Ingénierie immersive, coopération collaborative et ce que cela a à voir avec le métaverse

Ingénierie immersive et coopération collaborative dans le métaverse industriel: une symbiose transformatrice

Le monde de la production industrielle est un tout nouveau type de développement de produits avec l'industrie 4.0 et les méta-verses industrielles dans le seuil, tirée par la fusion de l'ingénierie immersive, des méthodes avancées de coopération et des technologies émergentes de métaverse. Alors que la méta-visue en général - souvent en lien avec le divertissement et les médias sociaux - a encore du mal à sa pertinence économique, un domaine spécifique émerge qui agit déjà en tant que moteur de l'économie réelle: Metaverse industriel. Ce développement promet un changement de paradigme dans la façon dont les produits sont conçus, développés, fabriqués, fabriqués et entretenus.

Ce rapport illumine les aspects multi-répartis de cette transformation et analyse les implications technologiques, organisationnelles et économiques qui résultent de l'intégration de l'ingénierie immersive et du travail collaboratif dans le métaveverse industriel. Nous comptons sur les résultats des initiatives de recherche actuelles et des projets industriels pionniers afin de dessiner une image complète des opportunités et des défis que cette évolution apporte.

Convient à:

• «L'ingénierie immersive» révise-t-elle le métaverse? Siemens et Sony le font

Fondements technologiques de l'ingénierie immersive dans Metaverse

Le Metaverse industriel s'appuie sur un certain nombre de technologies clés qui permettent une toute nouvelle dimension du développement et de la production de produits dans sa combinaison. Au centre de cette révolution technologique se trouve l'ingénierie immersive, qui permet aux ingénieurs et aux concepteurs de vous immerger dans des environnements virtuels et interactifs et d'interagir avec des modèles et des simulations numériques comme s'ils étaient réels.

Les écosystèmes XR en réseau comme base d'infrastructure

Une condition préalable fondamentale pour la réalisation de la méta-distinction industrielle est les écosystèmes XR puissants et en réseau (XR signifie Reality, un terme parapluie pour la réalité virtuelle, la réalité augmentée et la réalité mixte). Des lunettes de réalité virtuelle traditionnelles, bien que déjà établies dans de nombreux domaines, atteignent souvent leurs limites dans les applications industrielles exigeantes. C'est là que le développement des infrastructures XR progressives entre en jeu, qui vont au-delà des simples écrans montés à la tête.

Des initiatives telles que le cas de Fraunhofer IAO montrent la voie à l'avenir. Une infrastructure matérielle et logicielle transversale est créée ici sur la base de systèmes complexes. Au lieu de lunettes VR, de projecteurs haute résolution, de puissantes architectures graphiques en temps réel et des systèmes de suivi précis. Ces laboratoires XR en réseau permettent d'interagir des équipes à divers endroits, simultanément et en temps réel avec des prototypes virtuels identiques.

Un excellent exemple de ce développement est ce que l'on appelle les environnements de grottes (environnement virtuel automatique de la grotte), tels que ceux utilisés au centre d'ingénierie virtuelle. Dans de telles pièces, des projections 4K brillantes sont utilisées pour créer des représentations immersives à 360 ° qui permettent à l'utilisateur de vous immerger complètement dans le monde virtuel. Le suivi précis capture les mouvements des utilisateurs et permet une interaction intuitive avec l'environnement virtuel, qui va bien au-delà des possibilités des lunettes VR conventionnelles.

L'avantage de ces écosystèmes XR en réseau réside dans leur capacité à présenter des environnements virtuels très complexes et en même temps permettre la coopération entre les équipes distribuées. Les ingénieurs et les concepteurs peuvent avoir l'impression de travailler ensemble sur un prototype physique, même s'ils sont en fait à différents endroits. Cela accélère non seulement les processus de développement, mais favorise également la créativité et l'innovation, car les équipes peuvent échanger des idées efficaces et développer des solutions ensemble.

Hybridation des systèmes CAO / PLM et des interfaces XR

Un autre facteur de réussite critique pour l'ingénierie immersive dans les méta-verses industrielles est l'intégration transparente des outils et systèmes d'ingénierie existants dans les environnements de travail virtuels. En particulier, la connexion bidirectionnelle de CAD (conception assistée par ordinateur) et PLM (Gestion du cycle de vie du produit) aux interfaces XR est d'une importance cruciale.

Les systèmes CAO sont le cœur du développement de produits modernes. Les modèles 3D sont créés ici par des composants, des assemblages et des produits complets. Les systèmes PLM, en revanche, servent à gérer l'intégralité du cycle de vie du produit, de la première idée au développement et à la production à la maintenance et à l'élimination. L'intégration de ces systèmes dans la méta-vers industrielle permet aux prototypes virtuels de générer directement à partir des données CAO et de les relier aux informations du système PLM en temps réel.

Un exemple de ce développement est le designer immersif NX de Siemens, qui a été développé en collaboration avec Sony. Cette solution montre comment les données paramétriques du modèle 3D du système CAD NX peuvent être transmises de manière transparente aux lunettes de réalité mixte Sony. La chose particulière à ce sujet est la communication bidirectionnelle: les changements de conception qui sont effectués dans l'environnement virtuel sont synchronisés dans le système PLM en temps réel.

Cette approche dite "boucle fermée" élimine les ruptures des médias et évite la nécessité de transmettre manuellement les données entre différents systèmes. Il permet également la fourniture de palettes d'outils sensibles au contexte dans l'environnement virtuel. Cela signifie que les outils et fonctions disponibles pour l'utilisateur dans l'environnement XR s'adaptent dynamiquement aux tâches d'ingénierie actuelles. Par exemple, d'autres outils sont nécessaires pour un test de conception qu'avec la planification de l'assemblage ou la simulation de maintenance.

L'hybridation des systèmes CAD / PLM et des interfaces XR est donc une étape cruciale pour faire des métavants industriels une partie intégrante du flux de travail d'ingénierie. Il permet aux ingénieurs et aux concepteurs de continuer à utiliser leurs outils et processus habituels dans un environnement immersif et collaboratif et en même temps bénéficier des avantages de la technologie XR.

Environnements de simulation physiquement précis

Un autre aspect important de l'ingénierie immersive dans Metaverse est la possibilité d'effectuer des simulations physiquement précises dans des environnements virtuels. Les progrès dans des domaines tels que les simulations de moteur de tracé des rayons et de physique permettent de présenter les propriétés des matériaux, le comportement d'écoulement, la contrainte mécanique et de nombreux autres phénomènes physiques en temps réel et avec une grande précision.

Le moteur de tracé des rayons assure une représentation réaliste de la lumière et de l'ombre dans l'environnement virtuel. Ceci n'est pas seulement important pour l'immersion visuelle, mais aussi pour l'évaluation des aspects de conception tels que la qualité de surface, les réflexions et la coloration. Les simulations de physique, en revanche, permettent d'examiner le comportement des objets virtuels dans différentes conditions. Par exemple, les effets des forces et des charges sur les composants peuvent être simulés ou le comportement d'écoulement des liquides et des gaz peut être analysé dans des systèmes complexes.

Le système AR3S de Holo-Lights est un exemple de la façon dont de telles simulations physiquement précises peuvent être utilisées dans la réalité augmentée. Ici, les résultats des analyses par éléments finis (FEA), une méthode de calcul de la contrainte et des déformations mécaniques, sont placées directement sous forme de superpositions holographiques sur les prototypes physiques. Cela permet aux ingénieurs de visualiser et d'évaluer les résultats des simulations directement dans le contexte de l'objet réel.

Nvidia OMIVERSE est une autre plate-forme qui fait avancer ce développement. OmIverse permet des simulations multiphysiques accélérées GPU qui effectuent des calculs beaucoup plus rapidement que les systèmes conventionnels basés sur le processeur. Cela conduit à une accélération significative des cycles d'itération dans le développement de produits. Les ingénieurs peuvent simuler et comparer différentes variantes de conception plus rapidement, ce qui conduit à des produits optimisés et à des temps de développement plus courts. Il est rapporté que l'utilisation de ces technologies peut être réduite jusqu'à 40%.

Les simulations physiquement précises dans les métavages industriels offrent ainsi un énorme potentiel pour rendre le développement de produits plus efficace et à haute qualité. Ils permettent de tester et d'optimiser les produits pratiquement avant que les prototypes physiques ne soient construits. Cela permet non seulement de gagner du temps et des coûts, mais réduit également la consommation de matériel et contribue ainsi au développement de produits plus durable.

Modèles de travail collaboratif dans le métaverse industriel

Le Metaverse industriel n'est pas seulement une plate-forme technologique, mais aussi un catalyseur de nouvelles formes de coopération. Les possibilités immersives et interactives des métavoues ouvrent des perspectives complètement nouvelles pour la collaboration des équipes, quel que soit leur emplacement physique.

Convient à:

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Paradigmes d'interaction multimodale

Les systèmes XR modernes s'appuient sur des paradigmes d'interaction multimodaux pour permettre un fonctionnement intuitif et naturel des environnements virtuels. Au lieu des entrées classiques du clavier et de la souris, diverses méthodes d'entrée sont combinées, notamment le contrôle vocal, la reconnaissance des gestes et la rétroaction haptique.

Le contrôle vocal permet aux utilisateurs d'émettre des commandes et d'interagir avec l'environnement virtuel en parlant simplement. La reconnaissance des gestes enregistre les mouvements de la main et du corps et les traduit en actions dans le monde virtuel. La rétroaction haptique transmet des sensations tactiles, par exemple par des moteurs de vibration dans des contrôleurs ou des gants spéciaux. Cela augmente l'immersion et permet une interaction plus précise et naturelle avec les objets virtuels.

Le partenariat entre Siemens et Sony démontre l'intégration de ces paradigmes d'interaction multimodaux dans les applications industrielles. Dans leurs solutions XR, par exemple, les 6e contrôleurs (6 degrés de liberté) sont utilisés, ce qui permet une manipulation précise des assemblages virtuels. 6thof signifie que le contrôleur peut enregistrer les mouvements en six degrés de liberté: avant / arrière, gauche / droite, haut / bas et torsion autour des trois axes. Cela permet un contrôle très intuitif et précis dans l'environnement virtuel.

De plus, les systèmes de suivi des yeux sont intégrés, qui capturent la direction de vue et la focalisation des utilisateurs. Le suivi des yeux peut être utilisé dans diverses applications, par exemple pour analyser la distribution d'attention dans les équipes de conception. En évaluant les données oculaires, il peut être déterminé quelles zones d'un prototype virtuel sont visualisées particulièrement intensément et où il peut y avoir des problèmes de conception ou un potentiel d'optimisation.

La multimodalité des systèmes XR modernes apporte une contribution significative à la réduction de la période de formation pour les nouveaux utilisateurs et à l'augmentation de l'acceptation de la technologie. Il est signalé que la période de formation peut être raccourcie en moyenne de 60% par rapport aux interfaces VR classiques. Ceci est particulièrement important dans les environnements industriels, où une variété d'employés d'horizons différents et de connaissances antérieures sont souvent censés travailler avec les systèmes.

Collaboration asynchrone par des avatars basés sur l'IA

Un autre développement passionnant dans le domaine des modèles de travail collaboratif en métaverse industriel est l'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) pour soutenir la coopération asynchrone. La coopération asynchrone signifie que les membres de l'équipe n'ont pas à travailler dans un projet en même temps et au même endroit. Cela est particulièrement pertinent pour les équipes distribuées à l'échelle mondiale et pour les projets réalisés par des fuseaux horaires et des heures de travail différentes.

Les avatars basés sur l'IA peuvent jouer un rôle clé ici. Ce sont des représentations numériques des membres de l'équipe qui peuvent agir dans l'environnement virtuel en l'absence de vraies personnes. Ces avatars peuvent, par exemple, enregistrer des décisions, poursuivre des tâches et générer des recommandations d'action basées sur des données d'interaction historiques.

Aveva, un fournisseur de logiciels industriels, fait de manière intensive sur le développement de tels Avatare. Ses recherches montrent que les ki-avatars peuvent augmenter considérablement la cohérence des projets de développement intercontinental. Il est rapporté qu'une augmentation de la cohérence peut être obtenue jusqu'à 35%. En effet, les ki-avatars peuvent combler les barrières culturelles et temporelles, par exemple en documentant des informations et des décisions sous une forme standardisée et en les rendant accessibles à tous les membres de l'équipe, quel que soit leur emplacement ou leur fuseau horaire.

Les Ki-Avatars peuvent également aider à éviter la perte de connaissances et à assurer la continuité des projets. Si un membre de l'équipe part ou part en vacances, son ki-avatar peut continuer à assumer des tâches et s'assurer que des informations et des décisions importantes ne sont pas perdues.

Il est important de souligner que les avatars de l'IA ne sont pas destinés à remplacer les employés humains. Ils devraient plutôt servir d'outils de soutien qui améliorent l'efficacité et l'efficacité de la collaboration et permettent aux équipes de travailler ensemble avec succès dans des environnements complexes et distribués.

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Contexte - Bases de données de connaissances adaptatives

Un autre aspect important des modèles de travail collaboratif dans le métaverse industriel est l'intégration des bases de données de connaissances adaptatives de contexte. Dans des projets d'ingénierie complexes, il existe d'énormes quantités d'informations et de données, notamment des modèles de CAO, des fiches techniques matérielles, des normes, des directives, des informations précédentes du projet et bien plus encore. Le défi consiste à rendre ces informations disponibles pour les employés impliqués au bon moment et dans le bon contexte.

Les graphiques de connaissances intégrés peuvent offrir une solution ici. Les graphiques de connaissances sont des réseaux sémantiques qui présentent des informations sous forme de nœuds et de bords et cartographier les relations entre différents éléments d'information. Dans le contexte de la méta-verset industrielle, les graphiques de connaissances peuvent, par exemple, lier les modèles CAO avec les normes, les fiches techniques matérielles et les informations historiques du projet.

DXC Technology, une société de services informatiques, utilise des environnements méta-verseurs pour afficher ces données sensibles au contexte comme superpositions holographiques. Si un ingénieur examine un certain composant dans l'environnement virtuel, les informations pertinentes du graphique de connaissances sont automatiquement affichées, telles que les spécifications des matériaux, les directives de fabrication ou les résultats des tests précédents.

Il est rapporté que l'utilisation de telles bases de données de connaissances contextiques peut réduire le taux d'erreur dans les revues de conception jusqu'à 28%. En effet, les ingénieurs peuvent accéder à des informations pertinentes plus rapidement et plus faciles et peuvent donc prendre de plus en plus de décisions fondées.

De plus, les algorithmes d'apprentissage automatique peuvent être utilisés pour analyser les interactions utilisateur dans l'environnement virtuel et suggérer de manière proactive des informations pertinentes. Par exemple, si un ingénieur recherche souvent certaines normes ou données de matériel, le système peut automatiquement mettre ces informations au premier plan ou même en afficher une proactive avant que l'utilisateur ne le recherche.

Context -Iftave Knowledge Bases in Industrial Metavers aide ainsi à gérer le flot d'informations et à garantir que les ingénieurs et les concepteurs ont accès aux informations requises à tout moment afin de pouvoir travailler plus efficacement et sans erreur.

Implications économiques et développement du marché

L'intégration de l'ingénierie immersive et du travail collaboratif dans le métaverse industriel est non seulement technologiquement excitante, mais promet également des avantages économiques considérables. Le développement du marché dans ce domaine est dynamique et des perspectives de croissance prometteuses émergent.

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Étude de marché et innovation: pourquoi l'industrie du métaverse transforme

Les sociétés d'études de marché telles que ABI Research prédisent une croissance impressionnante pour le marché des méta-verse industriel. Un taux de croissance annuel moyen (TCAC) de 32,05% d'ici 2034 est supposé. Les entreprises se concentrent de plus en plus sur les implémentations minces avec un retour sur investissement clair et à court terme (ROI).

Une étude de Deloitte identifie trois principaux grappes de stratégies d'investissement dans les métavants industriels:

Jumeaux numériques

Environ 45% des entreprises priorisent les investissements dans les jumeaux numériques. Les jumeaux numériques sont des représentations virtuelles d'objets physiques, de processus ou de systèmes. Ils permettent aux entreprises de simuler, d'analyser et d'optimiser leurs processus réels dans le monde virtuel.

Outils de collaboration basés sur l'IA

Environ 30% des entreprises comptent sur des outils de collaboration basés sur l'IA. Ces outils sont destinés à améliorer la coopération des équipes, à soutenir la gestion des connaissances et à optimiser les processus de prise de décision.

Propres écosystèmes XR

Environ 25% des entreprises développent leurs propres écosystèmes XR. Cela comprend la construction de votre propre infrastructure dure et logicielle pour l'ingénierie immersive et les applications collaboratives dans les méta-verses.

Le partenariat entre Siemens et Sony est un exemple de la façon dont les alliances stratégiques peuvent réduire les coûts de développement de la méta-vision industrielle. Grâce au partage technologique et à l'utilisation courante du savoir-faire, les entreprises peuvent regrouper leurs ressources et stimuler les innovations plus rapidement. Il est signalé que ces partenariats peuvent réduire les coûts de développement jusqu'à 40%.

Retour sur investissement (ROI) analysé

Les investissements dans les technologies d'ingénierie immersive et de collaboration dans les méta-verses industrielles sont payantes pour les entreprises de diverses manières. De nombreuses études et projets industriels montrent le retour sur investissement positif de ces technologies.

Un avantage important consiste à réduire les prototypes physiques et les cycles de test par prototypage virtuel. En utilisant des simulations et des modèles virtuels, les produits peuvent être largement testés et optimisés avant que les prototypes physiques ne soient construits. Il est rapporté que le prototypage virtuel peut réduire le nombre de cycles de test physique en moyenne de 62%. Cela permet non seulement d'économiser les coûts des matériaux, mais aussi un temps de développement précieux.

Les revues multidisciplinaires simultanées dans des environnements virtuelles contribuent également à l'accélération du développement de produits. En raison de la possibilité que des équipes de divers domaines spécialisés puissent examiner et discuter des prototypes virtuels ensemble en même temps et ensemble, les processus de coordination sont plus efficaces et les décisions sont prises plus rapidement. Il est rapporté que de telles revues simultanées peuvent raccourcir le délai de marché jusqu'à 35%.

«Iguversum» d'IGUS, un fabricant de produits en plastique, montre le potentiel d'épargne par le biais de tests d'automatisation virtualisés. IGUS utilise des environnements virtuels pour planifier, tester et optimiser les systèmes d'automatisation. Il est rapporté que l'IGUS réalise des économies annuelles de 780 000 € en utilisant la vérification des IGU et réduit en même temps les frais de voyage de 89%.

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Burckhardt Compression, un fabricant de systèmes de compresseur, utilise la réalité augmentée (AR) pour maintenir ses systèmes. Les instructions de maintenance basées sur AR et le support à distance peuvent être effectuées plus efficacement et plus efficacement. Il est rapporté que la compression Burckhardt atteint une disponibilité du système 43% plus élevée par maintenance basée sur AR.

Ces exemples montrent que le retour sur investissement de l'ingénierie immersive et des technologies collaboratifs dans les métavages industriels dans divers domaines d'application et d'industries est significatif. Les avantages vont des économies de coûts et des gainissements de temps aux améliorations de qualité et à la disponibilité accrue du système.

Nouveaux modèles commerciaux et chaînes de valeur

Le développement de métavages industriels entraîne non seulement des augmentations d'efficacité et des économies de coûts dans les modèles commerciaux existants, mais ouvre également des modèles commerciaux et des chaînes de valeur complètement nouveaux.

Un exemple de cela est les plateformes de métaverse en tant que service qui offrent un accès à l'utilisation à l'utilisation aux ressources de simulation haut de gamme. Surtout pour les petites et moyennes sociétés (PME), l'accès à des logiciels de simulation coûteux et au matériel peut être un obstacle majeur. Les plates-formes de métaverse en tant que service permettent à ces entreprises d'utiliser des ressources de simulation selon les besoins et peu coûteuses sans avoir à faire des investissements préliminaires élevés.

"XR Now" par Holo-Light est un exemple d'une telle plate-forme. XR offre désormais un accès à la rémunération aux ressources de supercalcul pour les applications XR. Il est signalé que les entreprises peuvent recevoir l'utilisation de ressources de supercalcul pour seulement 0,12 € par heure de GPU. Cela abrite un potentiel perturbateur en particulier pour les entreprises de taille moyenne, car elle permet également aux petites entreprises de réaliser des simulations complexes et de bénéficier des avantages de l'ingénierie immersive.

Dans le même temps, des services de conseil spécialisés pour l'intégration de XR développent des processus PLM existants. L'introduction de technologies d'ingénierie immersive et de méta-verse dans les entreprises nécessite souvent des changements profonds dans les processus, les structures et les compétences. Les sociétés de conseil soutiennent les sociétés dans la conception avec succès de cette transformation. Il est prévu que le marché de ces services de conseil atteindra un volume de 12,4 milliards d'euros d'ici 2026.

Le développement de Industrial Metaverse crée non seulement de nouvelles opportunités pour les entreprises d'améliorer leurs produits et processus, mais aussi pour développer des services innovants et des modèles commerciaux pour les nouvelles entreprises.

Future de la collaboration: comment OpenXrt et Blockchain façonnent le verset industriel

Malgré le grand potentiel des métavants industriels, il existe également des défis et des facteurs de réussite critiques que les entreprises doivent prendre en compte lors de la mise en œuvre.

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Interopérabilité et normalisation

L'un des plus grands défis est l'hétérogénéité des formats XR et des systèmes CAO. Il existe une variété de formats de fichiers différents, de protocoles de suivi et de moteur physique, qui ne sont souvent pas compatibles entre eux. Il est difficile d'échanger des données et une coopération entre différents systèmes et plateformes.

Afin de faire face à ce défi, les initiatives de normalisation sont d'une importance cruciale. Le Fraunhofer IAO, par exemple, travaille sur une norme "OpenXRT" qui vise à normaliser les formats de fichiers, les protocoles de suivi et le moteur physique. L'objectif est de créer une norme ouverte et interopérable pour les technologies XR dans un contexte industriel.

Les premiers tests avec la norme OpenXRT montrent des résultats prometteurs. Il est rapporté que les temps de conversion des données peuvent être réduits jusqu'à 70%, tandis que la précision du modèle est améliorée de 92%. Une telle norme simplifierait considérablement l'échange de données entre différents systèmes XR et outils d'ingénierie et augmenterait l'efficacité des processus de développement.

Sécurité des données dans des environnements distribués

Un autre aspect important est la sécurité des données dans des environnements distribués. Dans les métavants industriels, les données de construction sensibles et les informations de production sont souvent échangées sur divers emplacements et partenaires. Il est donc crucial de s'assurer que ces données sont protégées contre l'accès et la manipulation non autorisés.

Des solutions basées sur la blockchain telles que «l'espace de données industrielles» de Siemens offrent ici des approches prometteuses. L'espace de données industriel permet des échanges de données sûrs et confiants entre les entreprises. L'utilisation de la technologie de la blockchain et de la connaissance des connaissances zéro garantit que les données sensibles ne peuvent être visualisées et utilisées que par des parties autorisées tandis que la vie privée est conservée en même temps.

Les tiques de données chiffrées permettent d'attribuer des droits d'accès temporaires pour les partenaires externes sans exposer complètement le système PLM central. Ceci est particulièrement important pour la coopération avec les fournisseurs et les prestataires de services qui peuvent avoir besoin d'accéder à certaines données limitées.

La sécurité des données et la protection des données sont donc des facteurs de réussite centraux pour l'acceptation et l'utilisation de la méta-couplet industrielle dans les entreprises. Des concepts et technologies de sécurité robustes sont essentiels pour acquérir la confiance des entreprises dans ces nouvelles technologies et pour assurer la protection des données sensibles.

Développement de qualification et gestion du changement

L'introduction de technologies d'ingénierie immersive et de méta-verse nécessite non seulement des ajustements technologiques, mais également un développement de qualification complet et une gestion efficace du changement. Les employés doivent être formés pour travailler avec les nouvelles technologies et se préparer aux modifications de travail.

DXC Technology rapporte des programmes de qualification de 200 heures spécialement adaptés aux besoins de la méta-distinction industrielle. Ces programmes transmettent à la fois des compétences techniques pour traiter les systèmes XR et les logiciels de simulation ainsi que les compétences générales collaboratives qui sont essentielles pour travailler dans des équipes virtuelles.

Les éléments de gamification sont utilisés dans ces programmes de qualification pour accroître la motivation et l'engagement des participants. Il est rapporté que la gamification augmente considérablement le taux final des programmes de qualification. Par rapport à la formation traditionnelle, dans laquelle le taux final est souvent d'environ 67%, les programmes de qualification basés sur la réalité virtuelle avec des éléments de gamification atteignent des taux finaux allant jusqu'à 89%.

Dans le même temps, il est important d'institutionnaliser les changements culturels qui vont de pair avec l'introduction de métavages industriels. Une étude du MLC (Manufacturing Leadership Council) montre que 68% des sociétés manufacturières établissent des départements de méta-contre-versement dédiés afin de façonner activement le changement culturel et de promouvoir l'intégration des nouvelles technologies.

Le développement de la qualification et la gestion du changement sont donc des facteurs de réussite cruciaux pour la réussite de la mise en œuvre des métavages industriels. Les entreprises doivent investir dans la formation et la formation approfondie de leurs employés et promouvoir une culture d'entreprise qui soutient l'ouverture à l'innovation et de nouvelles façons de travailler.

Computation quantique dans la métaverse industriel: simulations de l'avenir

Le développement de métavages industriels est toujours au début, et il y a déjà des perspectives futures passionnantes et se concentrer sur la recherche qui augmentera encore le potentiel de ces technologies.

Systèmes XR adaptatifs NeuroCa

Un domaine de recherche prometteur est des systèmes XR neurocaptatifs basés sur des interfaces cérébrales-ordinateur (BCI). BCI permette une communication directe entre le cerveau humain et un ordinateur. Dans le contexte de la méta-verse industrielle, BCI pourrait être utilisé pour intégrer les signaux cognitifs directement dans les processus de conception et rendre l'interaction avec les environnements virtuels encore plus intuitifs et efficaces.

Les premiers prototypes du Fraunhofer IAO montrent déjà les possibilités des systèmes XR neurocadaptifs. Ces systèmes lisent les données EEG (électroencéphalogramme) afin d'identifier les niveaux de contrainte dans les réunions virtuelles et d'adapter automatiquement la luminosité ambiante. L'objectif est d'optimiser les conditions de travail dans des environnements virtuels et de réduire le stress cognitif des utilisateurs.

Sony a expérimenté avec des systèmes basés sur l'IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) qui enregistrent les préférences de conception inconscientes et utilisent comme entrées pour les systèmes d'IA génératifs. Sur la base de ces préférences, l'IA générative peut alors générer automatiquement des suggestions de conception et accélérer et améliorer le processus de conception.

Les systèmes XR neurodaptifs ont le potentiel de changer fondamentalement l'interaction avec les environnements virtuels et de permettre de nouvelles formes d'interaction humaine-ordinateur. Cependant, de nombreuses recherches sont toujours nécessaires pour amener ces technologies à la maturité du marché et pour clarifier les questions éthiques en relation avec l'utilisation des données cérébrales.

Computing quantique pour les simulations en temps réel

Une autre perspective future prometteuse est l'utilisation de l'informatique quantique pour des simulations en temps réel dans les métavants industriels. Les ordinateurs quantiques utilisent les principes de la mécanique quantique pour résoudre certaines tâches informatiques beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques.

La combinaison de simulateurs quantiques avec visualisation XR pourrait réduire le calcul des analyses de débit complexes ou des simulations de matériaux de semaines à quelques minutes. Cela accélérerait considérablement les cycles d'itération du développement de produits et élargirait les possibilités de tests virtuels et d'optimisations.

Les projets de recherche à ETH Zurich montrent les premiers succès dans la prédiction quantique de la fatigue matérielle. Les résultats de ces simulations peuvent être visualisés sous forme de cartes de dégâts holographiques et utilisés dans Metaverse industriel pour tester les composants pratiquement pour leur durée de vie et leur fiabilité.

L'informatique quantique a le potentiel de révolutionner les technologies de simulation dans les méta-verses industrielles et d'ouvrir complètement de nouveaux domaines d'application. Cependant, l'informatique quantique est encore à un stade précoce du développement, et il faudra un certain temps avant que cette technologie puisse être utilisée dans les applications industrielles.

Potentiel de durabilité par les usines virtuelles

Le Metaverse industriel offre également un potentiel de durabilité important. Les jumeaux numériques permettent la planification optimisée des systèmes de production en énergie dans la phase de conception. En simulant divers scénarios de production et flux d'énergie, les entreprises peuvent optimiser et protéger la consommation d'énergie de leurs usines.

Freyr, un fabricant de cellules de batterie, utilise des simulations Gigafactory pour réduire la consommation d'énergie de ses installations de production. Il est rapporté que Freyr peut réduire la consommation d'énergie de 23% par des lignes de production d'équilibrage virtuel.

Les simulations logistiques soutenues par l'IA dans le métaverse industriel peuvent également aider à améliorer la durabilité des chaînes d'approvisionnement. En optimisant les voies de transport et l'entreposage, les entreprises peuvent réduire les émissions de CO2 dans leur chaîne d'approvisionnement. Il est rapporté que les simulations logistiques basées sur l'IA peuvent réduire les émissions de CO2 dans la chaîne d'approvisionnement en moyenne de 18%.

Les usines virtuelles dans des métavages industriels permettent de planifier, simuler et optimiser les processus de production sans consommer des ressources physiques. Cela contribue à une production plus durable et soutient les entreprises dans leurs efforts pour améliorer leur équilibre environnemental.

Synthèse et recommandations d'action

L'analyse montre que l'ingénierie immersive dans le métaverse industriel n'est pas une vision futuriste, mais un levier opérationnel pour les innovations compétitives. Les entreprises qui abordent stratégiquement ce développement peuvent réaliser des avantages importants et se positionner à la tête d'une nouvelle ère d'ingénierie.

Pour les décideurs de décision dans les entreprises, cela se traduit par les recommandations suivantes pour l'action:

Poursuivre les stratégies de mise en œuvre incrémentales

Commencez par des cas d'utilisation clairement définis qui promettent un retour sur investissement rapide. Les critiques de conception virtuelle ou la maintenance basée sur AR sont de bons points d'entrée pour acquérir une expérience initiale et favoriser l'acceptation dans l'entreprise.

Établir des centres de compétences interdisciplinaires

Créez des équipes qui en réunissent des experts, de l'ingénierie mécanique et des sciences cognitives. Ces équipes peuvent développer des solutions XR centrées sur l'utilisateur qui sont adaptées aux besoins spécifiques de l'entreprise.

Priorité les écosystèmes ouverts

Placer les normes ouvertes et les architectures modulaires qui garantissent la flexibilité et l'adaptabilité à travers les interfaces API. Cela permet une intégration rapide des générations de nouvelles technologies et évite les effets de verrouillage des fournisseurs.

Mettre en œuvre des directives d'éthique pour la collaboration de l'IA

Élaborez des directives claires pour l'utilisation de l'IA dans des environnements collaboratifs. La transparence dans les processus de prise de décision algorithmique et les instances de contrôle humain est essentielle pour créer la confiance et minimiser les risques éthiques.

Collaboratif, immersif et transformateur

Le développement de la méta-severs industrielle dépendra considérablement de la mesure dans laquelle les technologies imsives ne sont pas en mesure de comprendre comme des outils isolés, mais en tant que partie intégrante des chaînes de valeur en réseau. Les entreprises qui s'attaquent stratégiquement à cette transformation et prennent en compte les recommandations d'action pourront exploiter le plein potentiel de la méta-vers industrielle et garantir un avantage concurrentiel décisif. L'avenir de l'ingénierie a commencé et il est immersif, collaboratif et transformateur.

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