Иммерсивная инженерия, совместное сотрудничество и то, что это связано с Metaverse

Иммерсивное проектирование и совместная работа в промышленной метавселенной: преобразующий симбиоз.

Мир промышленного производства, с его Индустрией 4.0 и Промышленной Метавселенной, стоит на пороге совершенно нового подхода к разработке продукции, обусловленного конвергенцией иммерсивного проектирования, передовых методов сотрудничества и новых технологий метавселенной. В то время как метавселенная в целом — часто ассоциируемая с развлечениями и социальными сетями — все еще борется за свою экономическую значимость, одна конкретная область уже становится движущей силой реальных инноваций: промышленная метавселенная. Это развитие обещает не что иное, как кардинальное изменение подхода к проектированию, разработке, производству и обслуживанию продукции.

В этом отчете освещаются многогранные аспекты этой трансформации и анализируются технологические, организационные и экономические последствия, возникающие в результате интеграции иммерсивного проектирования и совместной работы в промышленной метавселенной. Мы опираемся на результаты текущих исследовательских инициатив и новаторских промышленных проектов, чтобы представить всестороннюю картину возможностей и проблем, которые представляет это развитие.

Подходит для:

• Неужели «иммерсивная инженерия» вытесняет метавселенную? Siemens и Sony лидируют в этом направлении.

Технологические основы иммерсивной инженерии в метавселенной

Промышленная метавселенная построена на ряде ключевых технологий, которые в совокупности открывают совершенно новое измерение в разработке и производстве продукции. В основе этой технологической революции лежит иммерсивное проектирование, позволяющее инженерам и дизайнерам погружаться в виртуальные интерактивные среды и взаимодействовать с цифровыми моделями и симуляциями так, как если бы они были реальными.

Взаимосвязанные экосистемы XR как инфраструктурная основа

Фундаментальным условием для реализации промышленной метавселенной является наличие высокопроизводительных и взаимосвязанных экосистем XR (XR расшифровывается как расширенная реальность, общий термин, охватывающий виртуальную реальность, дополненную реальность и смешанную реальность). Традиционные гарнитуры виртуальной реальности, хотя и уже широко используются во многих секторах, часто достигают своих пределов в требовательных промышленных приложениях. Именно здесь на помощь приходит разработка передовых инфраструктур XR, выходящих за рамки простых шлемов виртуальной реальности.

Такие инициативы, как INSTANCE от Fraunhofer IAO, демонстрируют путь в будущее. Здесь создается межотраслевая аппаратная и программная инфраструктура, основанная на сложных системах. Вместо VR-гарнитур используются проекторы высокого разрешения, мощные графические архитектуры реального времени и системы точного отслеживания. Эти сетевые XR-лаборатории позволяют командам, находящимся в разных местах, одновременно и в режиме реального времени взаимодействовать с идентичными виртуальными прототипами.

Ярким примером таких разработок являются так называемые CAVE-среды (Cave Automatic Virtual Environments), подобные тем, что используются в Центре виртуальной инженерии. В этих помещениях используются высокояркие 4K-проекции для создания захватывающих 360-градусных изображений, которые полностью погружают пользователя в виртуальный мир. Точное отслеживание движений пользователя обеспечивает интуитивно понятное взаимодействие с виртуальной средой, значительно превосходящее возможности обычных VR-гарнитур.

Преимущество таких сетевых экосистем XR заключается в их способности представлять сложные виртуальные среды, одновременно обеспечивая сотрудничество между распределенными командами. Инженеры и дизайнеры могут чувствовать себя так, будто работают вместе над физическим прототипом, даже находясь в разных местах. Это не только ускоряет процессы разработки, но и способствует творчеству и инновациям, поскольку команды могут более эффективно обмениваться идеями и совместно разрабатывать решения.

Гибридизация систем CAD/PLM и интерфейсов XR.

Еще одним важнейшим фактором успеха иммерсивного проектирования в промышленной метавселенной является бесшовная интеграция существующих инженерных инструментов и систем в виртуальные рабочие среды. В частности, решающее значение имеет двусторонняя связь систем САПР (систем автоматизированного проектирования) и PLM (систем управления жизненным циклом продукта) с интерфейсами XR.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) лежат в основе современной разработки продукции. Они используются для создания 3D-моделей компонентов, узлов и готовых изделий. Системы управления жизненным циклом продукции (PLM), с другой стороны, управляют всем жизненным циклом продукта, от первоначальной концепции и разработки до производства, обслуживания и утилизации. Интеграция этих систем в промышленную метавселенную позволяет создавать виртуальные прототипы непосредственно из данных САПР и связывать их в режиме реального времени с информацией из системы PLM.

Одним из примеров таких разработок является Siemens NX Immersive Designer, разработанный в сотрудничестве с Sony. Это решение демонстрирует, как параметрические данные 3D-моделей из системы NX CAD могут быть беспрепятственно переданы в очки смешанной реальности Sony. Ключевой особенностью является двусторонняя связь: изменения в проекте, внесенные в виртуальной среде, синхронизируются с системой PLM в режиме реального времени.

Такой так называемый «замкнутый цикл» исключает обрывы связи и необходимость ручной передачи данных между различными системами. Он также позволяет предоставлять контекстно-зависимые палитры инструментов в виртуальной среде. Это означает, что инструменты и функции, доступные пользователю в среде XR, динамически адаптируются к текущим инженерным задачам. Например, для анализа проекта требуются разные инструменты, чем для планирования сборки или моделирования технического обслуживания.

Таким образом, гибридизация систем CAD/PLM и интерфейсов XR является важнейшим шагом на пути к тому, чтобы промышленная метавселенная стала неотъемлемой частью инженерного рабочего процесса. Она позволяет инженерам и дизайнерам продолжать использовать свои привычные инструменты и процессы в иммерсивной и совместной среде, одновременно извлекая выгоду из преимуществ технологии XR.

Физически точные среды моделирования

Еще одним важным аспектом иммерсивной инженерии в метавселенной является возможность проведения физически точных симуляций в виртуальных средах. Достижения в таких областях, как системы трассировки лучей и физические симуляции, позволяют воспроизводить свойства материалов, поведение потоков, механические напряжения и многие другие физические явления в реальном времени и с высокой точностью.

Движки трассировки лучей обеспечивают реалистичное отображение света и теней в виртуальной среде. Это важно не только для визуального погружения, но и для оценки таких аспектов дизайна, как текстура поверхности, отражения и цвет. Физические симуляции, с другой стороны, позволяют исследовать поведение виртуальных объектов в различных условиях. Например, можно моделировать воздействие сил и нагрузок на компоненты или анализировать поведение потоков жидкостей и газов в сложных системах.

Система AR3S от Holo-Lights демонстрирует, как подобные физически точные симуляции могут использоваться в дополненной реальности. В данном случае результаты конечно-элементного анализа (FEA), метода расчета механических напряжений и деформаций, накладываются непосредственно на физические прототипы в виде голографических изображений. Это позволяет инженерам визуализировать и оценивать результаты симуляции непосредственно в контексте реального объекта.

NVIDIA Omniverse — ещё одна платформа, способствующая этому развитию. Omniverse позволяет проводить многофизические симуляции с ускорением на графических процессорах, которые выполняют вычисления значительно быстрее, чем традиционные системы на базе центральных процессоров. Это приводит к существенному ускорению итерационных циклов в разработке продукта. Инженеры могут быстрее моделировать и сравнивать различные варианты конструкции, что приводит к оптимизации продуктов и сокращению времени разработки. Сообщается, что использование таких технологий может сократить итерационные циклы до 40%.

Таким образом, физически точные симуляции в промышленной метавселенной открывают огромный потенциал для повышения эффективности и качества разработки продукции. Они позволяют тестировать и оптимизировать продукцию виртуально до создания физических прототипов. Это не только экономит время и средства, но и снижает потребление материалов, тем самым способствуя более устойчивой разработке продукции.

