Pohlcující inženýrství, spolupráce spolupráce a co to má společného s Metaverse

Imerzivní inženýrství a kolaborativní práce v průmyslovém metavesmíru: Transformativní symbióza

Svět průmyslové výroby s Průmyslem 4.0 a Průmyslovým metaverzem stojí na prahu zcela nového přístupu k vývoji produktů, poháněného konvergencí imerzivního inženýrství, pokročilých metod spolupráce a nově vznikajících technologií metaverza. Zatímco metaverzum obecně – často spojovaný se zábavou a sociálními médii – se stále potýká se svým ekonomickým významem, jedna specifická oblast se již stává hnací silou inovací v reálném světě: průmyslové metaverzum. Tento vývoj slibuje nic menšího než paradigmatický posun v tom, jak jsou produkty navrhovány, vyvíjeny, vyráběny a udržovány.

Tato zpráva osvětluje mnohostranné aspekty této transformace a analyzuje technologické, organizační a ekonomické důsledky plynoucí z integrace imerzivního inženýrství a kolaborativní práce v průmyslovém metavesmíru. Vycházíme z poznatků ze současných výzkumných iniciativ a průkopnických průmyslových projektů, abychom vytvořili komplexní obraz příležitostí a výzev, které tento vývoj představuje.

Vhodné pro:

• Předbíhá „imerzivní inženýrství“ metavesmír? Siemens a Sony jsou v tomto ohledu v čele.

Technologické základy imerzivního inženýrství v metaverzu

Průmyslový metaverzum je postaven na řadě klíčových technologií, které v kombinaci umožňují zcela nový rozměr vývoje a výroby produktů. Srdcem této technologické revoluce je imerzivní inženýrství, které umožňuje inženýrům a designérům ponořit se do virtuálního, interaktivního prostředí a interagovat s digitálními modely a simulacemi, jako by byly skutečné.

Propojené ekosystémy XR jako infrastrukturní základ

Základním předpokladem pro realizaci průmyslového metaverza je dostupnost vysoce výkonných a propojených ekosystémů XR (XR je zkratka pro Extended Reality, zastřešující termín zahrnující virtuální realitu, rozšířenou realitu a smíšenou realitu). Tradiční headsety pro virtuální realitu, ačkoli jsou již zavedeny v mnoha odvětvích, často dosahují svých limitů v náročných průmyslových aplikacích. Zde přichází na řadu vývoj pokročilých infrastruktur XR, které jdou nad rámec jednoduchých displejů montovaných na hlavu.

Iniciativy jako INSTANCE od Fraunhofer IAO ukazují cestu do budoucnosti. Zde se vytváří mezioborová hardwarová a softwarová infrastruktura založená na komplexních systémech. Místo VR headsetů se používají projektory s vysokým rozlišením, výkonné architektury grafiky v reálném čase a přesné sledovací systémy. Tyto síťové XR laboratoře umožňují týmům na různých místech interagovat současně a v reálném čase s identickými virtuálními prototypy.

Ukázkovým příkladem tohoto vývoje jsou tzv. prostředí CAVE (Cave Automatic Virtual Environments), jako jsou ta používaná v Centru pro virtuální inženýrství. Tyto místnosti využívají vysoce jasné 4K projekce k vytváření pohlcujících 360° displejů, které uživatele zcela ponoří do virtuálního světa. Přesné sledování zachycuje pohyby uživatele a umožňuje intuitivní interakci s virtuálním prostředím, která daleko překračuje možnosti konvenčních VR headsetů.

Výhoda takových síťových XR ekosystémů spočívá v jejich schopnosti reprezentovat vysoce komplexní virtuální prostředí a zároveň umožňovat spolupráci mezi distribuovanými týmy. Inženýři a designéři se mohou cítit, jako by společně pracovali na fyzickém prototypu, i když se ve skutečnosti nacházejí na různých místech. To nejen urychluje vývojové procesy, ale také podporuje kreativitu a inovace, protože týmy si mohou efektivněji vyměňovat nápady a společně vyvíjet řešení.

Hybridizace CAD/PLM systémů a XR rozhraní

Dalším kritickým faktorem úspěchu pro imerzivní inženýrství v průmyslovém metaverzu je bezproblémová integrace stávajících inženýrských nástrojů a systémů do virtuálních pracovních prostředí. Zásadní význam má zejména obousměrné propojení systémů CAD (Computer-Aided Design) a PLM (Product Lifecycle Management) s rozhraními XR.

CAD systémy jsou srdcem moderního vývoje produktů. Používají se k vytváření 3D modelů součástí, sestav a kompletních produktů. PLM systémy naproti tomu řídí celý životní cyklus produktu, od počátečního konceptu přes vývoj a výrobu až po údržbu a likvidaci. Integrace těchto systémů do průmyslového metaverza umožňuje generovat virtuální prototypy přímo z CAD dat a propojovat je v reálném čase s informacemi z PLM systému.

Jedním z příkladů tohoto vývoje je systém NX Immersive Designer od společnosti Siemens, vyvinutý ve spolupráci se společností Sony. Toto řešení demonstruje, jak lze parametrická 3D data modelu ze systému NX CAD bezproblémově přenést do brýlí pro smíšenou realitu od společnosti Sony. Klíčovou vlastností je obousměrná komunikace: změny návrhu provedené ve virtuálním prostředí jsou v reálném čase synchronizovány zpět do systému PLM.

Tento tzv. přístup „uzavřené smyčky“ eliminuje přerušení médií a odstraňuje nutnost ručního přenosu dat mezi různými systémy. Umožňuje také poskytování kontextově citlivých palet nástrojů ve virtuálním prostředí. To znamená, že nástroje a funkce dostupné uživateli v prostředí XR se dynamicky přizpůsobují aktuálním inženýrským úkolům. Například pro kontrolu návrhu jsou potřeba jiné nástroje než pro plánování montáže nebo simulaci údržby.

Hybridizace systémů CAD/PLM a rozhraní XR je proto klíčovým krokem k tomu, aby se průmyslové metaverzum stalo nedílnou součástí inženýrského pracovního postupu. Umožňuje inženýrům a konstruktérům nadále používat své známé nástroje a procesy v imerzivním a kolaborativním prostředí a zároveň těžit z výhod technologie XR.

Fyzikálně přesná simulační prostředí

Dalším důležitým aspektem imerzivního inženýrství v metaverzu je schopnost provádět fyzikálně přesné simulace ve virtuálních prostředích. Pokroky v oblastech, jako jsou ray-tracing enginy a fyzikální simulace, umožňují reprezentovat materiálové vlastnosti, chování proudění, mechanické napětí a mnoho dalších fyzikálních jevů v reálném čase a s vysokou přesností.

Enginey pro sledování paprsků zajišťují realistické znázornění světla a stínů ve virtuálním prostředí. To je důležité nejen pro vizuální ponoření, ale také pro vyhodnocení designových aspektů, jako je textura povrchu, odrazy a barva. Fyzikální simulace na druhou stranu umožňují zkoumat chování virtuálních objektů za různých podmínek. Lze například simulovat účinky sil a zatížení na součásti nebo analyzovat chování proudění kapalin a plynů ve složitých systémech.

Systém AR3S od společnosti Holo-Lights je příkladem toho, jak lze takové fyzikálně přesné simulace využít v rozšířené realitě. Zde jsou výsledky z metody konečných prvků (FEA), metody pro výpočet mechanického napětí a deformací, přímo překryty jako holografické vrstvy na fyzické prototypy. To umožňuje inženýrům vizualizovat a vyhodnocovat výsledky simulace okamžitě v kontextu reálného objektu.

Další platformou, která tento vývoj podporuje, je NVIDIA Omniverse. Omniverse umožňuje multifyzikální simulace akcelerované GPU, které provádějí výpočty výrazně rychleji než tradiční systémy založené na CPU. To vede k podstatnému zrychlení iteračních cyklů při vývoji produktů. Inženýři mohou simulovat a porovnávat různé varianty návrhu rychleji, což vede k optimalizovaným produktům a kratším vývojovým dobám. Bylo hlášeno, že použití těchto technologií může zkrátit iterační cykly až o 40 %.

Fyzikálně přesné simulace v průmyslovém metaverzu tak nabízejí obrovský potenciál pro zefektivnění a zvýšení kvality vývoje produktů. Umožňují virtuální testování a optimalizaci produktů ještě předtím, než je nutné vyrobit fyzické prototypy. To nejen šetří čas a náklady, ale také snižuje spotřebu materiálu, a tím přispívá k udržitelnějšímu vývoji produktů.

Modely kolaborativní práce v průmyslovém metaverzu

Průmyslový metaverzum není jen technologickou platformou, ale také katalyzátorem nových forem spolupráce. Imerzivní a interaktivní možnosti metaverza otevírají zcela nové perspektivy pro týmovou spolupráci bez ohledu na jejich fyzické umístění.

Vhodné pro:

• Pro hybridní týmy: Faktory úspěchu kolaborativních platforem
• Jaké výhody nabízejí platformy pro spolupráci ve srovnání s tradičními pracovními modely?

Paradigmata multimodální interakce

Moderní XR systémy se spoléhají na multimodální interakční paradigmata, která umožňují intuitivní a přirozené ovládání virtuálních prostředí. Místo tradičního vstupu z klávesnice a myši se kombinují různé metody vstupu, včetně hlasového ovládání, rozpoznávání gest a haptické zpětné vazby.

Hlasové ovládání umožňuje uživatelům vydávat příkazy a interagovat s virtuálním prostředím pouhým mluvením. Rozpoznávání gest zachycuje pohyby rukou a těla a převádí je do akcí ve virtuálním světě. Haptická zpětná vazba poskytuje hmatové vjemy, například prostřednictvím vibračních motorů v ovladačích nebo speciálních rukavicích. To zvyšuje ponoření a umožňuje přesnější a přirozenější interakci s virtuálními objekty.

Partnerství mezi společnostmi Siemens a Sony demonstruje integraci takových multimodálních interakčních paradigmat do průmyslových aplikací. Jejich řešení XR například využívají řídicí jednotky 6DoF (6 stupňů volnosti), které umožňují přesnou manipulaci s virtuálními sestavami. 6DoF znamená, že řídicí jednotky dokáží detekovat pohyby v šesti stupních volnosti: vpřed/vzad, vlevo/vpravo, nahoru/dolů a rotaci kolem všech tří os. To umožňuje vysoce intuitivní a přesné ovládání ve virtuálním prostředí.

Kromě toho jsou integrovány systémy pro sledování očí, které zachycují směr a zaměření pohledu uživatelů. Sledování očí lze využít v různých aplikacích, například k analýze rozložení pozornosti v rámci designových týmů. Vyhodnocením dat o pohledech je možné určit, které oblasti virtuálního prototypu jsou vnímány nejintenzivněji a kde by se mohly nacházet potenciální problémy s návrhem nebo optimalizační příležitosti.

Multimodalita moderních XR systémů významně přispívá ke zkrácení doby zaškolení nových uživatelů a ke zvýšení přijetí technologie. Bylo hlášeno, že doba zaškolení může být ve srovnání s tradičními VR rozhraními zkrácena v průměru o 60 %. To je obzvláště důležité v průmyslovém prostředí, kde s těmito systémy často pracuje velký počet zaměstnanců s různorodým zázemím a předchozími znalostmi.

Asynchronní spolupráce prostřednictvím avatarů s umělou inteligencí

Dalším vzrušujícím vývojem v oblasti modelů spolupráce v průmyslovém metaverzu je využití umělé inteligence (AI) k podpoře asynchronní spolupráce. Asynchronní spolupráce znamená, že členové týmu nemusí pracovat na projektu současně a na stejném místě. To je obzvláště důležité pro globálně distribuované týmy a pro projekty, které se pohybují v různých časových pásmech a mají různou pracovní dobu.

Klíčovou roli zde mohou hrát avatary s umělou inteligencí. Jsou to digitální reprezentace členů týmu, které mohou jednat ve virtuálním prostředí v nepřítomnosti skutečných lidí. Tyto avatary mohou například zaznamenávat rozhodnutí, sledovat úkoly a generovat doporučení k akci na základě historických dat o interakcích.

Společnost AVEVA, poskytovatel průmyslového softwaru, provádí intenzivní výzkum vývoje takových avatarů s umělou inteligencí. Jejich výzkum ukazuje, že avatary s umělou inteligencí mohou výrazně zvýšit konzistenci v projektech mezikontinentálního rozvoje. Bylo hlášeno, že lze dosáhnout zvýšení konzistence až o 35 %. Je to proto, že avatary s umělou inteligencí dokáží překlenout kulturní a časové bariéry například dokumentováním informací a rozhodnutí ve standardizovaném formátu a jejich zpřístupněním všem členům týmu bez ohledu na jejich polohu nebo časové pásmo.

Avatary s umělou inteligencí mohou také pomoci předcházet ztrátě znalostí a zajistit kontinuitu projektu. Pokud člen týmu odejde nebo jede na dovolenou, jeho avatar s umělou inteligencí může pokračovat v plnění úkolů a zajistit, aby se neztratily důležité informace a rozhodnutí.

Je důležité zdůraznit, že avatary s umělou inteligencí nemají nahradit lidské zaměstnance. Spíše mají sloužit jako podpůrné nástroje, které zlepšují efektivitu a účinnost spolupráce a umožňují týmům úspěšně spolupracovat, a to i ve složitých a distribuovaných prostředích.

Vhodné pro:

• MMM – Středně velké podniky a strojírenství Metaverse v 5G: Technologie 5G v průmyslovém městském parku Troisdorf s brýlemi VR a avatary
• Jak mohou platformy pro spolupráci zlepšit spolupráci mezi různými odděleními v rámci společnosti?

Kontextově adaptivní znalostní databáze

Dalším důležitým aspektem modelů kolaborativní práce v průmyslovém metaverzu je integrace kontextově adaptivních znalostních databází. Složité inženýrské projekty generují obrovské množství informací a dat, včetně CAD modelů, materiálových listů, norem, směrnic, informací o předchozích projektech a mnoha dalších. Výzvou je zpřístupnit tyto informace příslušným zaměstnancům ve správný čas a ve správném kontextu.

Integrované grafy znalostí mohou v tomto případě nabídnout řešení. Grafy znalostí jsou sémantické sítě, které reprezentují informace ve formě uzlů a hran a zobrazují vztahy mezi různými informačními prvky. V kontextu průmyslového metaverza mohou grafy znalostí například propojit CAD modely s normami, datovými listy materiálů a historickými informacemi o projektech.

Společnost DXC Technology, která se zabývá IT službami, využívá metaverse prostředí k kontextovému zobrazení těchto dat jako holografických překryvů. Když si inženýr prohlíží konkrétní komponentu ve virtuálním prostředí, automaticky se zobrazí relevantní informace z grafu znalostí, jako jsou specifikace materiálů, výrobní pokyny nebo výsledky předchozích testů.

Bylo hlášeno, že použití takových kontextově adaptivních znalostních databází může snížit míru chyb v revizích návrhů až o 28 %. Je to proto, že inženýři mají rychlejší a snadnější přístup k relevantním informacím, což jim umožňuje činit informovanější rozhodnutí.

Algoritmy strojového učení lze navíc využít k analýze interakcí uživatelů ve virtuálním prostředí a proaktivnímu navrhování relevantních informací. Pokud například inženýr často vyhledává konkrétní normy nebo materiálové údaje, systém může tyto informace automaticky zobrazovat nebo je dokonce proaktivně zobrazovat ještě předtím, než je uživatel musí hledat.

Kontextově adaptivní znalostní databáze v průmyslovém metaverzu tak pomáhají zvládat informační přetížení a zajistit, aby inženýři a konstruktéři měli neustálý přístup k potřebným informacím, což jim umožňuje pracovat efektivněji a bez chyb.

Ekonomické důsledky a rozvoj trhu

Integrace imerzivního inženýrství a kolaborativní práce v průmyslovém metavesmíru je nejen technologicky vzrušující, ale také slibuje významné ekonomické výhody. Vývoj trhu v této oblasti je dynamický a objevují se slibné růstové vyhlídky.

🗒️ Najděte správnou agenturu Metaverse a plánovací kancelář, jako je poradenská firma – vyhledejte a vyhledejte deset nejlepších tipů pro poradenství a plánování

Více o tom zde:

• Experti na Metaverse a XR: Najděte ty správné partnery

Průzkum trhu a inovace: Proč Metaverse transformuje průmysl

Firmy zabývající se průzkumem trhu, jako je ABI Research, předpovídají působivý růst trhu s průmyslovým metaverzem a předpovídají složenou roční míru růstu (CAGR) ve výši 32,05 % do roku 2034. Společnosti se stále více zaměřují na štíhlé implementace s jasnou a krátkodobou návratností investic (ROI).

Studie společnosti Deloitte identifikuje tři hlavní skupiny investičních strategií v průmyslovém metaverzu:

Digitální dvojčata

Přibližně 45 % společností upřednostňuje investice do digitálních dvojčat. Digitální dvojčata jsou virtuální reprezentace fyzických objektů, procesů nebo systémů. Umožňují firmám simulovat, analyzovat a optimalizovat své reálné operace ve virtuálním světě.

Nástroje pro spolupráci s využitím umělé inteligence

Přibližně 30 % firem se spoléhá na nástroje pro spolupráci založené na umělé inteligenci. Tyto nástroje jsou určeny ke zlepšení týmové práce, podpoře správy znalostí a optimalizaci rozhodovacích procesů.

Vlastní ekosystémy XR

Přibližně 25 % společností vyvíjí vlastní ekosystémy XR. To zahrnuje budování vlastní hardwarové a softwarové infrastruktury pro imerzivní inženýrství a kolaborativní aplikace v metaverzu.

Partnerství mezi společnostmi Siemens a Sony je příkladem toho, jak strategické aliance mohou snížit náklady na vývoj v průmyslovém metavesmíru. Sdílením technologií a využitím odborných znalostí mohou společnosti spojit své zdroje a urychlit inovace. Uvádí se, že taková partnerství snižují náklady na vývoj až o 40 %.

Analýza návratnosti investic (ROI)

Investice do imerzivního inženýrství a kolaborativních technologií v průmyslovém metavesmíru se firmám vyplácejí v mnoha ohledech. Četné studie a průmyslové projekty prokazují pozitivní návratnost investic do těchto technologií.

Klíčovou výhodou je snížení počtu fyzických prototypů a testovacích cyklů díky virtuálnímu prototypování. Pomocí simulací a virtuálních modelů lze produkty důkladně otestovat a optimalizovat předtím, než je nutné vyrobit fyzické prototypy. Bylo hlášeno, že virtuální prototypování snižuje počet fyzických testovacích cyklů v průměru o 62 %. To šetří nejen náklady na materiál, ale také cenný čas vývoje.

Současné multidisciplinární kontroly ve virtuálním prostředí také přispívají k urychlení vývoje produktů. Schopnost týmů z různých oborů současně a společně kontrolovat a diskutovat o virtuálních prototypech zefektivňuje koordinační procesy a urychluje rozhodování. Bylo hlášeno, že takové simultánní kontroly mohou zkrátit dobu uvedení produktu na trh až o 35 %.

„Iguversum“ od společnosti Igus, výrobce plastových výrobků, demonstruje potenciál úspor dosažených virtualizovaným automatizovaným testováním. Igus využívá virtuální prostředí k plánování, testování a optimalizaci automatizačních systémů. Uvádí se, že Igus dosahuje ročních úspor ve výši 780 000 EUR a zároveň snižuje cestovní náklady o 89 %.

Vhodné pro:

• Industrial Metaverse & Extended Reality: Co je to iguverse nebo iguversum? Platforma VR pro prodej a průmyslové inženýrství

Burckhardt Compression, výrobce kompresorových systémů, využívá pro údržbu svých zařízení rozšířenou realitu (AR). Pokyny k údržbě podporované AR a vzdálená podpora umožňují efektivnější a účinnější údržbářské práce. Společnost Burckhardt Compression údajně dosáhla 43% nárůstu dostupnosti zařízení díky údržbě podporované AR.

Tyto příklady ukazují, že návratnost investic do imerzivního inženýrství a kolaborativních technologií v průmyslovém metaverzu je významná v různých aplikačních oblastech a odvětvích. Výhody sahají od úspory nákladů a času až po zlepšení kvality a zvýšenou dostupnost zařízení.

Nové obchodní modely a hodnotové řetězce

Rozvoj průmyslového metaverza vede nejen ke zvýšení efektivity a úsporám nákladů ve stávajících obchodních modelech, ale také otevírá zcela nové obchodní modely a hodnotové řetězce.

Jedním z příkladů jsou platformy Metaverse-as-a-Service, které nabízejí přístup k vysoce kvalitním simulačním zdrojům za poplatek. Přístup k drahému simulačnímu softwaru a hardwaru může být velkou překážkou, zejména pro malé a střední podniky (MSP). Platformy Metaverse-as-a-Service těmto společnostem umožňují využívat simulační zdroje nákladově efektivně a na vyžádání, aniž by musely provádět velké počáteční investice.

Příkladem takové platformy je platforma „XR now“ od společnosti Holo-Light. XR nyní nabízí přístup k superpočítačovým zdrojům pro aplikace XR s platbou za použití. Uvádí se, že firmy mohou získat přístup k superpočítačovým zdrojům za pouhých 0,12 eura za hodinu GPU. To má převratný potenciál, zejména pro malé a střední podniky (MSP), protože to umožňuje i menším společnostem provádět komplexní simulace a těžit z výhod imerzivního inženýrství.

Zároveň se rozvíjejí specializované poradenské služby pro integraci XR do stávajících PLM procesů. Zavedení technologií imerzivního inženýrství a metaverse ve firmách často vyžaduje hluboké změny v procesech, strukturách a dovednostech. Konzultační firmy podporují firmy v úspěšném zvládnutí této transformace. Předpokládá se, že trh s takovými poradenskými službami dosáhne do roku 2026 objemu 12,4 miliardy eur.

Rozvoj průmyslového metaverza tak vytváří nejen nové příležitosti pro firmy ke zlepšování jejich produktů a procesů, ale také pro nové firmy k vývoji inovativních služeb a obchodních modelů.

Budoucnost spolupráce: Jak OpenXRT a blockchain formují průmyslový metaverzum

Navzdory velkému potenciálu průmyslového metaverza existují i ​​výzvy a kritické faktory úspěchu, které musí společnosti během implementace zvážit.

Vhodné pro:

• Nové území pro nováčky: Co byste nyní měli vědět o blockchainu, tokenech, NFT, peněženkách, kryptoměně a metaverse

Interoperabilita a standardizace

Jednou z největších výzev je heterogenita formátů XR a CAD systémů. Existuje velké množství různých formátů souborů, protokolů sledování a fyzikálních enginů, které jsou často vzájemně nekompatibilní. To komplikuje výměnu dat a spolupráci mezi různými systémy a platformami.

Pro splnění této výzvy jsou klíčové standardizační iniciativy. Například Fraunhofer IAO pracuje na standardu „OpenXRT“, jehož cílem je sjednotit formáty souborů, protokoly sledování a fyzikální enginy. Cílem je vytvořit otevřený a interoperabilní standard pro technologie XR v průmyslovém kontextu.

Počáteční testy se standardem OpenXRT ukazují slibné výsledky. Zprávy naznačují, že doby konverze dat lze zkrátit až o 70 % a zároveň zlepšit přesnost modelu o 92 %. Takový standard by výrazně zjednodušil výměnu dat mezi různými systémy XR a inženýrskými nástroji, a tím by zvýšil efektivitu vývojových procesů.

Zabezpečení dat v distribuovaných prostředích

Dalším důležitým aspektem je zabezpečení dat v distribuovaných prostředích. V průmyslovém metaverzu se citlivá konstrukční data a výrobní informace často vyměňují mezi různými lokalitami a partnery. Proto je zásadní zajistit, aby tato data byla chráněna před neoprávněným přístupem a manipulací.

Řešení založená na blockchainu, jako je „Industrial Data Space“ od společnosti Siemens, nabízejí v této oblasti slibné přístupy. Industrial Data Space umožňuje bezpečnou a suverénní výměnu dat mezi společnostmi. Využitím technologie blockchain a zero-knowledge proofs zajišťuje, že citlivá data mohou prohlížet a používat pouze oprávněné strany, a zároveň chrání soukromí.

Šifrované datové tokeny umožňují udělit externím partnerům dočasná přístupová práva bez úplného odhalení centrálního PLM systému. To je obzvláště důležité pro spolupráci s dodavateli a poskytovateli služeb, kteří mohou potřebovat přístup k určitým datům pouze po omezenou dobu.

Bezpečnost dat a ochrana soukromí jsou proto klíčovými faktory úspěchu pro přijetí a používání průmyslového metaverza ve firmách. Robustní bezpečnostní koncepty a technologie jsou nezbytné pro získání důvěry firem v tyto nové technologie a pro zajištění ochrany citlivých dat.

Rozvoj dovedností a řízení změn

Zavádění technologií imerzivního inženýrství a metaverza vyžaduje nejen technologické úpravy, ale také komplexní rozvoj dovedností a efektivní řízení změn. Zaměstnanci musí být proškoleni v práci s novými technologiemi a připraveni na změněné způsoby práce.

Společnost DXC Technology informuje o 200hodinových školicích programech speciálně přizpůsobených potřebám průmyslového metaverza. Tyto programy poskytují jak technické dovednosti v používání systémů XR a simulačního softwaru, tak i měkké dovednosti pro spolupráci, které jsou nezbytné pro práci ve virtuálních týmech.

V těchto vzdělávacích programech se používají prvky gamifikace ke zvýšení motivace a zapojení účastníků. Bylo hlášeno, že gamifikace výrazně zvyšuje míru dokončení vzdělávacích programů. Ve srovnání s tradičním školením, kde se míra dokončení často pohybuje kolem 67 %, dosahují vzdělávací programy podporované VR s prvky gamifikace míry dokončení až 89 %.

Zároveň je důležité institucionalizovat kulturní posun, který doprovází zavedení průmyslového metaverza. Studie MLC (Manufacturing Leadership Council) ukazuje, že 68 % výrobních společností zřizuje specializovaná oddělení metaverza, která aktivně formují tuto kulturní změnu a řídí integraci nových technologií.

Rozvoj dovedností a řízení změn jsou proto klíčovými faktory úspěchu pro úspěšnou implementaci průmyslového metaverza. Společnosti musí investovat do školení a dalšího vzdělávání svých zaměstnanců a podporovat firemní kulturu, která podporuje otevřenost vůči inovacím a novým způsobům práce.

Kvantové výpočty v průmyslovém metavesmíru: Simulace budoucnosti

Vývoj průmyslového metavesmíru je stále v raných fázích a již se objevují vzrušující budoucí vyhlídky a výzkumné priority, které dále zvýší potenciál těchto technologií.

Neuroadaptivní XR systémy

Slibnou oblastí výzkumu jsou neuroadaptivní XR systémy založené na rozhraních mozek-počítač (BCI). BCI umožňují přímou komunikaci mezi lidským mozkem a počítačem. V kontextu průmyslového metaverza by BCI mohly být použity k integraci kognitivních signálů přímo do návrhových procesů a k ještě intuitivnější a efektivnější interakci s virtuálním prostředím.

První prototypy od Fraunhofer IAO již demonstrují potenciál neuroadaptivních XR systémů. Tyto systémy snímají data EEG (elektroencefalogramu) za účelem detekce úrovně stresu ve virtuálních schůzkách a automaticky upravují okolní jas. Cílem je optimalizovat pracovní podmínky ve virtuálním prostředí a snížit kognitivní zátěž uživatelů.

Společnost Sony experimentuje se systémy založenými na fMRI (funkční magnetická rezonance), které zachycují nevědomé preference návrhu a používají je jako vstup pro generativní systémy umělé inteligence. Na základě těchto preferencí pak může generativní umělá inteligence automaticky generovat návrhy návrhů, čímž urychluje a vylepšuje proces návrhu.

Neuroadaptivní XR systémy mají potenciál zásadně změnit způsob, jakým interagujeme s virtuálním prostředím, a umožnit nové formy interakce člověka s počítačem. Je však zapotřebí mnohem více výzkumu, aby se tyto technologie dostaly na trh a aby se řešily etické otázky související s využíváním dat z mozku.

Kvantové výpočty pro simulace v reálném čase

Další slibnou budoucí perspektivou je využití kvantových výpočtů pro simulace v reálném čase v průmyslovém metavesmíru. Kvantové počítače využívají principy kvantové mechaniky k řešení určitých výpočetních úloh výrazně rychleji než klasické počítače.

Kombinace kvantových simulátorů s XR vizualizací by mohla zkrátit dobu výpočtu pro komplexní analýzy proudění nebo materiálové simulace z týdnů na minuty. To by výrazně urychlilo iterační cykly ve vývoji produktů a rozšířilo možnosti virtuálního testování a optimalizace.

Výzkumné projekty na ETH Zurich vykazují počáteční úspěchy v kvantové predikci únavy materiálů. Výsledky těchto simulací lze vizualizovat jako holografické mapy poškození a použít v průmyslovém metaverzu k virtuálnímu testování životnosti a spolehlivosti součástek.

Kvantové výpočty mají potenciál způsobit revoluci v simulačních technologiích v průmyslovém metavesmíru a otevřít zcela nové oblasti použití. Kvantové výpočty jsou však stále v rané fázi vývoje a než bude možné tuto technologii široce využít v průmyslových aplikacích, bude to nějakou dobu trvat.

Potenciál udržitelnosti prostřednictvím virtuálních továren

Průmyslový metaverzum nabízí také významný potenciál udržitelnosti. Digitální dvojčata umožňují energeticky optimalizované plánování výrobních zařízení již ve fázi návrhu. Simulací různých výrobních scénářů a energetických toků mohou firmy optimalizovat spotřebu energie ve svých továrnách a šetřit zdroje.

Společnost FREYR, výrobce bateriových článků, využívá simulace gigatováren ke snížení spotřeby energie ve svých výrobních zařízeních. Uvádí se, že společnost FREYR dokáže snížit spotřebu energie o 23 % prostřednictvím virtuálního vyvažování výrobních linek.

Logistické simulace s využitím umělé inteligence v průmyslovém metaverzu mohou také přispět ke zlepšení udržitelnosti dodavatelských řetězců. Optimalizací přepravních tras a skladování mohou společnosti snížit emise CO2 ve svém dodavatelském řetězci. Bylo hlášeno, že logistické simulace s využitím umělé inteligence mohou snížit emise CO2 v dodavatelském řetězci v průměru o 18 %.

Virtuální továrny v průmyslovém metavesmíru umožňují firmám plánovat, simulovat a optimalizovat výrobní procesy bez spotřeby fyzických zdrojů. To přispívá k udržitelnější výrobě a podporuje firmy v jejich úsilí o zlepšení jejich ekologické stopy.

Syntéza a doporučení k akci

Analýza ukazuje, že imerzivní inženýrství v průmyslovém metavesmíru není futuristickou vizí, ale operační pákou pro konkurenčně kritické inovace. Společnosti, které tento vývoj strategicky přijmou, mohou získat významné výhody a dostat se do popředí nové éry inženýrství.

To vede k následujícím doporučením pro osoby s rozhodovací pravomocí ve firmách:

Sledujte strategie postupné implementace

Začněte s jasně definovanými případy užití, které slibují rychlou návratnost investic. Virtuální kontroly návrhu nebo údržba s podporou rozšířené reality jsou dobrými vstupními body pro získání prvních zkušeností a podporu přijetí ve společnosti.

Zřídit interdisciplinární kompetenční centra

Vytvořte týmy, které spojují odborníky z IT, strojírenství a kognitivní vědy. Tyto týmy mohou vyvíjet uživatelsky orientovaná XR řešení přizpůsobená specifickým potřebám firmy.

Upřednostňujte otevřené ekosystémy

Spolehněte se na otevřené standardy a modulární architektury, které zajišťují flexibilitu a přizpůsobivost prostřednictvím API rozhraní. To umožňuje rychlou integraci nových generací technologií a zabraňuje závislosti na konkrétním dodavateli.

Implementujte etické pokyny pro spolupráci s umělou inteligencí

Vypracujte jasné pokyny pro používání umělé inteligence v prostředích spolupráce. Transparentnost v procesech algoritmického rozhodování a lidský dohled jsou nezbytné pro budování důvěry a minimalizaci etických rizik.

Kolaborativní, imerzivní a transformativní

Rozvoj průmyslového metaverza bude významně záviset na tom, do jaké míry nebudou imerzivní technologie chápány jako izolované nástroje, ale jako nedílná součást síťových hodnotových řetězců. Společnosti, které k této transformaci přistoupí strategicky a zváží výše uvedená doporučení, budou schopny plně využít potenciál průmyslového metaverza a zajistit si rozhodující konkurenční výhodu. Budoucnost inženýrství začala a je imerzivní, kolaborativní a transformativní.

Xpert.Digital – Pioneer Business Development

Inteligentní brýle a ki - XR/AR/VR/MR MR průmyslový odborník

Spotřebitelka metaverse nebo meta -beverse obecně

Máte -li jakékoli dotazy, další informace a rady, neváhejte mě kdykoli kontaktovat.

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře níže nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) .

Těším se na náš společný projekt.

 

 

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším 360° řešením pro rozvoj podnikání podporujeme známé společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Market intelligence, smarketing, automatizace marketingu, vývoj obsahu, PR, e-mailové kampaně, personalizovaná sociální média a péče o potenciální zákazníky jsou součástí našich digitálních nástrojů.

Více se dozvíte na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus