المدعومة بالذكاء الاصطناعي مواصلة أداء المهام وضمان عدم ضياع المعلومات والقرارات المهمة.

من المهم التأكيد على أن الصور الرمزية المدعومة بالذكاء الاصطناعي ليست مصممة لتحل محل الموظفين البشريين. بل هي مصممة لتكون أدوات داعمة تُحسّن كفاءة وفعالية التعاون، وتُمكّن الفرق من العمل معًا بنجاح، حتى في البيئات المعقدة والموزعة.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• MMM – Metaverse Mittelstand und Maschinenbau in 5G: تقنية 5G في منطقة Troisdorf الصناعية مع نظارات الواقع الافتراضي والصور الرمزية
• كيف يمكن للمنصات التعاونية أن تحسن التعاون بين الأقسام المختلفة داخل الشركة؟

قواعد بيانات المعرفة المتكيفة مع السياق

من الجوانب المهمة الأخرى لنماذج العمل التعاوني في البيئة الافتراضية الصناعية دمج قواعد بيانات المعرفة المتكيفة مع السياق. تُنتج المشاريع الهندسية المعقدة كميات هائلة من المعلومات والبيانات، بما في ذلك نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب، وبيانات المواد، والمعايير، والإرشادات، ومعلومات المشاريع السابقة، وغير ذلك الكثير. ويكمن التحدي في إتاحة هذه المعلومات للموظفين المعنيين في الوقت المناسب وفي السياق المناسب.

يمكن أن توفر مخططات المعرفة المتكاملة حلاً لهذه المشكلة. مخططات المعرفة هي شبكات دلالية تمثل المعلومات في شكل عقد وحواف، وتوضح العلاقات بين عناصر المعلومات المختلفة. في سياق الميتافيرس الصناعي، يمكن لمخططات المعرفة، على سبيل المثال، ربط نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) بالمعايير، وبيانات المواد، ومعلومات المشاريع التاريخية.

تستخدم شركة DXC Technology، المتخصصة في خدمات تكنولوجيا المعلومات، بيئات الميتافيرس لعرض هذه البيانات بشكل سياقي على هيئة طبقات ثلاثية الأبعاد. فعندما يستعرض مهندس مكونًا معينًا في البيئة الافتراضية، تُعرض تلقائيًا المعلومات ذات الصلة من قاعدة المعرفة، مثل مواصفات المواد، وإرشادات التصنيع، أو نتائج الاختبارات السابقة.

تشير التقارير إلى أن استخدام قواعد البيانات المعرفية المتكيفة مع السياق يمكن أن يقلل من معدل الخطأ في مراجعات التصميم بنسبة تصل إلى 28%. ويعود ذلك إلى قدرة المهندسين على الوصول إلى المعلومات ذات الصلة بسرعة وسهولة أكبر، مما يُمكّنهم من اتخاذ قرارات أكثر استنارة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام خوارزميات التعلم الآلي لتحليل تفاعلات المستخدم في البيئة الافتراضية واقتراح معلومات ذات صلة بشكل استباقي. على سبيل المثال، إذا كان المهندس يبحث بشكل متكرر عن معايير أو بيانات مواد محددة، فيمكن للنظام عرض هذه المعلومات تلقائيًا في المقدمة أو حتى عرضها بشكل استباقي قبل أن يضطر المستخدم إلى البحث عنها.

وبالتالي، تساعد قواعد البيانات المعرفية المتكيفة مع السياق في الميتافيرس الصناعي على إدارة الحمل الزائد للمعلومات وضمان حصول المهندسين والمصممين على المعلومات التي يحتاجونها في جميع الأوقات، مما يمكنهم من العمل بكفاءة أكبر وبدون أخطاء.

الآثار الاقتصادية وتطور السوق

إن دمج الهندسة التفاعلية والعمل التعاوني في بيئة الميتافيرس الصناعية ليس مثيراً من الناحية التقنية فحسب، بل يعد أيضاً بمزايا اقتصادية كبيرة. يشهد السوق في هذا المجال تطوراً ديناميكياً، وتظهر آفاق نمو واعدة.

🗒️ العثور على الوكالة أو مكتب التخطيط أو شركة الاستشارات المناسبة في مجال الميتافيرس - ابحث جيدًا: أهم عشر نصائح للاستشارات والتخطيط

للمزيد من المعلومات، انقر هنا:

• خبراء في الميتافيرس والواقع الممتد: ابحث عن الشركاء المناسبين

أبحاث السوق والابتكار: لماذا يُحدث الميتافيرس تحولاً في الصناعة

تتوقع شركات أبحاث السوق مثل ABI Research نموًا مثيرًا للإعجاب لسوق الميتافيرس الصناعي، حيث تتوقع معدل نمو سنوي مركب (CAGR) بنسبة 32.05٪ حتى عام 2034. وتركز الشركات بشكل متزايد على عمليات التنفيذ المرنة ذات العائد الواضح وقصير الأجل على الاستثمار (ROI).

حددت دراسة أجرتها شركة ديلويت ثلاث مجموعات رئيسية من استراتيجيات الاستثمار في الميتافيرس الصناعي:

التوائم الرقمية

تُعطي حوالي 45% من الشركات الأولوية للاستثمار في التوائم الرقمية. التوائم الرقمية هي تمثيلات افتراضية للأشياء أو العمليات أو الأنظمة المادية. وهي تُمكّن الشركات من محاكاة عملياتها الواقعية وتحليلها وتحسينها في العالم الافتراضي.

أدوات التعاون المدعومة بالذكاء الاصطناعي

تعتمد حوالي 30% من الشركات على أدوات التعاون المدعومة بالذكاء الاصطناعي. وتهدف هذه الأدوات إلى تحسين العمل الجماعي، ودعم إدارة المعرفة، وتحسين عمليات صنع القرار.

أنظمة الواقع الممتد الخاصة

تقوم حوالي 25% من الشركات بتطوير أنظمة الواقع الممتد الخاصة بها. ويشمل ذلك بناء البنية التحتية الخاصة بها من الأجهزة والبرامج لتطبيقات الهندسة الغامرة والتطبيقات التعاونية في العالم الافتراضي.

تُجسّد الشراكة بين سيمنز وسوني كيف يُمكن للتحالفات الاستراتيجية أن تُخفّض تكاليف التطوير في العالم الافتراضي الصناعي. فمن خلال تبادل التكنولوجيا والاستفادة من الخبرات، تستطيع الشركات تجميع مواردها وتسريع وتيرة الابتكار. وتشير التقارير إلى أن هذه الشراكات تُخفّض تكاليف التطوير بنسبة تصل إلى 40%.

تحليل العائد على الاستثمار (ROI)

تُحقق الاستثمارات في الهندسة التفاعلية والتقنيات التعاونية في بيئة الميتافيرس الصناعية عوائد مجزية للشركات من نواحٍ عديدة. وتُظهر العديد من الدراسات والمشاريع الصناعية العائد الإيجابي على الاستثمار في هذه التقنيات.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية في تقليل عدد النماذج الأولية المادية ودورات الاختبار من خلال النماذج الأولية الافتراضية. فباستخدام المحاكاة والنماذج الافتراضية، يمكن اختبار المنتجات وتحسينها بدقة قبل الحاجة إلى بناء نماذج أولية مادية. وقد أشارت التقارير إلى أن النماذج الأولية الافتراضية تقلل عدد دورات الاختبار المادية بنسبة 62% في المتوسط. وهذا لا يوفر تكاليف المواد فحسب، بل يوفر أيضًا وقتًا ثمينًا للتطوير.

تساهم المراجعات المتزامنة متعددة التخصصات في البيئات الافتراضية في تسريع تطوير المنتجات. فقدرة فرق من تخصصات مختلفة على مراجعة ومناقشة النماذج الأولية الافتراضية بشكل متزامن وتعاوني تجعل عمليات التنسيق أكثر كفاءة وتسريع اتخاذ القرارات. وقد أشارت التقارير إلى أن هذه المراجعات المتزامنة يمكن أن تقلل وقت طرح المنتج في السوق بنسبة تصل إلى 35%.

يُظهر نظام "إيغوفيرسوم" من شركة "إيغوس"، المتخصصة في تصنيع المنتجات البلاستيكية، إمكانية تحقيق وفورات كبيرة من خلال اختبارات الأتمتة الافتراضية. تستخدم "إيغوس" بيئات افتراضية لتخطيط أنظمة الأتمتة واختبارها وتحسينها. وتشير التقارير إلى أن "إيغوس" تحقق وفورات سنوية قدرها 780 ألف يورو باستخدام "إيغوفيرسوم"، مع خفض تكاليف السفر بنسبة 89% في الوقت نفسه.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• الميتافيرس الصناعي والواقع الممتد: ما هو إيغوفيرس أو إيغوفيرسوم؟ منصة واقع افتراضي للمبيعات والهندسة الصناعية

تستخدم شركة بوركهارت كومبريشن، المتخصصة في تصنيع أنظمة الضواغط، تقنية الواقع المعزز (AR) لصيانة معداتها. وتتيح تعليمات الصيانة المدعومة بتقنية الواقع المعزز والدعم عن بُعد أعمال صيانة أكثر كفاءة وفعالية. وقد أفادت التقارير أن شركة بوركهارت كومبريشن حققت زيادة بنسبة 43% في جاهزية المعدات بفضل الصيانة المدعومة بتقنية الواقع المعزز.

تُظهر هذه الأمثلة أن العائد على الاستثمار في الهندسة التفاعلية والتقنيات التعاونية في العالم الافتراضي الصناعي كبيرٌ في مختلف مجالات التطبيق والصناعات. وتتراوح الفوائد بين توفير التكاليف والوقت، وتحسين الجودة، وزيادة جاهزية المصانع.

نماذج أعمال جديدة وسلاسل قيمة

إن تطوير الميتافيرس الصناعي لا يؤدي فقط إلى مكاسب في الكفاءة وتوفير في التكاليف في نماذج الأعمال الحالية، بل يفتح أيضًا نماذج أعمال وسلاسل قيمة جديدة تمامًا.

من الأمثلة على ذلك منصات "ميتافيرس كخدمة"، التي توفر الوصول إلى موارد المحاكاة المتطورة بنظام الدفع حسب الاستخدام. قد يمثل الوصول إلى برامج وأجهزة المحاكاة باهظة الثمن عائقًا كبيرًا، لا سيما بالنسبة للشركات الصغيرة والمتوسطة. تُمكّن منصات "ميتافيرس كخدمة" هذه الشركات من استخدام موارد المحاكاة بكفاءة عالية من حيث التكلفة وعند الطلب، دون الحاجة إلى استثمارات أولية ضخمة.

تُعدّ منصة "XR now" من Holo-Light مثالاً على هذه المنصات. توفر XR now إمكانية الوصول إلى موارد الحوسبة الفائقة لتطبيقات الواقع الممتد (XR) بنظام الدفع حسب الاستخدام. وتشير التقارير إلى أن الشركات تستطيع الوصول إلى موارد الحوسبة الفائقة مقابل 0.12 يورو فقط لكل ساعة استخدام لوحدة معالجة الرسومات (GPU). يحمل هذا النظام إمكانات هائلة لإحداث نقلة نوعية، لا سيما بالنسبة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة، إذ يمكّنها من إجراء عمليات محاكاة معقدة والاستفادة من مزايا الهندسة التفاعلية.

في الوقت نفسه، تتطور خدمات استشارية متخصصة لدمج تقنيات الواقع الممتد (XR) في عمليات إدارة دورة حياة المنتج (PLM) الحالية. غالبًا ما يتطلب إدخال تقنيات الهندسة التفاعلية وتقنيات الميتافيرس في الشركات تغييرات جذرية في العمليات والهياكل والمهارات. تدعم الشركات الاستشارية الشركات في إدارة هذا التحول بنجاح. من المتوقع أن يصل حجم سوق هذه الخدمات الاستشارية إلى 12.4 مليار يورو بحلول عام 2026.