Модели совместной работы в индустриальной метавселенной

Индустриальная метавселенная — это не просто технологическая платформа, но и катализатор новых форм сотрудничества. Возможности погружения и интерактивности метавселенной открывают совершенно новые перспективы для командной работы, независимо от физического местоположения участников.

Подходит для:

• Для гибридных команд: факторы успеха платформ для совместной работы
• Какие преимущества предлагают платформы для совместной работы по сравнению с традиционными моделями работы?

парадигмы мультимодального взаимодействия

Современные системы XR используют парадигмы мультимодального взаимодействия для обеспечения интуитивно понятного и естественного управления виртуальными средами. Вместо традиционного ввода с клавиатуры и мыши комбинируются различные методы ввода, включая голосовое управление, распознавание жестов и тактильную обратную связь.

Голосовое управление позволяет пользователям отдавать команды и взаимодействовать с виртуальной средой, просто произнося их вслух. Распознавание жестов фиксирует движения рук и тела и преобразует их в действия в виртуальном мире. Тактильная обратная связь обеспечивает тактильные ощущения, например, с помощью вибромоторов в контроллерах или специальных перчатках. Это повышает погружение и обеспечивает более точное и естественное взаимодействие с виртуальными объектами.

Партнерство между Siemens и Sony демонстрирует интеграцию подобных парадигм многомодального взаимодействия в промышленные приложения. Например, в их решениях XR используются контроллеры с 6 степенями свободы (6DoF), которые позволяют точно управлять виртуальными объектами. 6DoF означает, что контроллеры могут обнаруживать движения по шести степеням свободы: вперед/назад, влево/вправо, вверх/вниз и вращение вокруг всех трех осей. Это обеспечивает высокоинтуитивное и точное управление в виртуальной среде.

Кроме того, в систему интегрированы системы отслеживания взгляда для фиксации направления и фокусировки взгляда пользователей. Отслеживание взгляда может использоваться в различных приложениях, например, для анализа распределения внимания внутри проектных групп. Анализируя данные о взгляде, можно определить, какие области виртуального прототипа просматриваются наиболее интенсивно и где могут находиться потенциальные проблемы проектирования или возможности оптимизации.

Многомодальность современных XR-систем значительно способствует сокращению времени обучения новых пользователей и повышению уровня принятия технологии. Сообщается, что время обучения может быть сокращено в среднем на 60% по сравнению с традиционными VR-интерфейсами. Это особенно важно в промышленных условиях, где большое количество сотрудников с различным опытом и знаниями часто вынуждены работать с этими системами.

Асинхронное взаимодействие с помощью аватаров, созданных на основе искусственного интеллекта.

Еще одним важным направлением в области моделей совместной работы в промышленной метавселенной является использование искусственного интеллекта (ИИ) для поддержки асинхронного сотрудничества. Асинхронное сотрудничество означает, что членам команды не нужно работать над проектом одновременно и в одном и том же месте. Это особенно актуально для распределенных по всему миру команд и для проектов, охватывающих разные часовые пояса и различное рабочее время.

Здесь ключевую роль могут сыграть аватары, управляемые искусственным интеллектом. Это цифровые представления членов команды, которые могут действовать в виртуальной среде в отсутствие реальных людей. Эти аватары могут, например, регистрировать решения, отслеживать задачи и генерировать рекомендации по действиям на основе данных об истории взаимодействия.

Компания AVEVA, поставщик промышленного программного обеспечения, проводит интенсивные исследования по разработке таких ИИ-аватаров. Их исследования показывают, что ИИ-аватары могут значительно повысить согласованность в межконтинентальных проектах разработки. Сообщается, что повышение согласованности может достигать 35%. Это связано с тем, что ИИ-аватары способны преодолевать культурные и временные барьеры, например, документируя информацию и решения в стандартизированном формате и делая их доступными для всех членов команды, независимо от их местоположения или часового пояса.

Аватары с искусственным интеллектом также могут помочь предотвратить потерю знаний и обеспечить непрерывность проекта. Если член команды уходит в отпуск или покидает команду, его аватар с ИИ может продолжать выполнять задачи и гарантировать, что важная информация и решения не будут потеряны.

Важно подчеркнуть, что аватары на основе ИИ не предназначены для замены сотрудников-людей. Скорее, они призваны служить вспомогательными инструментами, повышающими эффективность и результативность сотрудничества и позволяющими командам успешно работать вместе даже в сложных и распределенных средах.

Подходит для:

• МММ — Metaverse среднего бизнеса и машиностроения в 5G: технология 5G в индустриальном городском парке Тройсдорфа с VR-очками и аватарами
• Как платформы для совместной работы могут улучшить сотрудничество между различными отделами компании?

Контекстно-адаптивные базы знаний

Еще одним важным аспектом моделей совместной работы в промышленной метавселенной является интеграция контекстно-адаптивных баз данных знаний. Сложные инженерные проекты генерируют огромные объемы информации и данных, включая CAD-модели, технические характеристики материалов, стандарты, руководства, информацию о предыдущих проектах и ​​многое другое. Задача состоит в том, чтобы сделать эту информацию доступной для соответствующих сотрудников в нужное время и в нужном контексте.

В данном случае решение могут предложить интегрированные графы знаний. Графы знаний — это семантические сети, которые представляют информацию в виде узлов и ребер и отображают взаимосвязи между различными информационными элементами. В контексте промышленной метавселенной графы знаний могут, например, связывать модели САПР со стандартами, техническими характеристиками материалов и исторической информацией о проектах.

Компания DXC Technology, предоставляющая ИТ-услуги, использует метавселенные для контекстного отображения этих данных в виде голографических наложений. Когда инженер просматривает конкретный компонент в виртуальной среде, автоматически отображается соответствующая информация из графа знаний, такая как технические характеристики материала, производственные инструкции или результаты предыдущих испытаний.

Сообщается, что использование таких контекстно-адаптивных баз данных знаний может снизить частоту ошибок при проверке проектной документации до 28%. Это связано с тем, что инженеры могут быстрее и проще получать доступ к необходимой информации, что позволяет им принимать более обоснованные решения.

Кроме того, алгоритмы машинного обучения могут использоваться для анализа взаимодействия пользователей в виртуальной среде и заблаговременного предложения релевантной информации. Например, если инженер часто ищет определенные стандарты или данные о материалах, система может автоматически вывести эту информацию на первый план или даже заблаговременно отобразить ее еще до того, как пользователю придется ее искать.

Таким образом, контекстно-адаптивные базы данных знаний в промышленной метавселенной помогают справляться с информационной перегрузкой и обеспечивают инженерам и дизайнерам постоянный доступ к необходимой информации, позволяя им работать более эффективно и без ошибок.

Экономические последствия и развитие рынка

Интеграция иммерсивных инженерных решений и совместной работы в промышленной метавселенной не только технологически захватывающа, но и обещает значительные экономические преимущества. Развитие рынка в этой области динамично, и появляются многообещающие перспективы роста.

Найдите подходящее агентство Metaverse и офис планирования, например консалтинговую фирму. Изображение: Xpert.Digital.

🗒️ Найдите подходящее агентство Metaverse и офис планирования, например консалтинговую фирму — найдите десять лучших советов по консультированию и планированию.

Подробнее об этом здесь:

• Эксперты по Метавселенной и XR: найдите подходящих партнеров

Исследование рынка и инновации: почему метавселенная трансформирует индустрию

Исследовательские компании, такие как ABI Research, прогнозируют впечатляющий рост рынка промышленных метавселенных, предсказывая среднегодовой темп роста (CAGR) в 32,05% до 2034 года. Компании все чаще сосредотачиваются на бережливых решениях с четкой и краткосрочной окупаемостью инвестиций (ROI).

Исследование компании Deloitte выявило три основных группы инвестиционных стратегий в индустриальной метавселенной:

Цифровые двойники

Примерно 45% компаний отдают приоритет инвестициям в цифровые двойники. Цифровые двойники — это виртуальные представления физических объектов, процессов или систем. Они позволяют компаниям моделировать, анализировать и оптимизировать свою деятельность в реальном мире в виртуальной среде.

Инструменты для совместной работы на основе искусственного интеллекта

Около 30% компаний используют инструменты для совместной работы на основе искусственного интеллекта. Эти инструменты призваны улучшить командную работу, поддержать управление знаниями и оптимизировать процессы принятия решений.

Собственные XR-экосистемы

Примерно 25% компаний разрабатывают собственные экосистемы XR. Это включает в себя создание собственной аппаратной и программной инфраструктуры для иммерсивной инженерии и приложений для совместной работы в метавселенной.

Партнерство между Siemens и Sony является примером того, как стратегические альянсы могут снизить затраты на разработку в промышленной метавселенной. Благодаря обмену технологиями и использованию опыта компании могут объединять свои ресурсы и ускорять инновации. Сообщается, что такие партнерства позволяют снизить затраты на разработку до 40%.

Анализ рентабельности инвестиций (ROI)

Инвестиции в иммерсивные инженерные решения и технологии для совместной работы в промышленной метавселенной приносят компаниям многостороннюю выгоду. Многочисленные исследования и отраслевые проекты демонстрируют положительную рентабельность этих технологий.

Ключевое преимущество заключается в сокращении количества физических прототипов и циклов тестирования за счет виртуального прототипирования. Используя моделирование и виртуальные модели, можно тщательно протестировать и оптимизировать продукцию до того, как потребуется создание физических прототипов. Сообщается, что виртуальное прототипирование сокращает количество циклов физического тестирования в среднем на 62%. Это позволяет сэкономить не только материальные затраты, но и ценное время разработки.

Одновременные междисциплинарные обзоры в виртуальной среде также способствуют ускорению разработки продукта. Возможность для команд из разных дисциплин одновременно и совместно рассматривать и обсуждать виртуальные прототипы делает процессы координации более эффективными, а принятие решений — более быстрым. Сообщается, что такие одновременные обзоры могут сократить время выхода продукта на рынок до 35%.

Система «Iguversum» от компании Igus, производителя изделий из пластмассы, демонстрирует потенциальную экономию, достигаемую за счет виртуализированного автоматизированного тестирования. Igus использует виртуальные среды для планирования, тестирования и оптимизации систем автоматизации. Сообщается, что благодаря использованию Iguversum компания Igus ежегодно экономит 780 000 евро, одновременно сокращая командировочные расходы на 89%.

Подходит для:

• Промышленная метавселенная и расширенная реальность: что такое iguverse или iguversum? VR-платформа для продаж и промышленного проектирования

Компания Burckhardt Compression, производитель компрессорных систем, использует дополненную реальность (AR) для технического обслуживания своего оборудования. Инструкции по техническому обслуживанию и удаленная поддержка с использованием AR позволяют проводить более эффективное и результативное техническое обслуживание. По сообщениям, компания Burckhardt Compression добилась 43% увеличения доступности оборудования благодаря техническому обслуживанию с использованием AR.

Эти примеры демонстрируют, что рентабельность инвестиций в иммерсивные инженерные решения и технологии совместной работы в промышленной метавселенной значительна в различных областях применения и отраслях. Преимущества варьируются от экономии затрат и времени до повышения качества и увеличения доступности оборудования.

Новые бизнес-модели и цепочки создания стоимости

Развитие индустриальной метавселенной не только приводит к повышению эффективности и экономии затрат в существующих бизнес-моделях, но и открывает совершенно новые бизнес-модели и цепочки создания стоимости.

Одним из примеров являются платформы Metaverse-as-a-Service, предлагающие платный доступ к высококачественным ресурсам моделирования. Доступ к дорогостоящему программному и аппаратному обеспечению для моделирования может быть серьезной проблемой, особенно для малых и средних предприятий (МСП). Платформы Metaverse-as-a-Service позволяют этим компаниям использовать ресурсы моделирования экономично и по запросу, без необходимости крупных первоначальных инвестиций.

Платформа "XR now" от Holo-Light — пример такой платформы. XR now предлагает платный доступ к суперкомпьютерным ресурсам для XR-приложений. Сообщается, что компании могут получить доступ к суперкомпьютерным ресурсам всего за 0,12 евро в час работы графического процессора. Это обладает огромным потенциалом, особенно для малых и средних предприятий (МСП), поскольку позволяет даже небольшим компаниям проводить сложные симуляции и пользоваться преимуществами иммерсивного проектирования.

Одновременно с этим развиваются специализированные консультационные услуги по интеграции XR в существующие процессы PLM. Внедрение иммерсивных инженерных и метавселенских технологий в компаниях часто требует глубоких изменений в процессах, структурах и навыках. Консалтинговые фирмы помогают компаниям успешно управлять этой трансформацией. Прогнозируется, что к 2026 году объем рынка таких консультационных услуг достигнет 12,4 млрд евро.

Таким образом, развитие промышленной метавселенной создает не только новые возможности для компаний по совершенствованию своей продукции и процессов, но и для новых компаний по разработке инновационных услуг и бизнес-моделей.

Будущее сотрудничества: как OpenXRT и блокчейн формируют промышленную метавселенную

Несмотря на огромный потенциал промышленной метавселенной, существуют также проблемы и критически важные факторы успеха, которые компании должны учитывать при ее внедрении.

Подходит для:

• Новая территория для новичков: что вам следует знать о блокчейне, токенах, NFT, кошельках, криптовалюте и метавселенной

Совместимость и стандартизация

Одна из самых больших проблем — это неоднородность форматов XR и систем САПР. Существует множество различных форматов файлов, протоколов отслеживания и физических движков, которые часто несовместимы друг с другом. Это усложняет обмен данными и взаимодействие между различными системами и платформами.

Для решения этой задачи крайне важны инициативы по стандартизации. Например, институт Фраунгофера IAO работает над стандартом «OpenXRT», цель которого — унифицировать форматы файлов, протоколы отслеживания и физические движки. Задача состоит в создании открытого и совместимого стандарта для XR-технологий в промышленном контексте.

Первые тесты со стандартом OpenXRT показывают многообещающие результаты. Отчеты указывают на то, что время преобразования данных может быть сокращено до 70%, а точность модели улучшена на 92%. Такой стандарт значительно упростит обмен данными между различными XR-системами и инженерными инструментами, тем самым повысив эффективность процессов разработки.

Безопасность данных в распределенных средах

Еще одним важным аспектом является безопасность данных в распределенных средах. В промышленной метавселенной конфиденциальные проектные данные и производственная информация часто передаются между различными подразделениями и партнерами. Поэтому крайне важно обеспечить защиту этих данных от несанкционированного доступа и манипуляций.

Решения на основе блокчейна, такие как «Промышленное пространство данных» от Siemens, предлагают перспективные подходы в этой области. Промышленное пространство данных обеспечивает безопасный и суверенный обмен данными между компаниями. Используя технологию блокчейна и доказательства с нулевым разглашением, оно гарантирует, что конфиденциальные данные могут просматриваться и использоваться только уполномоченными сторонами, одновременно защищая конфиденциальность.

Зашифрованные токены данных позволяют предоставлять временные права доступа внешним партнерам, не раскрывая полностью центральную PLM-систему. Это особенно важно для сотрудничества с поставщиками и поставщиками услуг, которым может потребоваться доступ к определенным данным только на ограниченный период времени.

Таким образом, безопасность и конфиденциальность данных являются ключевыми факторами успеха для принятия и использования промышленной метавселенной в компаниях. Надежные концепции и технологии безопасности необходимы для завоевания доверия компаний к этим новым технологиям и обеспечения защиты конфиденциальных данных.

Развитие навыков и управление изменениями

Внедрение иммерсивных инженерных и метавселенских технологий требует не только технологических корректировок, но и всестороннего развития навыков, а также эффективного управления изменениями. Сотрудники должны быть обучены работе с новыми технологиями и подготовлены к изменившимся методам работы.

Компания DXC Technology сообщает о 200-часовых программах обучения, специально разработанных для нужд промышленной метавселенной. Эти программы позволяют приобрести как технические навыки использования систем XR и программного обеспечения для моделирования, так и навыки межличностного общения, необходимые для работы в виртуальных командах.

В этих программах обучения используются элементы геймификации для повышения мотивации и вовлеченности участников. Сообщается, что геймификация значительно увеличивает процент завершения программ обучения. По сравнению с традиционным обучением, где процент завершения часто составляет около 67%, программы обучения с использованием виртуальной реальности и элементами геймификации достигают процента завершения до 89%.

В то же время важно институционализировать культурные изменения, сопровождающие внедрение промышленной метавселенной. Исследование, проведенное MLC (Manufacturing Leadership Council), показывает, что 68% производственных компаний создают специализированные подразделения по метавселенной, чтобы активно формировать эти культурные изменения и способствовать интеграции новых технологий.

Развитие навыков и управление изменениями, следовательно, являются важнейшими факторами успеха для успешной реализации промышленной метавселенной. Компании должны инвестировать в обучение и повышение квалификации своих сотрудников и создавать корпоративную культуру, которая поддерживает открытость к инновациям и новым методам работы.

Квантовые вычисления в промышленной метавселенной: моделирование будущего

Развитие индустриальной метавселенной все еще находится на ранней стадии, и уже сейчас появляются захватывающие перспективы и приоритетные направления исследований, которые еще больше расширят потенциал этих технологий.

Нейроадаптивные системы XR

Перспективным направлением исследований являются нейроадаптивные системы XR, основанные на интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI). BCI обеспечивают прямую связь между человеческим мозгом и компьютером. В контексте промышленной метавселенной BCI могут быть использованы для прямой интеграции когнитивных сигналов в процессы проектирования и сделать взаимодействие с виртуальной средой еще более интуитивным и эффективным.

Первые прототипы от Fraunhofer IAO уже демонстрируют потенциал нейроадаптивных XR-систем. Эти системы считывают данные ЭЭГ (электроэнцефалограммы) для определения уровня стресса в виртуальных совещаниях и автоматически регулируют яркость окружающего освещения. Цель состоит в оптимизации условий работы в виртуальной среде и снижении когнитивной нагрузки на пользователей.

Компания Sony экспериментирует с системами на основе функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которые фиксируют подсознательные предпочтения в дизайне и используют их в качестве входных данных для систем генеративного искусственного интеллекта. На основе этих предпочтений генеративный ИИ может автоматически генерировать дизайнерские предложения, ускоряя и улучшая процесс проектирования.

Нейроадаптивные системы XR потенциально способны коренным образом изменить наше взаимодействие с виртуальной средой и открыть новые формы взаимодействия человека с компьютером. Однако для вывода этих технологий на рынок и решения этических вопросов, связанных с использованием данных о мозге, необходимы дополнительные исследования.

Квантовые вычисления для моделирования в реальном времени

Еще одна многообещающая перспектива — использование квантовых вычислений для моделирования в реальном времени в промышленной метавселенной. Квантовые компьютеры используют принципы квантовой механики для решения определенных вычислительных задач значительно быстрее, чем классические компьютеры.

Сочетание квантовых симуляторов с XR-визуализацией может сократить время вычислений для сложных анализов потоков или моделирования материалов с недель до минут. Это значительно ускорит итерационные циклы в разработке продукта и расширит возможности виртуального тестирования и оптимизации.

Исследовательские проекты в ETH Zurich демонстрируют первые успехи в квантовом прогнозировании усталости материалов. Результаты этих симуляций можно визуализировать в виде голографических карт повреждений и использовать в промышленной метавселенной для виртуальной проверки компонентов на срок их службы и надежность.

Квантовые вычисления обладают потенциалом для революционизации технологий моделирования в промышленной метавселенной и открытия совершенно новых областей применения. Однако квантовые вычисления все еще находятся на ранней стадии развития, и пройдет еще некоторое время, прежде чем эта технология сможет широко использоваться в промышленных приложениях.

Потенциал устойчивого развития за счет виртуальных заводов

Промышленная метавселенная также обладает значительным потенциалом в области устойчивого развития. Цифровые двойники позволяют оптимизировать энергопотребление производственных мощностей уже на этапе проектирования. Моделируя различные производственные сценарии и энергетические потоки, компании могут оптимизировать энергопотребление своих заводов и экономить ресурсы.

Компания FREYR, производитель аккумуляторных элементов, использует моделирование гигафабрик для снижения энергопотребления своих производственных мощностей. Сообщается, что FREYR может сократить потребление энергии на 23% за счет виртуальной балансировки производственных линий.

Моделирование логистики с использованием искусственного интеллекта в промышленной метавселенной также может способствовать повышению устойчивости цепочек поставок. Оптимизируя транспортные маршруты и складирование, компании могут сократить выбросы CO2 в своих цепочках поставок. Сообщается, что моделирование логистики с использованием искусственного интеллекта может сократить выбросы CO2 в цепочках поставок в среднем на 18%.

Виртуальные заводы в индустриальной метавселенной позволяют компаниям планировать, моделировать и оптимизировать производственные процессы без потребления физических ресурсов. Это способствует более устойчивому производству и помогает компаниям в их усилиях по улучшению своего воздействия на окружающую среду.

Обобщение и рекомендации к действию

Анализ показывает, что иммерсивное проектирование в промышленной метавселенной — это не футуристическое видение, а оперативный рычаг для инноваций, имеющих решающее значение для конкурентоспособности. Компании, которые стратегически внедрят это направление, могут получить значительные преимущества и занять лидирующие позиции в новой эре инженерии.

Это приводит к следующим рекомендациям для лиц, принимающих решения в компаниях:

Внедрять стратегии поэтапной реализации.

Начните с четко определенных сценариев использования, которые обещают быструю окупаемость инвестиций. Виртуальные обзоры дизайна или техническое обслуживание с использованием дополненной реальности — хорошие отправные точки для получения первоначального опыта и обеспечения принятия решения внутри компании.

Создать междисциплинарные центры компетенции

Создавайте команды, объединяющие экспертов из области информационных технологий, машиностроения и когнитивных наук. Эти команды смогут разрабатывать ориентированные на пользователя решения в области расширенной реальности (XR), адаптированные к конкретным потребностям бизнеса.

Приоритет отдавать открытым экосистемам.

Используйте открытые стандарты и модульные архитектуры, обеспечивающие гибкость и адаптивность за счет API-интерфейсов. Это позволяет быстро интегрировать новые поколения технологий и избежать зависимости от конкретного поставщика.

Внедрить этические принципы для сотрудничества в области ИИ.

Разработайте четкие руководства по использованию ИИ в средах для совместной работы. Прозрачность в процессах принятия решений на основе алгоритмов и человеческий контроль имеют важное значение для укрепления доверия и минимизации этических рисков.

Совместный, захватывающий и преобразующий подход.

Развитие промышленной метавселенной будет в значительной степени зависеть от того, насколько иммерсивные технологии будут восприниматься не как изолированные инструменты, а как неотъемлемая часть сетевых цепочек создания стоимости. Компании, которые стратегически подойдут к этой трансформации и учтут вышеупомянутые рекомендации, смогут в полной мере использовать потенциал промышленной метавселенной и обеспечить себе решающее конкурентное преимущество. Будущее инженерии уже началось, и оно — иммерсивное, основанное на сотрудничестве и трансформации.

Xpert.Digital — новаторское развитие бизнеса

Smart Glasses & Ki - XR/AR/VR/MR Expert Expert

Потребительская метаверная или мета -верная в целом

Если у вас есть какие -либо вопросы, дополнительная информация и советы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться ко мне в любое время.

Konrad Wolfenstein

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus