Ingegneria immersiva, cooperazione collaborativa e cosa ha a che fare con il metaversa

Ingegneria immersiva e cooperazione collaborativa in metaverse industriale: una simbiosi trasformativa

Il mondo della produzione industriale è un tipo completamente nuovo di sviluppo del prodotto con l'industria 4.0 e le meta -versi industriali nella soglia, guidato dalla fusione di ingegneria immersiva, metodi avanzati di cooperazione e tecnologie emergenti del metaverse. Mentre i meta -verse in generale - spesso in relazione all'intrattenimento e ai social media - sta ancora lottando per la sua rilevanza economica, emerge un'area specifica che agisce già come pilota di economia reale: il metaversa industriale. Questo sviluppo promette non meno di un cambio di paradigma nel modo in cui i prodotti sono progettati, sviluppati, fabbricati, fabbricati e manutenzione.

Questo rapporto illumina gli aspetti a più strati di questa trasformazione e analizza le implicazioni tecnologiche, organizzative ed economiche risultanti dall'integrazione dell'ingegneria immersiva e del lavoro collaborativo nel metaverse industriale. Facciamo affidamento sui risultati delle attuali iniziative di ricerca e dei progetti industriali pionieristici al fine di trarre un quadro completo delle opportunità e delle sfide che questo sviluppo offre.

Adatto a:

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Fondamenti tecnologici di ingegneria immersiva in metaverse

Il metaversa industriale si basa su una serie di tecnologie chiave che consentono una dimensione completamente nuova dello sviluppo e della produzione del prodotto nella sua combinazione. Al centro di questa rivoluzione tecnologica c'è l'ingegneria coinvolgente, che consente a ingegneri e designer di immergersi in ambienti virtuali e interattivi e di interagire con modelli e simulazioni digitali come se fossero reali.

Ecosistemi XR in rete come base infrastrutturale

Un prerequisito fondamentale per la realizzazione del meta-severso industriale sono ecosistemi XR potenti e in rete (XR sta per la realtà estesa, un termine ombrello per la realtà virtuale, realtà aumentata e realtà mista). Gli occhiali tradizionali di realtà virtuale, sebbene già stabiliti in molte aree, spesso raggiungono i loro limiti a richiedere applicazioni industriali. È qui che entra in gioco lo sviluppo di infrastrutture XR progressive, che vanno oltre i semplici display montati sulla testa.

Iniziative come l'istanza di Fraunhofer IAO dimostrano la strada per il futuro. Un'infrastruttura hardware e software intersettoriali viene creata qui sulla base di sistemi complessi. Invece di occhiali VR, proiettori ad alta risoluzione, potenti architetture grafiche in tempo reale e sistemi di tracciamento precisi. Questi laboratori XR in rete consentono di interagire team in varie località, contemporaneamente e in tempo reale con identici prototipi virtuali.

Un primo esempio di questo sviluppo sono i cosiddetti ambienti di caverne (ambiente virtuale automatico delle caverne), come quelli utilizzati nel Center for Virtual Engineering. In tali stanze, le proiezioni 4K brillanti vengono utilizzate per creare rappresentazioni coinvolgenti a 360 ° che consentono all'utente di immergersi completamente nel mondo virtuale. Il tracciamento preciso cattura i movimenti degli utenti e consente l'interazione intuitiva con l'ambiente virtuale, che va ben oltre le possibilità degli occhiali VR convenzionali.

Il vantaggio di tali ecosistemi XR in rete risiede nella loro capacità di presentare ambienti virtuali altamente complessi e allo stesso tempo consentono la cooperazione tra i team distribuiti. Ingegneri e designer possono sentirsi come se stessero lavorando insieme su un prototipo fisico, anche se in realtà si trovano in luoghi diversi. Ciò non solo accelera i processi di sviluppo, ma promuove anche la creatività e l'innovazione, poiché i team possono scambiare idee efficaci e sviluppare soluzioni insieme.

Ibridazione di sistemi CAD/PLM e interfacce XR

Un altro fattore di successo critico per l'ingegneria immersiva nelle meta -versi industriali è l'integrazione senza soluzione di continuità di strumenti e sistemi di ingegneria esistenti negli ambienti di lavoro virtuali. In particolare, la connessione bidirezionale dei sistemi CAD (progettazione assistita da computer) e PLM (gestione del ciclo di vita del prodotto) alle interfacce XR è di importanza cruciale.

I sistemi CAD sono il cuore dello sviluppo del prodotto moderno. I modelli 3D vengono creati qui da componenti, assemblaggi e prodotti completi. I sistemi PLM, d'altra parte, servono a gestire l'intero ciclo di vita del prodotto, dalla prima idea allo sviluppo e alla produzione alla manutenzione e allo smaltimento. L'integrazione di questi sistemi nei meta versi industriali consente ai prototipi virtuali di generare direttamente dai dati CAD e di collegarli alle informazioni dal sistema PLM in tempo reale.

Un esempio di questo sviluppo è il designer immersivo NX di Siemens, che è stato sviluppato in collaborazione con Sony. Questa soluzione dimostra come i dati del modello 3D parametrico dal sistema CAD NX possano essere trasmessi perfettamente agli occhiali di realtà mista Sony. La cosa speciale di questo è la comunicazione bidirezionale: i cambiamenti di progettazione che vengono effettuati nell'ambiente virtuale vengono sincronizzati nel sistema PLM in tempo reale.

Questo cosiddetto approccio a "circuito chiuso" elimina le pause dei media ed evita la necessità di trasmettere manualmente i dati tra diversi sistemi. Consente inoltre la fornitura di pallet di strumenti sensibili al contesto nell'ambiente virtuale. Ciò significa che gli strumenti e le funzioni disponibili per l'utente nell'ambiente XR si adattano dinamicamente alle attuali attività di ingegneria. Ad esempio, sono necessari altri strumenti per un test di progettazione che con la pianificazione dell'assemblaggio o la simulazione di manutenzione.

L'ibridazione dei sistemi CAD/PLM e delle interfacce XR è quindi un passo cruciale per rendere le metaver industriali una parte integrante del flusso di lavoro ingegneristico. Consente agli ingegneri e ai progettisti di continuare a utilizzare i loro soliti strumenti e processi in un ambiente immersivo e collaborativo e allo stesso tempo beneficia dei vantaggi della tecnologia XR.

Ambienti di simulazione fisicamente accurati

Un altro aspetto importante dell'ingegneria immersiva in Metaverse è l'opzione di eseguire simulazioni fisicamente accurate in ambienti virtuali. I progressi in settori come il traping del motore e le simulazioni di fisica consentono di presentare proprietà dei materiali, comportamento a flusso, stress meccanico e molti altri fenomeni fisici in tempo reale e con alta precisione.

Il motore Ray Tracing garantisce una rappresentazione realistica di luce e ombra nell'ambiente virtuale. Questo non è solo importante per l'immersione visiva, ma anche per la valutazione di aspetti di progettazione come qualità superficiale, riflessi e colorazioni. Le simulazioni di fisica, d'altra parte, consentono di esaminare il comportamento degli oggetti virtuali in condizioni diverse. Ad esempio, gli effetti delle forze e dei carichi sui componenti possono essere simulati o il comportamento di flusso di liquidi e gas può essere analizzato in sistemi complessi.

Il sistema AR3S di Holo-Lights è un esempio di come tali simulazioni fisicamente accurate possano essere utilizzate nella realtà aumentata. Qui i risultati delle analisi degli elementi finiti (FEA), un metodo per calcolare lo stress meccanico e le deformazioni, sono posizionati direttamente come sovrapposizioni olografiche sui prototipi fisici. Ciò consente agli ingegneri di visualizzare e valutare i risultati delle simulazioni direttamente nel contesto dell'oggetto reale.

Nvidia Omniverse è un'altra piattaforma che spinge questo sviluppo in avanti. Omniverse consente simulazioni multifisiche accelerate dalla GPU che eseguono calcoli molto più velocemente rispetto ai sistemi basati su CPU convenzionali. Ciò porta a una significativa accelerazione dei cicli di iterazione nello sviluppo del prodotto. Gli ingegneri possono simulare e confrontare le diverse varianti di design più velocemente, il che porta a prodotti ottimizzati e tempi di sviluppo più brevi. È stato riferito che l'uso di tali tecnologie può essere ridotto fino al 40%.

Simulazioni fisicamente accurate nelle metaver industriali offrono quindi un enorme potenziale per rendere lo sviluppo del prodotto più efficiente e di alta qualità. Consentono di testare e ottimizzare i prodotti praticamente prima che debbano essere costruiti prototipi fisici. Ciò non solo risparmia tempo e costi, ma riduce anche il consumo di materiale e quindi contribuisce allo sviluppo di prodotti più sostenibile.

Modelli di lavoro collaborativo in metaverse industriale

Il metaversa industriale non è solo una piattaforma tecnologica, ma anche un catalizzatore per nuove forme di cooperazione. Le possibilità immersive e interattive dei metaver aprono nuove prospettive per la collaborazione dei team, indipendentemente dalla loro posizione fisica.

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Paradigmi di interazione multimodale

I moderni sistemi XR si basano su paradigmi di interazione multimodale per consentire il funzionamento intuitivo e naturale degli ambienti virtuali. Invece di ingressi classici di tastiera e mouse, vengono combinati vari metodi di input, tra cui il controllo vocale, il riconoscimento dei gesti e il feedback tattile.

Il controllo vocale consente agli utenti di emettere comandi e interagire con l'ambiente virtuale semplicemente parlando. Gesture Riconoscimento registra i movimenti della mano e del corpo e li traduce in azioni nel mondo virtuale. Il feedback tattile trasmette sensazioni tattili, ad esempio da motori di vibrazione in controller o guanti speciali. Ciò aumenta l'immersione e consente un'interazione più precisa e naturale con gli oggetti virtuali.

La partnership tra Siemens e Sony dimostra l'integrazione di tali paradigmi di interazione multimodale nelle applicazioni industriali. Nelle loro soluzioni XR, ad esempio, vengono utilizzati i controller 6THOF (6 gradi di libertà), che consentono una manipolazione precisa di assiemi virtuali. 6thof significa che il controller può registrare movimenti in sei gradi di libertà: avanti/indietro, sinistra/destra, in alto/giù e girare attorno a tutti e tre gli assi. Ciò consente un controllo molto intuitivo e preciso nell'ambiente virtuale.

Inoltre, i sistemi di tracciamento degli occhi sono integrati, che catturano la direzione di vista e il focus degli utenti. Il monitoraggio degli occhi può essere utilizzato in varie applicazioni, ad esempio per l'analisi della distribuzione dell'attenzione nei team di progettazione. Valutando i dati degli occhi, si può determinare quali aree di un prototipo virtuale sono visualizzate in modo particolarmente intensamente e dove potrebbero esserci problemi di progettazione o potenziale di ottimizzazione.

La multimodalità dei moderni sistemi XR dà un contributo significativo alla riduzione del periodo di formazione per i nuovi utenti e ad aumentare l'accettazione della tecnologia. È stato riferito che il periodo di addestramento può essere ridotto in media del 60% rispetto alle interfacce VR classiche. Ciò è particolarmente importante negli ambienti industriali, in cui una varietà di dipendenti con background diversi e conoscenze precedenti dovrebbero spesso funzionare con i sistemi.

Collaborazione asincrona da parte degli avatar con sede in AI

Un altro entusiasmante sviluppo nel campo dei modelli di lavoro collaborativo nella metaversa industriale è l'uso dell'intelligenza artificiale (AI) per supportare la cooperazione asincrona. Cooperazione asincrona significa che i membri del team non devono lavorare in un progetto allo stesso tempo e nello stesso posto. Ciò è particolarmente rilevante per i team distribuiti a livello globale e per i progetti realizzati tramite fusi orari e orari di lavoro diversi.

Gli avatar basati sull'intelligenza artificiale possono svolgere un ruolo chiave qui. Sono rappresentazioni digitali dei membri del team che possono agire nell'ambiente virtuale in assenza di persone reali. Questi avatar possono, ad esempio, registrare decisioni, perseguire compiti e generare raccomandazioni per l'azione basate su dati di interazione storica.

Aveva, un fornitore di software industriale, fa ricerche intensamente allo sviluppo di tale avatare. La sua ricerca mostra che i ki-Avatari possono aumentare significativamente la coerenza nei progetti di sviluppo intercontinentale. È stato riferito che un aumento della coerenza può essere ottenuto fino al 35%. Questo perché i ki-Avati possono colmare le barriere culturali e temporali, ad esempio documentando informazioni e decisioni in una forma standardizzata e rendendoli accessibili a tutti i membri del team, indipendentemente dalla loro posizione o fuso orario.

I ki-Avatar possono anche aiutare a evitare la perdita di conoscenza e garantire la continuità nei progetti. Se un membro del team lascia o va in vacanza, il suo ki-Avatar può continuare ad assumere compiti e garantire che informazioni e decisioni importanti non vengano perse.

È importante sottolineare che gli avatar di AI non hanno lo scopo di sostituire i dipendenti umani. Piuttosto, dovrebbero servire da strumenti di supporto che migliorano l'efficienza e l'efficacia della collaborazione e consentire ai team di lavorare con successo insieme in ambienti complessi e distribuiti.

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Contesto -Database di conoscenza adattiva

Un altro aspetto importante dei modelli di lavoro collaborativi in ​​Metaverse industriale è l'integrazione dei database di conoscenza del contesto. In progetti di ingegneria complessi, ci sono enormi quantità di informazioni e dati, tra cui modelli CAD, schede dati di materiale, standard, linee guida, informazioni precedenti del progetto e molto altro. La sfida è rendere disponibili queste informazioni per i dipendenti coinvolti al momento giusto e nel giusto contesto.

I grafici di conoscenza integrati possono offrire una soluzione qui. I grafici della conoscenza sono reti semantiche che presentano informazioni sotto forma di nodi e bordi e mappa le relazioni tra diversi elementi informativi. Nel contesto del meta versetto industriale, i grafici delle conoscenze possono, ad esempio, collegare i modelli CAD con standard, schede dati di materiale e informazioni storiche del progetto.

La tecnologia DXC, una società di servizi IT, utilizza ambienti meta-versi per visualizzare questi dati sensibili al contesto come sovrapposizioni olografiche. Se un ingegnere esamina un determinato componente nell'ambiente virtuale, vengono automaticamente visualizzate le informazioni pertinenti dal grafico delle conoscenze, come specifiche del materiale, linee guida di produzione o risultati di test precedenti.

È stato riferito che l'uso di tali database di conoscenza contestici può ridurre il tasso di errore nelle revisioni del progetto fino al 28%. Questo perché gli ingegneri possono accedere a informazioni pertinenti più rapidamente e più facili e possono quindi prendere decisioni sempre più ben fondate.

Inoltre, gli algoritmi di apprendimento automatico possono essere utilizzati per analizzare le interazioni dell'utente nell'ambiente virtuale e suggerire in modo proattivo informazioni pertinenti. Ad esempio, se un ingegnere cerca spesso determinati standard o dati materiali, il sistema può mettere automaticamente queste informazioni in primo piano o addirittura mostrare in modo proattivo prima che l'utente debba cercarlo.

Contesto -Database delle conoscenze di Iftave nei metaver industriali aiutano quindi a gestire il diluvio di informazioni e garantire che gli ingegneri e i progettisti abbiano accesso alle informazioni richieste in qualsiasi momento per poter lavorare in modo più efficiente e senza errori.

Implicazioni economiche e sviluppo del mercato

L'integrazione dell'ingegneria immersiva e del lavoro collaborativo nel metaversa industriale non è solo tecnologicamente eccitante, ma promette anche notevoli vantaggi economici. Lo sviluppo del mercato in questo settore è emergendo le prospettive di crescita dinamiche e promettenti.

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Ricerche di mercato e innovazione: perché il Metaverse trasforma l'industria

Le società di ricerche di mercato come la ricerca ABI prevedono una crescita impressionante per il mercato meta-verse industriale. Si assume un tasso di crescita medio annuo (CAGR) del 32,05% entro il 2034. Il focus delle aziende è sempre più sulle implementazioni sottili con un rendimento chiaro e breve (ROI).

Uno studio di Deloitte identifica tre principali gruppi di strategie di investimento nelle metaver industriali:

Gemelli digitali

Circa il 45% delle aziende dà la priorità agli investimenti nei gemelli digitali. I gemelli digitali sono rappresentazioni virtuali di oggetti, processi o sistemi fisici. Consentono alle aziende di simulare, analizzare e ottimizzare i loro processi reali nel mondo virtuale.

Strumenti di collaborazione basati sull'intelligenza artificiale

Circa il 30% delle aziende si basa su strumenti di collaborazione con sede in AI. Questi strumenti hanno lo scopo di migliorare la cooperazione di team, supportare la gestione delle conoscenze e ottimizzare i processi di decisione.

Proprio ecosistemi XR

Circa il 25% delle aziende sviluppa i propri ecosistemi XR. Ciò include la costruzione della propria infrastruttura dura e software per le applicazioni di ingegneria e collaborativa coinvolgenti in meta-versi.

La partnership tra Siemens e Sony è un esempio di come le alleanze strategiche possano ridurre i costi di sviluppo in meta -verse industriali. Attraverso la condivisione della tecnologia e l'uso comune del know-how, le aziende possono raggruppare le proprie risorse e guidare le innovazioni più velocemente. È stato riferito che tali partenariati possono ridurre i costi di sviluppo fino al 40%.

Analizzato il ritorno sull'investimento (ROI)

Gli investimenti in ingegneria immersiva e tecnologie collaborative nelle meta -versi industriali pagano per le aziende in vari modi. Numerosi studi e progetti industriali mostrano il ROI positivo di queste tecnologie.

Un vantaggio importante è ridurre i prototipi fisici e i cicli di prova mediante prototipi virtuali. Utilizzando simulazioni e modelli virtuali, i prodotti possono essere ampiamente testati e ottimizzati prima che debbano essere costruiti prototipi fisici. È stato riferito che la prototipazione virtuale può ridurre in media il numero di cicli di test fisici del 62%. Ciò non solo consente di risparmiare costi materiali, ma anche preziosi tempi di sviluppo.

Anche le revisioni multidisciplinari simultanee in ambienti virtuali contribuiscono all'accelerazione dello sviluppo del prodotto. A causa della possibilità che i team provenienti da varie aree specialistiche possano esaminare e discutere insieme prototipi virtuali contemporaneamente e insieme, i processi di coordinamento sono più efficienti e le decisioni vengono prese più velocemente. È stato riferito che tali recensioni simultanee possono ridurre il time-to-market fino al 35%.

"Iguversum" di Igus, un produttore di prodotti in plastica, dimostra il potenziale di risparmio attraverso test di automazione virtualizzati. IGUS utilizza ambienti virtuali per pianificare, testare e ottimizzare i sistemi di automazione. È stato riferito che le IGU ottengono risparmi annuali di € 780.000 utilizzando la verifica IGU e allo stesso tempo riduce le spese di viaggio dell'89%.

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Burckhardt Compression, un produttore di sistemi compressori, utilizza la realtà aumentata (AR) per mantenere i suoi sistemi. Le istruzioni di manutenzione basate sull'AR e il supporto remoto possono essere effettuate in modo più efficiente ed efficace. È stato riferito che la compressione Burckhardt raggiunge la disponibilità del sistema più alta del 43% per manutenzione basata su AR.

Questi esempi mostrano che il ROI dell'ingegneria immersiva e delle tecnologie collaborative nei metaver industriali in varie aree di applicazione e industrie è significativo. I vantaggi vanno dai risparmi sui costi e ai risparmi di tempo ai miglioramenti della qualità e all'aumento della disponibilità del sistema.

Nuovi modelli di business e catene di valore

Lo sviluppo di metaver industriali non solo porta ad aumenti di efficienza e risparmi sui costi nei modelli di business esistenti, ma apre anche modelli di business completamente nuovi e catene di valore.

Un esempio di ciò sono le piattaforme metaverse come servizi che offrono un accesso pay-per-use a risorse di simulazione di fascia alta. Soprattutto per le società di piccole e medie dimensioni (PMI), l'accesso a costosi software di simulazione e hardware può essere un grande ostacolo. Le piattaforme metaverse-as-a-service consentono a queste aziende di utilizzare le risorse di simulazione come richiesto ed economico senza dover effettuare alti investimenti preliminari.

"Xr Now" di Holo-Light è un esempio di tale piattaforma. XR ora offre l'accesso pay-per-us alle risorse di supercomputer per le applicazioni XR. È stato riferito che le aziende possono ricevere l'uso di risorse di supercomputer a soli € 0,12 per ora GPU. Ciò ospita un potenziale dirompente in particolare per le società di medie dimensioni, poiché consente anche alle aziende più piccole di effettuare simulazioni complesse e di beneficiare dei vantaggi dell'ingegneria immersiva.

Allo stesso tempo, i servizi di consulenza specializzati per l'integrazione di XR si sviluppano nei processi PLM esistenti. L'introduzione di ingegneria immersiva e tecnologie meta-verse nelle aziende spesso richiede profondi cambiamenti nei processi, nelle strutture e nelle competenze. Le società di consulenza supportano le aziende nella progettazione con successo di questa trasformazione. Si prevede che il mercato per tali servizi di consulenza raggiungerà un volume di € 12,4 miliardi entro il 2026.

Lo sviluppo di Metaverse industriali non solo crea nuove opportunità per le aziende di migliorare i propri prodotti e processi, ma anche per sviluppare servizi innovativi e modelli di business per le nuove aziende.

Future of Collaboration: How OpenXrt e Blockchain modellano il meta versetto industriale

Nonostante il grande potenziale delle metaver industriali, ci sono anche sfide e fattori critici di successo che le aziende devono prendere in considerazione durante l'implementazione.

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Interoperabilità e standardizzazione

Una delle maggiori sfide è l'eterogeneità dei formati XR e dei sistemi CAD. Esistono diversi formati di file, protocolli di tracciamento e motore di fisica, che spesso non sono compatibili tra loro. Ciò rende difficile scambiare dati e cooperazione tra sistemi e piattaforme diversi.

Al fine di far fronte a questa sfida, le iniziative di standardizzazione sono di fondamentale importanza. Fraunhofer IAO, ad esempio, sta lavorando su uno standard "OpenXRT" che mira a standardizzare i formati di file, i protocolli di monitoraggio e il motore di fisica. L'obiettivo è creare uno standard aperto e interoperabile per le tecnologie XR in un contesto industriale.

I primi test con lo standard OpenXRT mostrano risultati promettenti. È stato riferito che i tempi di conversione dei dati possono essere ridotti fino al 70%, mentre l'accuratezza del modello è migliorata del 92%. Tale standard semplificherebbe significativamente lo scambio di dati tra diversi sistemi XR e strumenti di ingegneria e aumenterebbe l'efficienza dei processi di sviluppo.

Sicurezza dei dati in ambienti distribuiti

Un altro aspetto importante è la sicurezza dei dati negli ambienti distribuiti. Nelle metaver industriali, i dati di costruzione sensibili e le informazioni sulla produzione vengono spesso scambiati in varie località e partner. È quindi fondamentale garantire che questi dati siano protetti da accesso e manipolazione non autorizzati.

Soluzioni basate su blockchain come lo "spazio dei dati industriali" di Siemens offrono approcci promettenti qui. Lo spazio dei dati industriali consente uno scambio di dati sicuro e sicuro tra le aziende. L'uso della tecnologia blockchain e della conoscenza zero-a prova di garanzia che i dati sensibili possano essere visualizzati e utilizzati solo da parti autorizzate mentre la privacy viene conservata contemporaneamente.

Le zecche di dati crittografate consentono di assegnare diritti di accesso temporanei ai partner esterni senza esporre completamente il sistema PLM centrale. Ciò è particolarmente importante per la cooperazione con fornitori e fornitori di servizi che potrebbero aver bisogno di accedere a determinati dati solo per un periodo di tempo limitato.

La sicurezza dei dati e la protezione dei dati sono quindi fattori di successo centrali per l'accettazione e l'uso di meta versetti industriali nelle aziende. Concetti e tecnologie di sicurezza robusti sono essenziali per ottenere la fiducia delle aziende in queste nuove tecnologie e per garantire la protezione dei dati sensibili.

Sviluppo delle qualifiche e gestione del cambiamento

L'introduzione dell'ingegneria immersiva e delle tecnologie meta-verse non richiede solo aggiustamenti tecnologici, ma anche uno sviluppo di qualificazione globale e una gestione efficace del cambiamento. I dipendenti devono essere formati per lavorare con le nuove tecnologie e preparati per i modi mutati di lavorare.

La tecnologia DXC riporta i programmi di qualificazione di 200 ore appositamente su misura per le esigenze del meta-severso industriale. Questi programmi trasmettono sia le competenze tecniche nel trattare con i sistemi XR che il software di simulazione, nonché competenze trasversali collaborative che sono essenziali per lavorare in team virtuali.

Gli elementi di gamification sono utilizzati in questi programmi di qualificazione per aumentare la motivazione e l'impegno dei partecipanti. È stato riferito che la gamification aumenta significativamente il tasso finale dei programmi di qualificazione. Rispetto alla formazione tradizionale, in cui il tasso finale è spesso di circa il 67%, i programmi di qualificazione basati su VR con elementi di gamification raggiungono tassi finali fino all'89%.

Allo stesso tempo, è importante istituzionalizzare il cambiamento culturale che va di pari passo con l'introduzione di metaver industriali. Uno studio del MLC (Manufacturing Leadership Council) mostra che il 68% delle società manifatturiere sta istituendo dipartimenti meta-versi dedicati al fine di modellare attivamente il cambiamento culturale e promuovere l'integrazione delle nuove tecnologie.

Lo sviluppo delle qualifiche e la gestione del cambiamento sono quindi fattori di successo cruciali per la corretta attuazione delle metaver industriali. Le aziende devono investire nella formazione e nell'ulteriore istruzione dei propri dipendenti e promuovere una cultura aziendale che supporta l'apertura all'innovazione e nuovi modi di lavorare.

Calcolo quantistico in Metaverse industriale: simulazioni del futuro

Lo sviluppo di metaver industriali è ancora all'inizio e ci sono già entusiasmanti prospettive future e si concentrano sulla ricerca che aumenteranno ulteriormente il potenziale di queste tecnologie.

Neuroca Adaptive XR Systems

Un'area di ricerca promettente sono i sistemi XR neurocapici basati su interfacce cerebrali (BCI). BCI consente la comunicazione diretta tra il cervello umano e un computer. Nel contesto del meta versetto industriale, BCI potrebbe essere utilizzato per integrare i segnali cognitivi direttamente nei processi di progettazione e per rendere l'interazione con ambienti virtuali ancora più intuitivi ed efficienti.

I primi prototipi del Fraunhofer IAO stanno già dimostrando le possibilità dei sistemi XR neurocadattivi. Questi sistemi leggono dati EEG (elettroencefalogramma) al fine di identificare i livelli di sollecitazione nelle riunioni virtuali e adattare automaticamente la luminosità ambientale. L'obiettivo è ottimizzare le condizioni di lavoro in ambienti virtuali e ridurre lo stress cognitivo sugli utenti.

Sony ha sperimentato sistemi basati su fMRI (imaging di risonanza magnetica funzionale) che registrano preferenze di progettazione inconscia e utilizzano come input per i sistemi di intelligenza artificiale generativi. Sulla base di queste preferenze, l'intelligenza artificiale generativa può quindi generare automaticamente suggerimenti di progettazione e accelerare e migliorare il processo di progettazione.

I sistemi XR neurodattivi hanno il potenziale per cambiare fondamentalmente l'interazione con gli ambienti virtuali e per consentire nuove forme di interazione umana-computer. Tuttavia, sono ancora necessarie molte ricerche per portare queste tecnologie alla maturità del mercato e per chiarire le domande etiche in relazione all'uso dei dati cerebrali.

Calcolo quantistico per simulazioni in tempo reale

Un'altra prospettiva futura promettente è l'uso del calcolo quantistico per le simulazioni in tempo reale nelle metaver industriali. I computer quantistici utilizzano i principi della meccanica quantistica per risolvere determinate attività di calcolo molto più velocemente dei computer classici.

La combinazione di simulatori Quanta con visualizzazione XR potrebbe ridurre il calcolo delle analisi del flusso complesso o delle simulazioni di materiale da settimane a minuti. Ciò accelererebbe nuovamente i cicli di iterazione nello sviluppo del prodotto e espanderebbe le possibilità di test virtuali e ottimizzazioni.

I progetti di ricerca presso Eth Zurich mostrano i primi successi nella previsione quantistica della fatica materiale. I risultati di queste simulazioni possono essere visualizzati come schede di danno olografico e utilizzati in metaverse industriali per testare i componenti virtualmente per la loro durata e affidabilità.

Il calcolo quantistico ha il potenziale per rivoluzionare le tecnologie di simulazione nelle meta -versi industriali e aprire aree di applicazione completamente nuove. Tuttavia, il calcolo quantistico è ancora in una fase iniziale di sviluppo e ci vorrà del tempo prima che questa tecnologia possa essere utilizzata nelle applicazioni industriali.

Potenziale di sostenibilità da fabbriche virtuali

Il metaversa industriale offre anche un significativo potenziale di sostenibilità. I gemelli digitali consentono la pianificazione ottimizzata dell'energia dei sistemi di produzione in fase di progettazione. Simulando vari scenari di produzione e flussi di energia, le aziende possono ottimizzare e proteggere il consumo di energia delle loro fabbriche.

Freyr, un produttore di celle a batteria, utilizza simulazioni gigafactorie per ridurre il consumo di energia delle sue strutture di produzione. È stato riferito che Freyr può ridurre il consumo di energia del 23% mediante linee di produzione di bilanciamento virtuale.

Le simulazioni logistiche supportate dall'intelligenza artificiale in metallo industriale possono anche aiutare a migliorare la sostenibilità delle catene di approvvigionamento. Ottimizzando le rotte di trasporto e il deposito, le aziende possono ridurre le emissioni di CO2 nella loro catena di approvvigionamento. È stato riferito che le simulazioni logistiche basate sull'intelligenza artificiale possono ridurre in media le emissioni di CO2 nella catena di approvvigionamento.

Le fabbriche virtuali nelle metaver industriali consentono di pianificare, simulare e ottimizzare i processi di produzione senza consumare risorse fisiche. Ciò contribuisce a una produzione più sostenibile e supporta le aziende nei loro sforzi per migliorare il loro equilibrio ambientale.

Sintesi e raccomandazioni per l'azione

L'analisi mostra che l'ingegneria immersiva nel metaversa industriale non è una visione futuristica, ma una leva operativa per le innovazioni competitive. Le aziende che affrontano strategicamente questo sviluppo possono ottenere vantaggi significativi e posizionarsi a capo di una nuova era di ingegneria.

Per le decisioni -I produttori di aziende, ciò si traduce nelle seguenti raccomandazioni per l'azione:

Perseguire strategie di implementazione incrementali

Inizia con casi d'uso chiaramente definiti che promettono un ROI veloce. Le recensioni di progettazione virtuale o la manutenzione basata su AR sono buoni punti di ingresso per acquisire esperienza iniziale e promuovere l'accettazione nell'azienda.

Istituire centri di competenza interdisciplinari

Crea team che riuniscono esperti da esso, ingegneria meccanica e scienze cognitive. Questi team possono sviluppare soluzioni XR incentrate sull'utente adatte alle esigenze specifiche dell'azienda.

Ecosistemi aperti prioriti

Posizionare su standard aperti e architetture modulari che garantiscono flessibilità e adattabilità attraverso le interfacce API. Ciò consente una rapida integrazione delle nuove generazioni tecnologiche ed evita effetti di blocco dei fornitori.

Implementare le linee guida etiche per la collaborazione AI

Sviluppare linee guida chiare per l'uso dell'IA in ambienti collaborativi. La trasparenza nei processi di decisione algoritmica e istanze di controllo umano sono essenziali per creare fiducia e ridurre al minimo i rischi etici.

Collaborativo, coinvolgente e trasformativo

Lo sviluppo del meta -severse industriale dipenderà in modo significativo dalla misura in cui le tecnologie IMSIVE non sono in grado di comprendere come strumenti isolati, ma come parte integrante delle catene di valore in rete. Le aziende che affrontano strategicamente questa trasformazione e tengono conto delle raccomandazioni per l'azione saranno in grado di sfruttare il pieno potenziale di meta versetti industriali e di garantire un vantaggio competitivo decisivo. Il futuro dell'ingegneria è iniziato ed è coinvolgente, collaborativo e trasformativo.

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