وبالتالي فإن تطوير الميتافيرس الصناعي لا يخلق فرصًا جديدة للشركات لتحسين منتجاتها وعملياتها فحسب، بل يخلق أيضًا فرصًا جديدة للشركات الجديدة لتطوير خدمات ونماذج أعمال مبتكرة.

مستقبل التعاون: كيف تُشكّل تقنيتا OpenXRT و Blockchain عالم الميتافيرس الصناعي

على الرغم من الإمكانات الكبيرة للميتافيرس الصناعي، إلا أن هناك أيضًا تحديات وعوامل نجاح حاسمة يجب على الشركات مراعاتها أثناء التنفيذ.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• عالم جديد للمبتدئين: ما يجب أن تعرفه الآن عن تقنية البلوك تشين، والرموز، والرموز غير القابلة للاستبدال، والمحافظ الرقمية، والعملات المشفرة، والميتافيرس

قابلية التشغيل البيني والتوحيد القياسي

يُعدّ تباين صيغ الواقع الممتد وأنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب أحد أكبر التحديات. فهناك العديد من صيغ الملفات وبروتوكولات التتبع ومحركات الفيزياء المختلفة، والتي غالباً ما تكون غير متوافقة فيما بينها. وهذا يُعقّد عملية تبادل البيانات والتعاون بين الأنظمة والمنصات المختلفة.

لمواجهة هذا التحدي، تُعدّ مبادرات التقييس بالغة الأهمية. فعلى سبيل المثال، يعمل معهد فراونهوفر لأنظمة البصريات التطبيقية (IAO) على معيار "OpenXRT" الذي يهدف إلى توحيد تنسيقات الملفات وبروتوكولات التتبع ومحركات الفيزياء. والهدف هو إنشاء معيار مفتوح وقابل للتشغيل البيني لتقنيات الواقع الممتد (XR) في السياق الصناعي.

أظهرت الاختبارات الأولية باستخدام معيار OpenXRT نتائج واعدة. وتشير التقارير إلى إمكانية تقليل أوقات تحويل البيانات بنسبة تصل إلى 70%، مع تحسين دقة النموذج بنسبة 92%. من شأن هذا المعيار أن يُبسط بشكل كبير تبادل البيانات بين أنظمة الواقع الممتد المختلفة وأدوات الهندسة، مما يزيد من كفاءة عمليات التطوير.

أمن البيانات في البيئات الموزعة

يُعدّ أمن البيانات في البيئات الموزعة جانبًا بالغ الأهمية. ففي بيئة الميتافيرس الصناعية، غالبًا ما يتم تبادل بيانات التصميم الحساسة ومعلومات الإنتاج بين مواقع وشركاء مختلفين. لذا، من الضروري ضمان حماية هذه البيانات من الوصول غير المصرح به والتلاعب بها.

تُقدّم حلول تقنية البلوك تشين، مثل "مساحة البيانات الصناعية" من سيمنز، مناهج واعدة في هذا المجال. تُمكّن مساحة البيانات الصناعية من تبادل البيانات بشكل آمن وسيادي بين الشركات. وباستخدام تقنية البلوك تشين وإثباتات المعرفة الصفرية، تضمن هذه المساحة أن البيانات الحساسة لا يمكن الاطلاع عليها أو استخدامها إلا من قِبل الأطراف المُصرّح لها، مع الحفاظ على الخصوصية في الوقت نفسه.

تتيح رموز البيانات المشفرة منح حقوق وصول مؤقتة للشركاء الخارجيين دون الكشف الكامل عن نظام إدارة دورة حياة المنتج المركزي. وهذا أمر بالغ الأهمية للتعاون مع الموردين ومقدمي الخدمات الذين قد يحتاجون فقط إلى الوصول إلى بيانات محددة لفترة محدودة.

لذا، يُعدّ أمن البيانات وخصوصيتها من عوامل النجاح الرئيسية لقبول واستخدام الميتافيرس الصناعي في الشركات. وتُعدّ مفاهيم وتقنيات الأمان القوية ضرورية لكسب ثقة الشركات في هذه التقنيات الجديدة وضمان حماية البيانات الحساسة.

تطوير المهارات وإدارة التغيير

يتطلب إدخال تقنيات الهندسة التفاعلية وتقنيات الميتافيرس ليس فقط تعديلات تكنولوجية، بل أيضاً تطويراً شاملاً للمهارات وإدارة فعّالة للتغيير. يجب تدريب الموظفين على العمل مع التقنيات الجديدة وإعدادهم لأساليب العمل المتغيرة.

تُقدّم شركة DXC Technology تقارير عن برامج تدريبية مدتها 200 ساعة مصممة خصيصًا لتلبية احتياجات بيئة الميتافيرس الصناعية. تُزوّد ​​هذه البرامج المشاركين بالمهارات التقنية اللازمة لاستخدام أنظمة الواقع الممتد وبرامج المحاكاة، بالإضافة إلى المهارات الشخصية التعاونية الضرورية للعمل ضمن فرق افتراضية.

تُستخدم عناصر التلعيب في هذه البرامج التدريبية لزيادة دافعية المشاركين وانخراطهم. وقد أشارت التقارير إلى أن التلعيب يزيد بشكل ملحوظ من معدل إتمام البرامج التدريبية. فمقارنةً بالتدريب التقليدي، حيث يبلغ معدل الإتمام عادةً حوالي 67%، تصل معدلات الإتمام في البرامج التدريبية المدعومة بتقنية الواقع الافتراضي والمزودة بعناصر التلعيب إلى 89%.

في الوقت نفسه، من المهم ترسيخ التحول الثقافي المصاحب لظهور الميتافيرس الصناعي. وتشير دراسة أجراها مجلس قيادة التصنيع (MLC) إلى أن 68% من شركات التصنيع تُنشئ أقسامًا متخصصة في الميتافيرس للمساهمة الفعّالة في صياغة هذا التغيير الثقافي ودفع عجلة دمج التقنيات الجديدة.

لذا، يُعدّ تطوير المهارات وإدارة التغيير من عوامل النجاح الحاسمة لتطبيق الميتافيرس الصناعي بنجاح. ويتعين على الشركات الاستثمار في تدريب موظفيها وتطوير مهاراتهم، وتعزيز ثقافة مؤسسية تدعم الانفتاح على الابتكار وأساليب العمل الجديدة.

الحوسبة الكمومية في الميتافيرس الصناعي: محاكاة المستقبل

لا يزال تطوير الميتافيرس الصناعي في مراحله المبكرة، وتظهر بالفعل آفاق مستقبلية مثيرة وأولويات بحثية من شأنها أن تزيد من إمكانات هذه التقنيات.

أنظمة الواقع الممتد العصبية التكيفية

يُعدّ مجال أنظمة الواقع الممتد العصبي التكيفي، القائم على واجهات الدماغ والحاسوب، مجالًا واعدًا للبحث. تُمكّن هذه الواجهات من التواصل المباشر بين الدماغ البشري والحاسوب. وفي سياق العالم الافتراضي الصناعي، يُمكن استخدام واجهات الدماغ والحاسوب لدمج الإشارات المعرفية مباشرةً في عمليات التصميم، ما يجعل التفاعل مع البيئات الافتراضية أكثر سهولة وكفاءة.

تُظهر النماذج الأولية من معهد فراونهوفر لأنظمة الواقع الممتد (IAO) إمكانات أنظمة الواقع الممتد التكيفية العصبية. تقرأ هذه الأنظمة بيانات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) للكشف عن مستويات التوتر في الاجتماعات الافتراضية، وتضبط سطوع الإضاءة المحيطة تلقائيًا. والهدف هو تحسين ظروف العمل في البيئات الافتراضية وتقليل الجهد الذهني المبذول على المستخدمين.

تُجري شركة سوني تجارب على أنظمة تعتمد على التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لرصد تفضيلات التصميم اللاواعية واستخدامها كمدخلات لأنظمة الذكاء الاصطناعي التوليدي. وبناءً على هذه التفضيلات، يستطيع الذكاء الاصطناعي التوليدي توليد اقتراحات تصميم تلقائية، مما يُسرّع عملية التصميم ويُحسّنها.

تتمتع أنظمة الواقع الممتد التكيفية العصبية بإمكانية تغيير جذري في كيفية تفاعلنا مع البيئات الافتراضية، وتمكين أشكال جديدة من التفاعل بين الإنسان والحاسوب. مع ذلك، لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لطرح هذه التقنيات في السوق، ولمعالجة المسائل الأخلاقية المتعلقة باستخدام بيانات الدماغ.

الحوسبة الكمومية للمحاكاة في الوقت الحقيقي

ومن بين الآفاق المستقبلية الواعدة الأخرى استخدام الحوسبة الكمومية في عمليات المحاكاة الآنية في العالم الافتراضي الصناعي. تستخدم الحواسيب الكمومية مبادئ ميكانيكا الكم لحل بعض المهام الحسابية بسرعة تفوق سرعة الحواسيب التقليدية بشكل ملحوظ.

يمكن أن يؤدي دمج المحاكيات الكمومية مع تقنيات التصوير الواقعي الممتد (XR) إلى تقليص وقت الحساب اللازم لتحليلات التدفق المعقدة أو محاكاة المواد من أسابيع إلى دقائق. وهذا من شأنه أن يسرّع بشكل ملحوظ دورات التطوير في المنتجات، ويوسع آفاق الاختبار والتحسين الافتراضيين.

تُظهر مشاريع البحث في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich) نجاحًا مبدئيًا في التنبؤ الكمي بإجهاد المواد. ويمكن عرض نتائج هذه المحاكاة على شكل خرائط أضرار ثلاثية الأبعاد، واستخدامها في بيئة افتراضية صناعية لاختبار المكونات افتراضيًا من حيث عمرها الافتراضي وموثوقيتها.

تتمتع الحوسبة الكمومية بإمكانية إحداث ثورة في تقنيات المحاكاة في العالم الافتراضي الصناعي، وفتح آفاق جديدة كلياً للتطبيقات. مع ذلك، لا تزال الحوسبة الكمومية في مراحلها الأولى من التطوير، وسيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية.

إمكانات الاستدامة من خلال المصانع الافتراضية

توفر البيئة الافتراضية الصناعية إمكانات هائلة للاستدامة. إذ تُمكّن التوائم الرقمية من تخطيط مرافق الإنتاج بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة منذ مرحلة التصميم. ومن خلال محاكاة سيناريوهات الإنتاج المختلفة وتدفقات الطاقة، تستطيع الشركات تحسين استهلاك الطاقة في مصانعها والحفاظ على الموارد.

تستخدم شركة FREYR، المتخصصة في تصنيع خلايا البطاريات، محاكاة المصانع الضخمة لتقليل استهلاك الطاقة في مرافق إنتاجها. وتشير التقارير إلى أن FREYR قادرة على خفض استهلاك الطاقة بنسبة 23% من خلال الموازنة الافتراضية لخطوط الإنتاج.

يمكن لمحاكاة الخدمات اللوجستية المدعومة بالذكاء الاصطناعي في بيئة افتراضية صناعية أن تُسهم في تحسين استدامة سلاسل التوريد. فمن خلال تحسين مسارات النقل والتخزين، تستطيع الشركات خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في سلاسل التوريد الخاصة بها. وقد أشارت التقارير إلى أن محاكاة الخدمات اللوجستية المدعومة بالذكاء الاصطناعي قادرة على خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في سلاسل التوريد بنسبة 18% في المتوسط.

تُمكّن المصانع الافتراضية في العالم الافتراضي الصناعي الشركات من تخطيط عمليات الإنتاج ومحاكاتها وتحسينها دون استهلاك موارد مادية. وهذا يُسهم في إنتاج أكثر استدامة ويدعم الشركات في جهودها لتحسين أثرها البيئي.

خلاصة وتوصيات للعمل

يُظهر التحليل أن الهندسة التفاعلية في العالم الافتراضي الصناعي ليست مجرد رؤية مستقبلية، بل هي أداة عملية للابتكارات الحاسمة في المنافسة. فالشركات التي تتبنى هذا التطور استراتيجياً تستطيع تحقيق مزايا كبيرة ووضع نفسها في طليعة عصر جديد من الهندسة.

وهذا يقودنا إلى التوصيات التالية لصناع القرار في الشركات:

اتباع استراتيجيات التنفيذ التدريجي

ابدأ بحالات استخدام محددة بوضوح تضمن عائدًا سريعًا على الاستثمار. تُعدّ مراجعات التصميم الافتراضية أو الصيانة المدعومة بتقنية الواقع المعزز نقاط انطلاق جيدة لاكتساب الخبرة الأولية وتعزيز القبول داخل الشركة.

إنشاء مراكز كفاءة متعددة التخصصات

شكّل فرقاً تضم خبراء من مجالات تكنولوجيا المعلومات والهندسة الميكانيكية والعلوم المعرفية. بإمكان هذه الفرق تطوير حلول الواقع الممتد (XR) التي تركز على المستخدم، والمصممة خصيصاً لتلبية الاحتياجات المحددة للشركة.

إعطاء الأولوية للأنظمة البيئية المفتوحة

اعتمد على المعايير المفتوحة والبنى المعيارية التي تضمن المرونة وقابلية التكيف من خلال واجهات برمجة التطبيقات (API). وهذا يُمكّن من دمج أجيال التكنولوجيا الجديدة بسرعة ويتجنب احتكار الموردين.

تطبيق المبادئ التوجيهية الأخلاقية للتعاون في مجال الذكاء الاصطناعي

يجب وضع مبادئ توجيهية واضحة لاستخدام الذكاء الاصطناعي في بيئات العمل التعاونية. فالشفافية في عمليات اتخاذ القرارات الخوارزمية والإشراف البشري أمران أساسيان لبناء الثقة وتقليل المخاطر الأخلاقية.

تعاوني، غامر، ومُغيّر

سيعتمد تطور الميتافيرس الصناعي بشكل كبير على مدى فهم التقنيات الغامرة ليس كأدوات معزولة، بل كمكون أساسي في سلاسل القيمة الشبكية. الشركات التي تتبنى نهجًا استراتيجيًا في هذا التحول وتأخذ التوصيات المذكورة آنفًا بعين الاعتبار، ستتمكن من استغلال إمكانات الميتافيرس الصناعي استغلالًا كاملًا، وتحقيق ميزة تنافسية حاسمة. لقد بدأ مستقبل الهندسة، وهو مستقبل غامر، وتعاوني، وتحويلي.

إكسبرت ديجيتال - رائد في تطوير الأعمال

خبير في مجال النظارات الذكية والذكاء الاصطناعي - الواقع الممتد/الواقع المعزز/الواقع الافتراضي/الواقع المختلط

ميتافيرس المستهلك أو الميتافيرس بشكل عام

إذا كانت لديكم أي أسئلة، أو كنتم بحاجة إلى مزيد من المعلومات أو النصائح، فلا تترددوا في الاتصال بي في أي وقت.

يسعدني أن أكون مستشارك الشخصي.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أدناه أو ببساطة الاتصال بي على الرقم +49 7348 4088 965 .

أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

 

 

Xpert.Digital هو مركز صناعي يركز على الرقمنة والهندسة الميكانيكية والخدمات اللوجستية/الخدمات اللوجستية الداخلية والخلايا الكهروضوئية.

بفضل حلولنا الشاملة لتطوير الأعمال، ندعم الشركات المرموقة من الأعمال الجديدة إلى خدمات ما بعد البيع.

تُعدّ معلومات السوق، والتسويق الموجه، وأتمتة التسويق، وتطوير المحتوى، والعلاقات العامة، وحملات البريد، ووسائل التواصل الاجتماعي الشخصية، ورعاية العملاء المحتملين جزءًا من أدواتنا الرقمية.

يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات على المواقع التالية: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus