Kaasahaarav inseneritöö, meeskonnatöö ja mis on sellel pistmist metaversumiga

Kaasahaarav inseneritöö ja koostöö tööstusmetaversumis: transformatiivne sümbioos

Tööstustootmise maailm koos Tööstus 4.0 ja Tööstusmetaversumiga seisab täiesti uue tootearenduslähenemise lävel, mida juhib immersiivse inseneritöö, täiustatud koostöömeetodite ja tekkivate metaversumitehnoloogiate ühinemine. Kuigi metaversum üldiselt – mida sageli seostatakse meelelahutuse ja sotsiaalmeediaga – alles maadleb oma majandusliku olulisusega, on üks konkreetne valdkond juba reaalse innovatsiooni edasiviijana esile kerkimas: tööstusmetaversum. See areng lubab mitte midagi vähemat kui paradigma muutust toodete disainimises, arendamises, tootmises ja hooldamises.

See aruanne heidab valgust selle transformatsiooni mitmetahulistele aspektidele ning analüüsib tehnoloogilisi, organisatsioonilisi ja majanduslikke tagajärgi, mis tulenevad kaasahaarava inseneritöö ja koostööl põhineva töö integreerimisest tööstusmetaversumis. Tugineme praeguste uurimisalgatuste ja teedrajavate tööstusprojektide teadmistele, et luua terviklik pilt selle arengu pakutavatest võimalustest ja väljakutsetest.

Sellega seotud:

• Kas „immersiivne inseneriteadus“ on metaversumi ülekaalus? Siemens ja Sony on teerajajad

Immersiivse inseneriteaduse tehnoloogilised alused metaversumis

Tööstuslik metaversum on üles ehitatud mitmetele võtmetehnoloogiatele, mis koos võimaldavad tootearenduses ja tootmises täiesti uut dimensiooni. Selle tehnoloogilise revolutsiooni keskmes on immersiivne inseneriteadus, mis võimaldab inseneridel ja disaineritel sukelduda virtuaalsetesse interaktiivsetesse keskkondadesse ning suhelda digitaalsete mudelite ja simulatsioonidega nii, nagu need oleksid päris.

Ühendatud XR-ökosüsteemid infrastruktuuri alusena

Tööstusliku metaversumi realiseerimise põhiline eeltingimus on suure jõudlusega ja omavahel ühendatud XR-ökosüsteemide kättesaadavus (XR tähistab laiendatud reaalsust, üldmõistet, mis hõlmab virtuaalreaalsust, liitreaalsust ja segareaalsust). Traditsioonilised virtuaalreaalsuse peakomplektid, mis on küll paljudes sektorites juba sisse seatud, jõuavad nõudlikes tööstusrakendustes sageli oma piirideni. Siin tulebki mängu täiustatud XR-infrastruktuuride arendamine, mis ulatuvad lihtsatest pea külge kinnitatavatest ekraanidest kaugemale.

Sellised algatused nagu Fraunhofer IAO INSTANCE näitavad teed tulevikku. Siin luuakse keerukatel süsteemidel põhinev valdkondadeülene riist- ja tarkvarainfrastruktuur. VR-peakomplektide asemel kasutatakse kõrglahutusega projektoreid, võimsaid reaalajas graafikaarhitektuure ja täpseid jälgimissüsteeme. Need võrgustatud XR-laborid võimaldavad erinevates asukohtades asuvatel meeskondadel suhelda samaaegselt ja reaalajas identsete virtuaalsete prototüüpidega.

Selle arengu suurepärane näide on nn CAVE-keskkonnad (Cave Automatic Virtual Environments), näiteks need, mida kasutatakse virtuaalse insenerikeskuses. Need ruumid kasutavad suure eredusega 4K projektsioone, et luua kaasahaaravaid 360° ekraane, mis sukeldavad kasutaja täielikult virtuaalsesse maailma. Täpne jälgimine jäädvustab kasutaja liigutusi ja võimaldab intuitiivset suhtlust virtuaalse keskkonnaga, ületades kaugelt tavapäraste VR-peakomplektide võimalusi.

Selliste võrgustatud XR-ökosüsteemide eelis seisneb nende võimes esindada väga keerukaid virtuaalseid keskkondi, võimaldades samal ajal hajutatud meeskondade koostööd. Insenerid ja disainerid võivad tunda, nagu töötaksid nad koos füüsilise prototüübi kallal, isegi kui nad tegelikult asuvad erinevates kohtades. See mitte ainult ei kiirenda arendusprotsesse, vaid soodustab ka loovust ja innovatsiooni, kuna meeskonnad saavad tõhusamalt ideid vahetada ja koos lahendusi välja töötada.

CAD/PLM-süsteemide ja XR-liideste hübridiseerimine

Teine ​​oluline edutegur kaasahaarava inseneritöö puhul tööstusmetaversumis on olemasolevate inseneritööriistade ja -süsteemide sujuv integreerimine virtuaalsetesse töökeskkondadesse. Eelkõige on ülioluline CAD-i (arvutipõhise disaini) ja PLM-i (toote elutsükli halduse) süsteemide kahesuunaline ühendus XR-liidestega.

CAD-süsteemid on tänapäevase tootearenduse keskmes. Neid kasutatakse komponentide, sõlmede ja terviktoodete 3D-mudelite loomiseks. PLM-süsteemid seevastu haldavad kogu toote elutsüklit alates esialgsest kontseptsioonist läbi arenduse ja tootmise kuni hoolduse ja utiliseerimiseni. Nende süsteemide integreerimine tööstuslikku metaversumisse võimaldab luua virtuaalseid prototüüpe otse CAD-andmetest ja siduda need reaalajas PLM-süsteemist pärit teabega.

Üks näide sellest arendusest on Siemensi NX Immersive Designer, mis on välja töötatud koostöös Sonyga. See lahendus demonstreerib, kuidas NX CAD-süsteemi parameetrilisi 3D-mudeli andmeid saab sujuvalt Sony segareaalsuse prillidesse üle kanda. Põhijooneks on kahesuunaline kommunikatsioon: virtuaalses keskkonnas tehtud disainimuudatused sünkroniseeritakse reaalajas tagasi PLM-süsteemi.

See nn „suletud ahelaga“ lähenemine välistab meediumikatkestused ja väldib vajadust andmeid käsitsi erinevate süsteemide vahel edastada. See võimaldab ka virtuaalses keskkonnas kontekstitundlike tööriistapalettide pakkumist. See tähendab, et XR-keskkonnas kasutajale kättesaadavad tööriistad ja funktsioonid kohanduvad dünaamiliselt praeguste inseneriülesannetega. Näiteks on projekti ülevaatamiseks vaja erinevaid tööriistu kui montaaži planeerimiseks või hoolduse simuleerimiseks.

CAD/PLM-süsteemide ja XR-liideste hübridiseerimine on seega oluline samm tööstusliku metaversumi muutmisel inseneritööprotsessi lahutamatuks osaks. See võimaldab inseneridel ja disaineritel jätkata oma tuttavate tööriistade ja protsesside kasutamist kaasahaaravas ja koostöökeskkonnas, saades samal ajal kasu XR-tehnoloogia eelistest.

Füüsiliselt täpsed simulatsioonikeskkonnad

Teine oluline aspekt immersiivses inseneritöös metaversumis on võime teostada füüsiliselt täpseid simulatsioone virtuaalsetes keskkondades. Edusammud sellistes valdkondades nagu kiirtejälitusmootorid ja füüsikalised simulatsioonid võimaldavad esitada materjalide omadusi, voolukäitumist, mehaanilisi pingeid ja paljusid muid füüsikalisi nähtusi reaalajas ja suure täpsusega.

Kiirejälgimise mootorid tagavad virtuaalses keskkonnas valguse ja varjude realistliku kujutamise. See on oluline mitte ainult visuaalse immersiooni, vaid ka disainiaspektide, näiteks pinnatekstuuri, peegelduste ja värvi hindamiseks. Füüsika simulatsioonid seevastu võimaldavad uurida virtuaalsete objektide käitumist erinevates tingimustes. Näiteks saab simuleerida jõudude ja koormuste mõju komponentidele või analüüsida vedelike ja gaaside voolamiskäitumist keerukates süsteemides.

Holo-Lightsi AR3S süsteem on hea näide sellest, kuidas selliseid füüsiliselt täpseid simulatsioone saab liitreaalsuses kasutada. Siin kantakse lõplike elementide analüüsi (FEA) tulemused, mis on mehaaniliste pingete ja deformatsioonide arvutamise meetod, holograafiliste kihtidena otse füüsilistele prototüüpidele. See võimaldab inseneridel simulatsiooni tulemusi reaalse objekti kontekstis kohe visualiseerida ja hinnata.

NVIDIA Omniverse on teine ​​platvorm, mis seda arendust edasi viib. Omniverse võimaldab GPU-kiirendusega multifüüsikalisi simulatsioone, mis teostavad arvutusi oluliselt kiiremini kui traditsioonilised protsessoripõhised süsteemid. See viib tootearenduse iteratsioonitsüklite olulise kiirenemiseni. Insenerid saavad erinevaid disainivariante simuleerida ja võrrelda kiiremini, mille tulemuseks on optimeeritud tooted ja lühem arendusaeg. On teatatud, et selliste tehnoloogiate kasutamine võib iteratsioonitsükleid lühendada kuni 40%.

Tööstusmetaversumis olevad füüsiliselt täpsed simulatsioonid pakuvad seega tohutut potentsiaali tootearenduse tõhusamaks ja kvaliteetsemaks muutmiseks. Need võimaldavad tooteid virtuaalselt testida ja optimeerida enne füüsiliste prototüüpide ehitamist. See mitte ainult ei säästa aega ja kulusid, vaid vähendab ka materjalikulu ning aitab seega kaasa jätkusuutlikumale tootearendusele.

Koostöös põhinevad töömudelid tööstusmetaversumis

Tööstuslik metaversum ei ole pelgalt tehnoloogiline platvorm, vaid ka uute koostöövormide katalüsaator. Metaversumi kaasahaaravad ja interaktiivsed võimalused avavad täiesti uusi perspektiive meeskondlikuks koostööks, olenemata nende füüsilisest asukohast.

Sellega seotud:

• Hübriidmeeskondadele: koostööplatvormide edutegurid
• Milliseid eeliseid pakuvad koostööplatvormid võrreldes traditsiooniliste töömudelitega?

Multimodaalsed interaktsiooniparadigmad

Kaasaegsed XR-süsteemid tuginevad multimodaalsetele interaktsiooniparadigmadele, et võimaldada virtuaalsete keskkondade intuitiivset ja loomulikku toimimist. Traditsioonilise klaviatuuri ja hiire asemel kombineeritakse erinevaid sisestusmeetodeid, sealhulgas hääljuhtimist, žestide tuvastamist ja haptilist tagasisidet.

Hääljuhtimine võimaldab kasutajatel käske anda ja virtuaalse keskkonnaga suhelda lihtsalt rääkides. Žestide tuvastamine jäädvustab käte ja keha liigutusi ning teisendab need virtuaalmaailmas toiminguteks. Haptiline tagasiside pakub puutetundlikkust näiteks kontrollerite vibratsioonimootorite või spetsiaalsete kinnaste kaudu. See suurendab kaasahaaravust ja võimaldab virtuaalsete objektidega täpsemat ja loomulikumat suhtlust.

Siemensi ja Sony partnerlus demonstreerib selliste multimodaalsete interaktsiooniparadigmade integreerimist tööstusrakendustesse. Näiteks nende XR-lahendused kasutavad 6DoF (6 vabadusastet) kontrollereid, mis võimaldavad virtuaalsete sõlmede täpset manipuleerimist. 6DoF tähendab, et kontrollerid suudavad tuvastada liikumisi kuues vabadusastmes: edasi/tagasi, vasakule/paremale, üles/alla ja pöörlemist ümber kõigi kolme telje. See võimaldab virtuaalses keskkonnas väga intuitiivset ja täpset juhtimist.

Lisaks on integreeritud silmajälgimissüsteemid, mis jäädvustavad kasutajate pilgu suunda ja fookust. Silmajälgimist saab kasutada erinevates rakendustes, näiteks tähelepanu jaotuse analüüsimisel disainimeeskondades. Pilguandmete hindamise abil on võimalik kindlaks teha, milliseid virtuaalse prototüübi alasid kõige intensiivsemalt vaadeldakse ja kus võivad peituda potentsiaalsed disainiprobleemid või optimeerimisvõimalused.

Kaasaegsete XR-süsteemide multimodaalsus aitab oluliselt kaasa uute kasutajate koolitusaja lühendamisele ja tehnoloogia omaksvõtu suurendamisele. On teatatud, et koolitusaega saab traditsiooniliste VR-liidestega võrreldes lühendada keskmiselt 60%. See on eriti oluline tööstuskeskkondades, kus süsteemidega peab sageli töötama suur hulk erineva tausta ja eelnevate teadmistega töötajaid.

Asünkroonne koostöö tehisintellektil põhinevate avataride kaudu

Teine põnev areng tööstusmetaversumi koostööl põhinevate töömudelite valdkonnas on tehisintellekti (AI) kasutamine asünkroonse koostöö toetamiseks. Asünkroonne koostöö tähendab, et meeskonnaliikmed ei pea projekti kallal töötama samaaegselt ja samas asukohas. See on eriti oluline globaalselt hajutatud meeskondade ja projektide puhul, mis hõlmavad erinevaid ajavööndeid ja tööaegu.

Tehisintellektil põhinevad avatarid võivad siin võtmerolli mängida. Need on meeskonnaliikmete digitaalsed kujutised, mis saavad virtuaalses keskkonnas tegutseda ilma päris inimesteta. Need avatarid saavad näiteks logida otsuseid, jälgida ülesandeid ja genereerida varasemate suhtlusandmete põhjal tegutsemissoovitusi.

Tööstustarkvara pakkuja AVEVA viib läbi intensiivset uurimistööd selliste tehisintellektil põhinevate avataride väljatöötamiseks. Nende uuringud näitavad, et tehisintellektil põhinevad avatarid võivad mandritevahelistes arendusprojektides oluliselt suurendada järjepidevust. On teatatud, et järjepidevuse suurenemist on võimalik saavutada kuni 35%. See on võimalik seetõttu, et tehisintellektil põhinevad avatarid suudavad ületada kultuurilisi ja ajalisi barjääre, näiteks dokumenteerides teavet ja otsuseid standardiseeritud vormingus ning muutes need kättesaadavaks kõigile meeskonnaliikmetele, olenemata nende asukohast või ajavööndist.

Tehisintellekti avatarid aitavad vältida teadmiste kadu ja tagada projekti järjepidevuse. Kui meeskonnaliige lahkub või läheb puhkusele, saab tema tehisintellekti avatari jätkata ülesannete täitmist ning tagada, et oluline teave ja otsused ei läheks kaduma.

Oluline on rõhutada, et tehisintellekti avatarid ei ole mõeldud inimtöötajate asendamiseks. Pigem on need mõeldud tugivahenditena, mis parandavad koostöö tõhusust ja tulemuslikkust ning võimaldavad meeskondadel edukalt koostööd teha isegi keerukates ja hajutatud keskkondades.

Sellega seotud:

• MMM – Metaverse Mittelstand und Maschinenbau 5G-s: 5G tehnoloogia Troisdorfi tööstuspargis koos VR-prillide ja avataridega
• Kuidas saavad koostööplatvormid parandada ettevõtte eri osakondade vahelist koostööd?

Kontekstikohanduvad teadmiste andmebaasid

Tööstusmetaversumis esinevate koostööl põhinevate töömudelite teine ​​oluline aspekt on kontekstipõhiste teadmiste andmebaaside integreerimine. Keerulised inseneriprojektid genereerivad tohutul hulgal teavet ja andmeid, sealhulgas CAD-mudeleid, materjalide andmelehti, standardeid, juhiseid, varasemate projektide teavet ja palju muud. Väljakutse seisneb selles, kuidas see teave õigel ajal ja õiges kontekstis asjaomastele töötajatele kättesaadavaks teha.

Integreeritud teadmusgraafikud pakuvad siin lahendust. Teadmusgraafikud on semantilised võrgustikud, mis esindavad teavet sõlmede ja servade kujul ning kujutavad erinevate teabeelementide vahelisi seoseid. Tööstusmetaversumi kontekstis saavad teadmusgraafikud näiteks siduda CAD-mudeleid standardite, materjalide andmelehtede ja ajaloolise projektiteabega.

IT-teenuste ettevõte DXC Technology kasutab metaversumikeskkondi, et kuvada neid andmeid kontekstuaalselt holograafiliste pealiskihtidena. Kui insener vaatab virtuaalses keskkonnas konkreetset komponenti, kuvatakse teadmusgraafikult automaatselt asjakohane teave, näiteks materjalide spetsifikatsioonid, tootmisjuhised või varasemate testide tulemused.

On teatatud, et selliste kontekstipõhiste teadmiste andmebaaside kasutamine võib vähendada projekteerimisülevaadete veamäära kuni 28%. See on nii, kuna insenerid pääsevad asjakohasele teabele kiiremini ja hõlpsamini ligi, võimaldades neil teha teadlikumaid otsuseid.

Lisaks saab masinõppe algoritme kasutada kasutajate interaktsioonide analüüsimiseks virtuaalses keskkonnas ja asjakohase teabe ennetavaks pakkumiseks. Näiteks kui insener otsib sageli konkreetseid standardeid või materjaliandmeid, saab süsteem selle teabe automaatselt esile tõsta või isegi ennetavalt kuvada enne, kui kasutaja seda otsima peab.

Seega aitavad tööstusmetaversumi kontekstipõhised teadmistebaasid hallata info üleküllust ning tagada, et inseneridel ja disaineritel on igal ajal juurdepääs vajalikule teabele, mis võimaldab neil töötada tõhusamalt ja vigadeta.

Majanduslikud tagajärjed ja turu areng

Kaasahaarava inseneritöö ja koostööl põhineva töö integreerimine tööstusmetaversumis pole mitte ainult tehnoloogiliselt põnev, vaid tõotab ka märkimisväärseid majanduslikke eeliseid. Turu areng selles valdkonnas on dünaamiline ja tekkimas on paljulubavad kasvuväljavaated.

Õige Metaverse'i agentuuri, planeerimisbüroo või konsultatsioonifirma leidmine - Pilt: Xpert.Digital

🗒️ Õige Metaverse'i agentuuri, planeerimisbüroo või konsultatsioonifirma leidmine – otsi ja otsi: kümme parimat nõuannet konsultatsiooniks ja planeerimiseks

Lisateavet selle kohta siin:

• Metaversumi ja XR-i eksperdid: leidke õiged partnerid

Turu-uuringud ja innovatsioon: miks metaversum muudab tööstust

Turu-uuringufirmad, näiteks ABI Research, ennustavad tööstusliku metaversumi turu muljetavaldavat kasvu, prognoosides kuni 2034. aastani 32,05% liitkasvumäära (CAGR). Ettevõtted keskenduvad üha enam lean-rakendustele, millel on selge ja lühiajaline investeeringutasuvus (ROI).

Deloitte'i uuring tuvastab tööstusmetaversumis kolm peamist investeerimisstrateegiate klastrit:

Digitaalsed kaksikud

Ligikaudu 45% ettevõtetest seab prioriteediks investeeringud digitaalsetesse kaksikutesse. Digitaalsed kaksikud on füüsiliste objektide, protsesside või süsteemide virtuaalsed esitused. Need võimaldavad ettevõtetel simuleerida, analüüsida ja optimeerida oma reaalseid toiminguid virtuaalmaailmas.

Tehisintellektil põhinevad koostöövahendid

Ligikaudu 30% ettevõtetest tugineb tehisintellektil põhinevatele koostöövahenditele. Need tööriistad on mõeldud meeskonnatöö parandamiseks, teadmiste haldamise toetamiseks ja otsustusprotsesside optimeerimiseks.

Oma XR ökosüsteemid

Ligikaudu 25% ettevõtetest arendab oma XR-ökosüsteeme. See hõlmab oma riist- ja tarkvarainfrastruktuuri loomist metaversumis kaasahaaravate inseneri- ja koostöörakenduste jaoks.

Siemensi ja Sony partnerlus on hea näide sellest, kuidas strateegilised liidud saavad vähendada arenduskulusid tööstusmetaversumis. Tehnoloogia jagamise ja oskusteabe ärakasutamise kaudu saavad ettevõtted koondada oma ressursse ja kiirendada innovatsiooni. Selliste partnerluste abil on arenduskulud väidetavalt vähenenud kuni 40%.

Investeeringutasuvuse (ROI) analüüs

Investeeringud immersiivsesse inseneriteadusse ja koostööl põhinevatesse tehnoloogiatesse tööstusmetaversumis tasuvad ettevõtetele end mitmel moel ära. Arvukad uuringud ja tööstusprojektid näitavad nende tehnoloogiate positiivset investeeringutasuvust.

Peamine eelis on füüsiliste prototüüpide ja testimistsüklite vähendamine virtuaalse prototüüpimise abil. Simulatsioonide ja virtuaalsete mudelite abil saab tooteid enne füüsiliste prototüüpide ehitamist põhjalikult testida ja optimeerida. Virtuaalse prototüüpimise kohta on teatatud, et see vähendab füüsiliste testimistsüklite arvu keskmiselt 62%. See säästab lisaks materjalikuludele ka väärtuslikku arendusaega.

Samaaegsed multidistsiplinaarsed ülevaated virtuaalsetes keskkondades aitavad samuti kaasa tootearenduse kiirendamisele. Erinevate valdkondade meeskondade võimalus samaaegselt ja koostöös virtuaalseid prototüüpe üle vaadata ja arutada muudab koordineerimisprotsessid tõhusamaks ja otsuste langetamise kiiremaks. On teatatud, et sellised samaaegsed ülevaated võivad turule jõudmise aega lühendada kuni 35%.

Plasttoodete tootja Iguse „Iguversum“ demonstreerib virtualiseeritud automatiseeritud testimise abil saavutatavat potentsiaalset kokkuhoidu. Igus kasutab virtuaalseid keskkondi automatiseerimissüsteemide planeerimiseks, testimiseks ja optimeerimiseks. Väidetavalt saavutab Igus Iguversumi abil 780 000 euro suuruse aastasäästu, vähendades samal ajal reisikulusid 89%.

Sellega seotud:

• Tööstuslik metaversum ja laiendatud reaalsus: Mis on iguversum või iguversum? VR-platvorm müügi ja tööstustehnika jaoks

Kompressorisüsteemide tootja Burckhardt Compression kasutab oma seadmete hooldamiseks liitreaalsust (AR). AR-toega hooldusjuhised ja kaugtugi võimaldavad tõhusamat ja tulemuslikumat hooldustööd. Burckhardt Compression on tänu AR-toega hooldusele väidetavalt saavutanud seadmete käideldavuse 43% kasvu.

Need näited näitavad, et kaasava inseneritöö ja koostööl põhinevate tehnoloogiate investeeringutasuvus tööstusmetaversumis on märkimisväärne erinevates rakendusvaldkondades ja tööstusharudes. Eelised ulatuvad kulude ja aja kokkuhoiust kuni kvaliteedi paranemise ja tehase suurema käideldavuseni.

Uued ärimudelid ja väärtusahelad

Tööstusliku metaversumi arendamine mitte ainult ei too kaasa efektiivsuse kasvu ja kulude kokkuhoidu olemasolevates ärimudelites, vaid avab ka täiesti uusi ärimudeleid ja väärtusahelaid.

Üks näide sellest on Metaverse-as-a-Service platvormid, mis pakuvad tasulist juurdepääsu tipptasemel simulatsiooniressurssidele. Juurdepääs kallile simulatsioonitarkvarale ja -riistvarale võib olla suureks takistuseks, eriti väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete (VKEde) jaoks. Metaverse-as-a-Service platvormid võimaldavad neil ettevõtetel kasutada simulatsiooniressursse kulutõhusalt ja nõudmisel, ilma et nad peaksid tegema suuri esialgseid investeeringuid.

Holo-Lighti „XR now” on näide sellisest platvormist. XR pakub nüüd XR-rakenduste jaoks superarvutite ressurssidele tasulist juurdepääsu kasutuse eest. Väidetavalt saavad ettevõtted superarvutite ressurssidele ligi vaid 0,12 euro eest GPU-tunni kohta. Sellel on murranguline potentsiaal, eriti väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete (VKEde) jaoks, kuna see võimaldab isegi väiksematel ettevõtetel läbi viia keerukaid simulatsioone ja saada kasu immersiivse inseneritöö eelistest.

Samal ajal arenevad spetsialiseeritud konsultatsiooniteenused XR-i integreerimiseks olemasolevatesse PLM-protsessidesse. Immersiivsete inseneri- ja metaversumitehnoloogiate juurutamine ettevõtetes nõuab sageli põhjalikke muutusi protsessides, struktuurides ja oskustes. Konsultatsioonifirmad toetavad ettevõtteid selle transformatsiooni edukal juhtimisel. Selliste konsultatsiooniteenuste turu maht peaks 2026. aastaks ulatuma 12,4 miljardi euroni.

Seega loob tööstusliku metaversumi areng mitte ainult uusi võimalusi ettevõtetele oma toodete ja protsesside täiustamiseks, vaid ka uutele ettevõtetele uuenduslike teenuste ja ärimudelite arendamiseks.

Koostöö tulevik: kuidas OpenXRT ja plokiahel kujundavad tööstuslikku metaversumit

Vaatamata tööstusliku metaversumi suurele potentsiaalile on ka väljakutseid ja kriitilisi edutegureid, mida ettevõtted peavad juurutamise ajal arvestama.

Sellega seotud:

• Uus territoorium uustulnukatele: mida peaksite nüüd teadma plokiahela, tokenite, NFT-de, rahakottide, krüptovaluuta ja metaversumi kohta

Koostalitlusvõime ja standardiseerimine

Üks suurimaid väljakutseid on XR-vormingute ja CAD-süsteemide heterogeensus. Saadaval on palju erinevaid failivorminguid, jälgimisprotokolle ja füüsikamootoreid, mis on sageli omavahel ühildumatud. See raskendab andmevahetust ja koostööd erinevate süsteemide ja platvormide vahel.

Selle väljakutse lahendamiseks on standardiseerimisalgatused üliolulised. Näiteks Fraunhofer IAO töötab välja standardit „OpenXRT”, mille eesmärk on ühtlustada failivorminguid, jälgimisprotokolle ja füüsikamootoreid. Eesmärk on luua avatud ja koostalitlusvõimeline standard XR-tehnoloogiatele tööstuslikus kontekstis.

Esialgsed testid OpenXRT standardiga näitavad paljulubavaid tulemusi. Aruanded näitavad, et andmete teisendamise aega saab lühendada kuni 70%, samas kui mudeli täpsus paraneb 92%. Selline standard lihtsustaks oluliselt andmevahetust erinevate XR-süsteemide ja inseneritööriistade vahel, suurendades seeläbi arendusprotsesside tõhusust.

Andmeturve hajutatud keskkondades

Teine oluline aspekt on andmeturve hajutatud keskkondades. Tööstuslikus metaversumis vahetatakse tundlikke projekteerimisandmeid ja tootmisteavet sageli eri asukohtade ja partnerite vahel. Seetõttu on ülioluline tagada, et need andmed oleksid kaitstud volitamata juurdepääsu ja manipuleerimise eest.

Plokiahelal põhinevad lahendused, nagu Siemensi „Tööstusandmeruum“, pakuvad selles valdkonnas paljulubavaid lähenemisviise. Tööstusandmeruum võimaldab ettevõtete vahel turvalist ja suveräänset andmevahetust. Plokiahela tehnoloogia ja nullteadmiste tõestuste abil tagab see, et tundlikke andmeid saavad vaadata ja kasutada ainult volitatud osapooled, kaitstes samal ajal privaatsust.

Krüpteeritud andmetokenid võimaldavad anda välistele partneritele ajutisi juurdepääsuõigusi ilma keskset PLM-süsteemi täielikult paljastamata. See on eriti oluline koostöös tarnijate ja teenusepakkujatega, kes võivad teatud andmetele juurdepääsu vajada vaid piiratud aja jooksul.

Seetõttu on andmeturve ja privaatsus ettevõtetes tööstusliku metaversumi aktsepteerimise ja kasutamise edukuse võtmetegurid. Tugevad turvakontseptsioonid ja -tehnoloogiad on olulised, et võita ettevõtete usaldus nende uute tehnoloogiate vastu ja tagada tundlike andmete kaitse.

Oskuste arendamine ja muutuste juhtimine

Immersiivse inseneriteaduse ja metaversumi tehnoloogiate kasutuselevõtt nõuab lisaks tehnoloogilistele kohandustele ka põhjalikku oskuste arendamist ja tõhusat muutuste juhtimist. Töötajad peavad olema koolitatud uute tehnoloogiatega töötama ja ette valmistatud muutunud tööviisideks.

DXC Technology annab ülevaate 200-tunnistest koolitusprogrammidest, mis on spetsiaalselt kohandatud tööstusliku metaversumi vajadustele. Need programmid annavad nii tehnilisi oskusi XR-süsteemide ja simulatsioonitarkvara kasutamiseks kui ka virtuaalmeeskondades töötamiseks olulisi koostööalaseid pehmeid oskusi.

Nendes koolitusprogrammides kasutatakse mängustamise elemente osalejate motivatsiooni ja kaasatuse suurendamiseks. On teatatud, et mängustamine suurendab oluliselt koolitusprogrammide läbimise määra. Võrreldes traditsioonilise koolitusega, kus läbimise määr on sageli umbes 67%, saavutatakse VR-toega koolitusprogrammide ja mängustamise elementidega läbimise määr kuni 89%.

Samal ajal on oluline institutsionaliseerida tööstusliku metaversumi kasutuselevõtuga kaasnev kultuuriline nihe. MLC (Manufacturing Leadership Council) uuring näitab, et 68% tootmisettevõtetest loob spetsiaalseid metaversumi osakondi, et seda kultuurilist muutust aktiivselt kujundada ja uute tehnoloogiate integreerimist edendada.

Oskuste arendamine ja muutuste juhtimine on seega tööstusliku metaversumi eduka rakendamise edutegurid. Ettevõtted peavad investeerima oma töötajate koolitusse ja täiendõppesse ning edendama ettevõtluskultuuri, mis toetab avatust innovatsioonile ja uutele töömeetoditele.

Kvantarvutus tööstuslikus metaversumis: tuleviku simulatsioonid

Tööstusliku metaversumi areng on alles algstaadiumis ning juba on tekkimas põnevaid tulevikuväljavaateid ja uurimisprioriteedid, mis suurendavad nende tehnoloogiate potentsiaali veelgi.

Neuroadaptiivsed XR-süsteemid

Paljutõotav uurimisvaldkond on neuroadaptiivsed XR-süsteemid, mis põhinevad aju-arvuti liidestel (BCI-del). BCI-d võimaldavad otsest suhtlust inimese aju ja arvuti vahel. Tööstusliku metaversumi kontekstis saaks BCI-sid kasutada kognitiivsete signaalide otseseks integreerimiseks disainiprotsessidesse ning virtuaalsete keskkondadega suhtlemise veelgi intuitiivsemaks ja tõhusamaks muutmiseks.

Fraunhofer IAO varased prototüübid demonstreerivad juba neuroadaptiivsete XR-süsteemide potentsiaali. Need süsteemid loevad EEG (elektroentsefalogrammi) andmeid, et tuvastada virtuaalsete koosolekute stressitaset ja reguleerida automaatselt ümbritsevat heledust. Eesmärk on optimeerida töötingimusi virtuaalsetes keskkondades ja vähendada kasutajate kognitiivset koormust.

Sony katsetab fMRI-põhiste (funktsionaalse magnetresonantstomograafia) süsteemidega, mis jäädvustavad alateadlikke disainieelistusi ja kasutavad neid genereerivate tehisintellekti süsteemide sisendina. Nende eelistuste põhjal saab genereeriv tehisintellekt seejärel automaatselt genereerida disainiettepanekuid, kiirendades ja parandades disainiprotsessi.

Neuroadaptiivsetel XR-süsteemidel on potentsiaal muuta põhjalikult seda, kuidas me virtuaalsete keskkondadega suhtleme, ja võimaldada uusi inimese ja arvuti interaktsiooni vorme. Nende tehnoloogiate turule toomiseks ja ajuandmete kasutamisega seotud eetiliste küsimuste lahendamiseks on aga vaja palju rohkem uuringuid.

Kvantarvutus reaalajas simulatsioonide jaoks

Teine paljutõotav tulevikuväljavaade on kvantarvutuse kasutamine reaalajas simulatsioonideks tööstuslikus metaversumis. Kvantarvutid kasutavad kvantmehaanika põhimõtteid, et lahendada teatud arvutusülesandeid oluliselt kiiremini kui klassikalised arvutid.

Kvantsimulaatorite ja XR-visualiseerimise kombineerimine võiks lühendada keerukate vooluanalüüside või materjalide simulatsioonide arvutusaega nädalatelt minutitele. See kiirendaks oluliselt tootearenduse iteratsioonitsükleid ja laiendaks virtuaalse testimise ja optimeerimise võimalusi.

ETH Zürichi uurimisprojektid näitavad esialgset edu materjalide väsimuse kvantprognoosimisel. Nende simulatsioonide tulemusi saab visualiseerida holograafiliste kahjustuskaartidena ja kasutada tööstuslikus metaversumis komponentide eluea ja töökindluse virtuaalseks testimiseks.

Kvantarvutusel on potentsiaal muuta simulatsioonitehnoloogiaid tööstuslikus metaversumis ja avada täiesti uusi rakendusvaldkondi. Kvantarvutus on aga alles arengu algstaadiumis ja selle tehnoloogia laialdaseks kasutamiseks tööstuslikes rakendustes kulub veel aega.

Virtuaalsete tehaste jätkusuutlikkuse potentsiaal

Tööstuslik metaversum pakub ka märkimisväärset jätkusuutlikkuse potentsiaali. Digitaalsed kaksikud võimaldavad tootmisrajatiste energiasäästlikku planeerimist juba projekteerimisfaasis. Erinevate tootmisstsenaariumide ja energiavoogude simuleerimise abil saavad ettevõtted optimeerida oma tehaste energiatarbimist ja säästa ressursse.

Akuelementide tootja FREYR kasutab oma tootmisüksuste energiatarbimise vähendamiseks gigatehase simulatsioone. Väidetavalt saab FREYR tootmisliinide virtuaalse tasakaalustamise abil energiatarbimist vähendada 23%.

Tööstusmetaversumis tehtavad tehisintellektil põhinevad logistika simulatsioonid võivad samuti aidata kaasa tarneahelate jätkusuutlikkuse parandamisele. Transpordimarsruutide ja ladustamise optimeerimise abil saavad ettevõtted vähendada oma tarneahelas CO2-heidet. On teatatud, et tehisintellektil põhinevad logistika simulatsioonid võivad vähendada tarneahelas CO2-heidet keskmiselt 18%.

Tööstusmetaversumi virtuaalsed tehased võimaldavad ettevõtetel planeerida, simuleerida ja optimeerida tootmisprotsesse ilma füüsilisi ressursse tarbimata. See aitab kaasa jätkusuutlikumale tootmisele ja toetab ettevõtteid nende püüdlustes vähendada oma keskkonnajalajälge.

Süntees ja tegevuskava koostamise soovitused

Analüüs näitab, et immersiivne inseneriteadus tööstusmetaversumis ei ole futuristlik visioon, vaid konkurentsitihedate innovatsioonide operatiivne hoob. Ettevõtted, kes seda arengut strateegiliselt omaks võtavad, saavad märkimisväärseid eeliseid ja positsioneerivad end uue inseneriajastu esirinnas.

See viib ettevõtete otsustajatele järgmiste soovitusteni:

Järkjärguliste rakendusstrateegiate rakendamine

Alustage selgelt määratletud kasutusjuhtudega, mis lubavad kiiret investeeringutasuvust. Virtuaalsed disainiülevaated või liitreaalsuse toega hooldus on head alguspunktid esmase kogemuse saamiseks ja ettevõttesisese aktsepteerimise edendamiseks.

Luua interdistsiplinaarseid kompetentsikeskusi

Looge meeskonnad, mis koondavad IT, masinaehituse ja kognitiivteaduse eksperte. Need meeskonnad saavad arendada kasutajakeskseid XR-lahendusi, mis on kohandatud ettevõtte konkreetsetele vajadustele.

Eelista avatud ökosüsteeme

Tuginege avatud standarditele ja modulaarsetele arhitektuuridele, mis tagavad paindlikkuse ja kohanemisvõime API-liideste kaudu. See võimaldab uute tehnoloogiapõlvkondade kiiret integreerimist ja väldib müüjaga seotust.

Rakendage tehisintellektiga seotud koostöö eetilisi suuniseid

Töötada välja selged juhised tehisintellekti kasutamiseks koostöökeskkondades. Algoritmiliste otsustusprotsesside läbipaistvus ja inimeste järelevalve on usalduse loomiseks ja eetiliste riskide minimeerimiseks hädavajalikud.

Koostööpõhine, kaasahaarav ja transformatiivne

Tööstusliku metaversumi areng sõltub oluliselt sellest, mil määral hakatakse immersiivseid tehnoloogiaid mitte eraldiseisvate tööriistadena, vaid võrgustatud väärtusahelate lahutamatu osana käsitlema. Ettevõtted, kes lähenevad sellele transformatsioonile strateegiliselt ja arvestavad eelpoolmainitud soovitustega, suudavad tööstusliku metaversumi potentsiaali täielikult ära kasutada ja kindlustada endale otsustava konkurentsieelise. Inseneriteaduse tulevik on alanud ning see on immersiivne, koostööl põhinev ja transformatiivne.

Xpert.Digital - Pioneer Business Development

Nutiprillid ja tehisintellekt – XR/AR/VR/MR valdkonna ekspert

Tarbijametaversum või metaversum üldiselt

Kui teil on küsimusi, vajate lisateavet või nõu, võtke minuga igal ajal ühendust.

Konrad Wolfenstein

Aitan teid hea meelega isikliku konsultandina.

Võite minuga ühendust võtta alloleva kontaktvormi täites või helistades mulle numbril +49 89 89 674 804 (München) .

Ootan meie ühist projekti.

Xpert.digital on tööstuse keskus, mille fookus, digiteerimine, masinaehitus, logistika/intralogistics ja fotogalvaanilised ained.

Oma 360 ° ettevõtluse arendamise lahendusega toetame hästi tuntud ettevõtteid uuest äritegevusest pärast müüki.

Turuluure, hammastamine, turunduse automatiseerimine, sisu arendamine, PR, postkampaaniad, isikupärastatud sotsiaalmeedia ja plii turgutamine on osa meie digitaalsetest tööriistadest.

Lisateavet leiate aadressilt: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus