Промышленная метавселенная: глобальный перечень следующей цифровой революции

### Производительность +20%, CO2 -50%: эти невероятные цифры уже сегодня демонстрирует Промышленная Метавселенная ### Больше, чем просто модное слово: 7 функций, которые делают Промышленную Метавселенную следующим большим событием ### Фабрика в компьютере: как работает Промышленная Метавселенная, самая большая ставка от NVIDIA и Microsoft ### После Индустрии 4.0 наступит следующее: почему Промышленная Метавселенная создает самые востребованные рабочие места будущего ###

Один на один: как реальный мир обретает идеальную цифровую копию – и что это значит для всех нас

Промышленная цифровизация находится на пороге следующего этапа преобразований. После четвёртой промышленной революции, известной как Индустрия 4.0, которая фокусировалась на сетевом взаимодействии машин и сборе данных, сейчас формируется новый этап: Индустриальная Метавселенная (IMV). Эта концепция выходит далеко за рамки предыдущих подходов и постулирует полное слияние физического и виртуального миров в единую, устойчивую и интерактивную экосистему. Это не отдельная, изолированная технология, а, скорее, глубокое слияние множества существующих и новых технологий, которые в сочетании создают новую возможность, превосходящую сумму своих частей.

В отличие от зачастую спекулятивных и ориентированных на развлечения представлений Потребительской Метавселенной, создающей виртуальные миры для социального взаимодействия, игр и торговли, Промышленная Метавселенная прочно укоренена в реальности. Её главная цель — решение конкретных, реальных проблем и создание ощутимых экономических и социальных выгод. Это инструмент, разрабатываемый для лучшего понимания, контроля и оптимизации сложных промышленных систем – от отдельных машин до целых заводов и глобальных цепочек поставок – Движущая сила её развития — не фантастика, а бизнес-императив повышения эффективности, ускорения инноваций и повышения устойчивости ведения бизнеса.

В настоящем отчете представлена ​​комплексная глобальная оценка текущего состояния развития Промышленной Метавселенной. Отчет начинается с подробного определения и описания, что позволяет сформировать четкое понимание концепции. Затем анализируются технологические составляющие этой новой парадигмы. Подробный анализ мирового рынка, инвестиционных тенденций и стратегий ведущих технологических компаний проливает свет на экономическую динамику. На примере конкретных примеров использования и тематических исследований из ключевых отраслей промышленности подчеркивается потенциал уже реализованных и измеримых успехов. В отчете количественно оцениваются разнообразные преимущества – от повышения производительности до вклада в устойчивое развитие, при этом не умалчиваются о существенных проблемах, которые необходимо преодолеть на пути к широкому внедрению. Наконец, отчет предлагает взгляд в будущее, в котором, в частности, генеративный искусственный интеллект станет катализатором следующего этапа развития Промышленной Метавселенной.

Основы индустриальной метавселенной: определение и разграничение

Чтобы полностью понять преобразующий потенциал индустриальной метавселенной, необходимо точное определение и чёткое разграничение со смежными понятиями. индустриальная метавселенная — это не просто модное технологическое слово; она представляет собой фундаментальный сдвиг во взаимодействии промышленности с цифровым миром.

Полное определение

По сути, индустриальная метавселенная представляет собой захватывающее виртуальное пространство, используемое в промышленных приложениях для революционных изменений в исследованиях и разработках, производстве, логистике и управлении цепочками поставок. Это виртуальный мир, зеркальное отражение реальных машин, заводов, зданий, городов и транспортных систем – «вселенная, которая всегда активна» и постоянно связана с физической реальностью.

Структурированное определение может быть разработано на основе семи характеристик, сформулированных группой Фраунгофера для метавселенной в целом и в частности применительно к IMV:

• Сочетание виртуального и дополненного реального миров: IMV не состоит из изолированных систем, а представляет собой сеть виртуальных миров, которые взаимосвязаны и связаны с физической реальностью.
• Социальные сети: это пространство, где люди, представленные аватарами, могут взаимодействовать, общаться и сотрудничать для совместной работы над реальными проблемами.
• Постоянный и долговременный: IMV существует непрерывно и независимо от того, активен ли отдельный пользователь.
• Интегрированная система: объединяет и использует множество технологий, включая дополненную реальность (XR), искусственный интеллект (AI), Интернет вещей (IoT) и блокчейн, при этом решающее значение имеют открытые стандарты и совместимость.
• Фиксация реальной среды: основная функция — непрерывная фиксация реальных условий и данных для поддержания актуальности и точности виртуальных моделей.
• Мультимодальное участие: пользователи могут участвовать в IMV разными способами и с разной интенсивностью, используя настольный компьютер, планшет или полностью погружаясь с помощью очков виртуальной реальности.
• Тесная интеграция с реальным миром: это ключевая особенность. Информация, действия и взаимодействия передаются в обоих направлениях между виртуальной и реальной средами и влияют друг на друга.

Кроме того, IMV можно рассматривать как «сетевой, целостный цифровой двойник сложной системы». Этот подход подчёркивает его функцию как инструмента, позволяющего лицам, принимающим решения, не только понимать прошлое, но и прогнозировать будущее посредством моделирования, что позволяет принимать более обоснованные стратегические решения. Фундаментальный сдвиг парадигмы заключается в переходе от чистого анализа данных, характерного для Индустрии 4.0, к взаимодействию на основе данных в режиме реального времени. Ценность теперь создаётся не только последующей оценкой данных, но и возможностью непосредственно взаимодействовать с системой в физически точном моделировании и немедленно ощущать последствия принятых решений.

Решающие различия

Четкое разграничение Индустриальной Метавселенной от других форм Метавселенной имеет решающее значение для понимания ее уникального механизма создания ценностей.

Метавселенная «Потребительские товары и электронная коммерция» ориентирована в первую очередь на конечных потребителей. Основное внимание здесь уделяется социальному взаимодействию, развлечениям, играм и созданию виртуального шопинга. Создание ценности основано на продаже цифровых товаров, таких как одежда для аватаров или виртуальная недвижимость, и предоставлении иммерсивного опыта. Эти миры часто полностью виртуальны и самодостаточны.

Корпоративная метавселенная фокусируется на внутреннем взаимодействии компаний. Ярким примером является платформа Accenture «Nth Floor», которая используется для адаптации новых сотрудников и проведения виртуальных встреч. Её цель — улучшить офисную работу, коммуникацию и корпоративную культуру в виртуальной среде.

Промышленная метавселенная принципиально отличается от обеих как своим предназначением, так и базой данных. Она ориентирована не на людей, а на физические активы и продукты («ориентирована на активы/продукты»). Данные, питающие индустриальную метавселенную, поступают непосредственно от реальных машин, процессов и систем. Главная цель — оптимизация физического мира – повышение эффективности, производительности, качества и устойчивости реального производства и цепочки создания стоимости. Её определяющая характеристика — постоянная двусторонняя связь с физической реальностью. Изменение, смоделированное и проверенное в цифровом двойнике, реализуется на реальном заводе; данные с реального завода поступают обратно в режиме реального времени и обновляют двойник. Это не способ эскапизма, а мощный инструмент для освоения физической реальности.

Развитие Индустрии 4.0

Промышленная метавселенная — это не внезапная революция, а логичное и последовательное развитие принципов Индустрии 4.0. Индустрия 4.0 заложила основу с появлением киберфизических систем, то есть сетевого взаимодействия машин и систем через Интернет вещей, и создала основу для таких пространств данных, как Catena-X или Manufacturing-X, обеспечивающих обмен данными между компаниями.

IMV развивает эту основу и расширяет её в двух важнейших измерениях. Во-первых, она интегрирует людей в пространство данных новым, интуитивно понятным способом. В то время как в Индустрии 4.0 люди часто рассматривались как операторы или наблюдатели за панелями управления, IMV обеспечивает прямое пространственное взаимодействие с данными и цифровыми представлениями машин через иммерсивные интерфейсы, такие как виртуальная и дополненная реальность. Во-вторых, IMV расширяет фокус с оптимизации отдельных компонентов на оптимизацию всей системы. В то время как цифровой двойник в Индустрии 4.0 часто представлял собой отдельный станок или производственную линию, IMV стремится к «цифровому двойнику всей системы». Это охватывает всю цепочку создания стоимости, включая восходящие и нисходящие процессы, поставщиков, клиентов и даже внешние факторы окружающей среды. Такое расширение горизонтов выводит цифровое моделирование с чисто операционного уровня на уровень принятия стратегических решений и позволяет моделировать и контролировать сложные взаимодействия всей промышленной экосистемы.

Технологическая конвергенция: строительные блоки индустриальной метавселенной

Индустриальная Метавселенная возникла не из одного революционного изобретения, а из синергетического взаимодействия ряда мощных технологий. Многие из этих технологий существуют уже много лет, но именно их глубокая и органичная интеграция создаёт новую возможность, характерную для Индустриальной Метавселенной: способность зеркально отображать, моделировать и управлять сложными системами реального мира в виртуальной среде в режиме реального времени.

Цифровой двойник как сердце

Сердце и фундамент промышленной метавселенной — цифровой двойник. Это гораздо больше, чем просто статичная трёхмерная модель. Современный цифровой двойник — это динамическая, основанная на физических законах имитационная модель, которая ведёт себя точно так же, как её реальный аналог, и реагирует в режиме реального времени на данные и изменяющиеся условия. Разработка переходит от простых цифровых копий к сложнейшим, фотореалистичным и физически точным симуляциям. Партнёрства между лидерами отрасли, такими как Siemens и NVIDIA, стимулируют это развитие, стремясь к созданию интерактивных двойников, которые не только выглядят как их реальные аналоги, но и ведут себя физически идентично во всех отношениях. Эти высокоточные двойники служат постоянной виртуальной средой для моделирования, живого взаимодействия и интерфейсом между реальным и цифровым мирами.

Искусственный интеллект и машинное обучение

Если цифровой двойник – это сердце, то искусственный интеллект (ИИ) – это двигатель промышленной метавселенной. ИИ и машинное обучение (МО) играют ключевую роль в обработке огромных объёмов данных, генерируемых датчиками Интернета вещей в реальном мире, и преобразовании их в ценную информацию. Алгоритмы ИИ анализируют эти потоки данных, распознают закономерности и выявляют аномалии, что позволяет применять такие приложения, как forward-looking техническое обслуживание, которое позволяет прогнозировать необходимость технического обслуживания оборудования до возникновения дорогостоящего отказа. Моделирование на основе ИИ помогает инженерам в проектировании и оптимизации новых продуктов, быстро тестируя тысячи вариантов конструкции. Генеративный ИИ играет особенно преобразующую роль. Он открывает совершенно новые формы взаимодействия с цифровыми двойниками, например, посредством естественного языка, как это продемонстрировано в проекте Siemens Industrial CoPilot, разработанном совместно с Microsoft. Более того, генеративный ИИ может ускорить сам процесс проектирования, создавая оптимизированные конструкции на основе заранее заданных параметров, таких как вес, устойчивость и расход материалов.

Иммерсивные технологии (XR)

Расширенная реальность (XR) – собирательное название для виртуальной реальности (VR), дополненной реальности (AR) и смешанной реальности (MR) – формирует важнейший интерфейс между человеком и индустриальной метавселенной. Эти технологии делают сложные данные и симуляции IMV осязаемыми и интуитивно понятными для человека.

Виртуальная реальность (VR)

Создаёт полностью иммерсивные компьютерные среды. В промышленном контексте виртуальная реальность используется для реалистичных учебных сценариев, в которых сотрудники могут отрабатывать сложные или опасные задачи в безопасной виртуальной среде, не блокируя работу реального оборудования и не подвергая себя риску.

Дополненная реальность (AR)

Накладывает цифровую информацию на реальный мир. Технический специалист в очках дополненной реальности может, например, видеть инструкции по техническому обслуживанию, принципиальные схемы или данные с датчиков в режиме реального времени, проецируемые непосредственно на машину, с которой он работает, в поле своего зрения. Это позволяет работать без помощи рук и значительно снижает количество ошибок.

Основа связности

Для бесперебойной работы двунаправленной связи между реальным и виртуальным мирами необходима надежная основа технологий связи.

Интернет вещей (IoT) формирует сенсорный слой цифрового двойника. Бесчисленные датчики на машинах, продуктах и ​​в логистической цепочке непрерывно собирают физические данные, такие как температура, давление, вибрация или положение. Исполнительные механизмы, в свою очередь, преобразуют цифровые команды в физические действия. Эти устройства IoT обеспечивают постоянный поток данных, поддерживающий «живой» и актуальный цифровой двойник.

Высокопроизводительные сети, такие как стандарт мобильной связи 5G, а в будущем и 6G, являются «нервными путями» IMV. Они обеспечивают быструю, надёжную и, прежде всего, малозадерживаемую передачу данных между устройствами Интернета вещей, периферийными и облачными серверами, а также устройствами XR пользователей. Только при чрезвычайно низкой задержке возможно иммерсивное взаимодействие в реальном времени.

Облачные и периферийные вычисления обеспечивают колоссальную вычислительную мощность, необходимую для сложного моделирования, создания моделей искусственного интеллекта и рендеринга виртуальных миров. В то время как облако может хранить огромные объёмы данных и обрабатывать их для глобальной аналитики, периферийные вычисления позволяют обрабатывать данные непосредственно на компьютере, что критически важно для срочных приложений с минимальной задержкой.

Безопасность и доверие благодаря программно-определяемой автоматизации

Истинная ценность промышленной метавселенной раскрывается только тогда, когда знания и оптимизация, полученные в виртуальном мире, могут быть быстро и надёжно перенесены в реальный мир. Именно здесь в игру вступает программно-определяемая автоматизация, выступая важнейшим связующим звеном между цифровым моделированием и физическим исполнением. Ключевым элементом здесь являются виртуальные программируемые логические контроллеры (ПЛК). Традиционно ПЛК являются «мозгом» заводов – физическими устройствами, управляющими отдельными машинами или процессами. Виртуализация позволяет централизованно управлять ими и обновлять их с помощью обновлений программного обеспечения. Таким образом, оптимизация процесса, проверенная в цифровом двойнике, может быть внедрена на весь реальный завод всего несколькими щелчками мыши.

В этой взаимосвязанной системе кибербезопасность и доверие играют основополагающую роль. Защита критически важных промышленных данных и процессов от несанкционированного доступа является одним из основных требований. Такие технологии, как блокчейн и технологии распределённого реестра (DLT), могут сыграть здесь важную роль, обеспечивая прозрачные, защищённые от несанкционированного доступа и отслеживаемые транзакции, например, для документирования цепочек поставок или защиты интеллектуальной собственности.

Найдите правильное агентство мета -стихов и офис планирования, такую как консалтинговую фирму – Изображение: Xpert.Digital

🗒 Найдите правильное мета -верное агентство и офис планирования, такую как консалтинговую фирму – поиск и разыскиваемые десятки советов для консультаций и планирования

Подробнее об этом здесь:

• Эксперты по Метавселенной и XR: найдите подходящих партнеров

Обзор мирового рынка и экономическая динамика

Промышленная метавселенная превратилась из визионерской концепции в динамичный и быстрорастущий глобальный рынок. Рост инвестиций и высокие темпы внедрения в ключевых отраслях сигнализируют о глубоком переходе к иммерсивным, основанным на данных производственным и бизнес-моделям. Этот экономический импульс подпитывается чёткими стратегическими факторами и стремительно развивающимся технологическим ландшафтом.

Размер рынка и прогнозы роста

Оценка мирового рынка промышленной метавселенной демонстрирует впечатляющую динамику и исключительный потенциал роста. Разные аналитики дают разные, но неизменно оптимистичные оценки. Объём рынка к 2024 году оценивается в диапазоне от 23,79 до 54,53 млрд долларов США.

Прогнозы на будущее ещё более впечатляют и подчёркивают ожидаемую преобразующую силу IMV. Прогнозы на период до начала 2030-х годов различаются, но все они указывают на экспоненциальный рост. Некоторые аналитики предсказывают объём рынка в 100 млрд долларов США к 2030 году, другие – в 183,70 млрд долларов США к 2032 году или даже в 228,6 млрд долларов США к 2029 году. Прогнозируемые среднегодовые темпы роста (CAGR) стабильно варьируются от примерно 30% до более чем 50%. Эти цифры ясно показывают, что IMV рассматривается не как нишевая технология, а как один из ключевых рынков роста ближайшего десятилетия.

Прогнозы размера и роста рынка – Изображение: Xpert.Digital

Региональные разработки и темпы внедрения

Внедрение технологий промышленной метавселенной — глобальное явление, но темпы и глубина внедрения существенно различаются в зависимости от региона. Комплексный глобальный опрос, проведённый компаниями S&P Global и Siemens в 2024 году, показывает, что 81% опрошенных компаний по всему миру уже активно взаимодействуют с промышленной метавселенной, будь то внедрение, тестирование или планирование.

Северная Америка, особенно США, играет ведущую роль. Более 38% компаний в этом регионе уже активно используют технологии IMV, а ещё 40% находятся на стадии тестирования. Эта новаторская роль обусловлена ​​не только высоким уровнем технологической близости, но, прежде всего, сильным присутствием ведущих поставщиков платформ, разрабатывающих и предоставляющих фундаментальные «операционные системы» IMV. Это привело к тому, что в 2024 году Северная Америка заняла лидирующие позиции на мировом рынке с долей 33,21%.

Азия, особенно Китай, следует за Северной Америкой, демонстрируя столь же высокий уровень приверженности внедрению и тестированию решений IMV. Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион продемонстрирует самые высокие темпы роста благодаря государственным программам стимулирования в таких странах, как Южная Корея, Китай и Индия.

Европа, во главе с Германией, также позиционирует себя в качестве ключевого игрока. Около двух третей промышленных компаний Германии уже используют или тестируют ИКТ-решения. Сила Германии заключается в её глубокой промышленной базе и пионерской роли в Индустрии 4.0, что создаёт прочную основу для внедрения ИКТ-решений. Другие регионы, такие как Канада, Австралия, Великобритания и Индия, также демонстрируют устойчивый прогресс.

Инвестиционные тенденции

Стратегическая важность Промышленной Метавселенной отражается в росте инвестиций. Опрос S&P и Siemens показывает значительный рост расходов: 62% компаний мира увеличили свои инвестиции в технологии ИМК в 2024 году.

Заметной тенденцией является движущая роль малых и средних предприятий. 68% малых и средних предприятий увеличивают свои инвестиции темпами выше среднего. Это свидетельствует о том, что базовые технологии, особенно в рамках облачных моделей и моделей «как услуга», становятся всё более доступными и недорогими и больше не являются исключительной прерогативой крупных корпораций.

В то же время крупные корпорации берут на себя значительные финансовые вложения. Доля компаний, инвестирующих в IMV более 10 миллионов долларов США в год, удвоилась и достигла 30% по сравнению с предыдущим годом. Эти масштабные инвестиции свидетельствуют о том, что IMV вышла за рамки экспериментальной фазы и рассматривается как ключевой стратегический элемент будущей конкурентоспособности.

Стратегические факторы принятия

Мотивация этих значительных инвестиций сложна, но ее можно отследить по трем ключевым стратегическим факторам:

• Потенциал роста (55%): наиболее важным фактором является ожидание открытия новых источников дохода, разработка инновационных бизнес-моделей и расширение охвата рынка.
• Содействие инновациям (47%): почти половина компаний инвестирует в ускорение своих инновационных процессов. Такие технологии, как цифровые двойники и искусственный интеллект, позволяют им значительно сократить циклы разработки продуктов и тестировать решения быстрее конкурентов.
• Улучшение поддержки клиентов (43%): компании используют IMV для оптимизации процессов обслуживания и улучшения взаимодействия с клиентами, например, посредством удаленной поддержки или виртуальных демонстраций продуктов.

Более того, устойчивое развитие становится всё более значимым фактором. Возможность виртуального моделирования производственных процессов и целых цепочек поставок позволяет компаниям оптимизировать потребление ресурсов, сокращать отходы и, в частности, снижать свой углеродный след, что обеспечивает как экологические, так и экономические преимущества.

Стратегии технологических лидеров: архитекторы индустриальной метавселенной

Развитие промышленной метавселенной в первую очередь обеспечивается несколькими глобальными технологическими корпорациями. Эти компании создают фундаментальные платформы, инструменты и экосистемы, позволяющие промышленным компаниям внедрять собственные решения в области ИМК. Их стратегии не монолитны, а взаимодополняемы и фокусируются на разных уровнях общей технологической структуры. Вместо «войны платформ» формируется «конвергенция платформ», характеризующаяся стратегическим партнёрством и стремлением к интероперабельности.

Siemens: экосистемный подход с Siemens Xcelerator

Siemens позиционирует себя как центральный интегратор, сочетающий свой глубокий опыт в области автоматизации и промышленности с цифровым миром. Стратегия Siemens основана на Siemens Xcelerator, открытой цифровой бизнес-платформе. Эта платформа функционирует не как закрытая система, а как курируемая торговая площадка, объединяющая комплексное портфолио Siemens с решениями сертифицированных партнеров. Стратегический акцент делается на открытости, создании устойчивых экосистем и обеспечении взаимодействия.

Центральным компонентом этой стратегии является новаторское партнерство с NVIDIA. Благодаря объединению Siemens Xcelerator с платформой NVIDIA Omniverse планируется создать фотореалистичные, физически корректные и взаимодействующие в режиме реального времени цифровые двойники, сочетающие в себе лучшее из обоих миров: точные инженерные данные Siemens и мощный инструмент визуализации и моделирования NVIDIA. Siemens определила четыре стратегических императива для подготовки к IMV: совместимость, стандартизация, интеграция данных и построение экосистемы.

NVIDIA: платформа Omniverse как движок для симуляции

Компания NVIDIA, изначально известная своими графическими процессорами (GPU), зарекомендовала себя как поставщик фундаментальной вычислительной и симуляционной инфраструктуры для IMV. В основе этой стратегии лежит платформа NVIDIA Omniverse – среда разработки и совместной работы для создания 3D-приложений. Omniverse основана на открытом стандарте Universal Scene Description (USD), разработанном Pixar, что обеспечивает взаимодействие между различными 3D-инструментами и приложениями.

Платформа позволяет создавать физически точные цифровые двойники, визуализируемые в реальном времени, с высочайшим качеством изображения. Ключевая компетенция NVIDIA заключается в сочетании высокопроизводительных вычислений, передового опыта в области искусственного интеллекта и возможности создания фотореалистичных визуализаций. Omniverse описывается как «операционная система для создания и эксплуатации физически реалистичных цифровых двойников» и всё чаще предоставляется через облачные сервисы (Omniverse Cloud) для упрощения доступа. NVIDIA придерживается открытого подхода, интегрируя свою платформу с программным обеспечением многочисленных отраслевых партнёров, включая Siemens, Dassault Systèmes и Autodesk.

Microsoft: интеграция облака, периферии и иммерсивных технологий

Стратегия Microsoft для промышленной метавселенной основана на её сложившейся облачной экосистеме Azure. Этот подход направлен на то, чтобы помочь клиентам на каждом этапе их цифровой трансформации и дать им возможность начать этот поэтапный путь. Ключевым элементом является создание общей платформы данных посредством бесшовной интеграции данных информационных технологий (ИТ) и операционных технологий (ОТ). Это достигается с помощью ряда сервисов Azure, таких как Azure IoT, Azure Synapse Analytics и Azure Digital Twins.

Благодаря Azure Arc управление и контроль распространяются от облака до периферии, непосредственно на машину. Интерфейс взаимодействия с IMV создаётся с помощью иммерсивных эффектов. Microsoft использует HoloLens 2, одну из ведущих гарнитур смешанной реальности, а также Microsoft Mesh — платформу, которая позволяет проводить совместные иммерсивные совещания непосредственно в Microsoft Teams. Стратегия чётко ориентирована на интеграцию в существующие корпоративные процессы и использование масштабируемости глобальной облачной инфраструктуры.

Dassault Systèmes: платформа 3DEXPERIENCE и «Virtual Twin Experience»

Компания Dassault Systèmes (DS) использует своё многолетнее лидерство в области программного обеспечения для управления жизненным циклом изделий (PLM) и 3D-проектирования (CAD). Платформа 3DEXPERIENCE лежит в основе её стратегии и позиционируется как комплексная платформа для бизнеса и инноваций, служащая «единым источником достоверной информации» для всех данных и процессов, связанных с изделиями.

Компания DS намеренно дифференцирует своё предложение, переходя от концепции «цифрового двойника» к более мощному «опыту виртуального двойника». Этот подход не только делает акцент на цифровом представлении, но и включает в себя научно обоснованное моделирование и имитацию, обеспечивая замкнутый цикл обратной связи между виртуальным и реальным мирами. Долгосрочное видение DS — «3D UNIV+RSES», разработанное как «виртуально-реальное» представление целых экосистем. Эти платформы предназначены не только для моделирования, но и для использования в качестве сложных обучающих сред для систем искусственного интеллекта, обеспечивая при этом защиту интеллектуальной собственности клиентов.

От конкуренции к синергии: новые стратегии технологических компаний

От конкуренции к синергии: новые стратегии технологических компаний – Изображение: Xpert.Digital

Сравнительный анализ показывает, что технологические лидеры используют взаимодополняющие стратегии, ориентированные на разные, но одинаково важные уровни экосистемы ИКТ. Такая специализация способствует интенсивному сотрудничеству и развитию совместимой, высокопроизводительной экосистемы в целом, а не застревает в изолированных, конкурирующих друг с другом областях.

Dassault Systèmes — лидер в области цифровой трансформации и разработки продуктов благодаря своей инновационной платформе 3DEXPERIENCE. В отличие от других технологических компаний, таких как Siemens, NVIDIA и Microsoft, Dassault Systèmes придерживается комплексного подхода, основанного на концепции «виртуального двойника».

Платформа ориентирована на управление жизненным циклом продукции (PLM), 3D-моделирование и научно обоснованное моделирование. В отличие от открытой цифровой бизнес-платформы Siemens или системы рендеринга и моделирования NVIDIA, Dassault Systèmes позиционирует себя как единый источник достоверной информации для предприятий.

Стратегическое партнёрство с NVIDIA и другими отраслевыми и программными партнёрами позволяет компании постоянно расширять свои технологические решения. Dassault Systèmes, специализируясь на прикладных и предметных уровнях, таких как проектирование, разработка продуктов и моделирование, играет ключевую роль в сфере цифровой трансформации.

Варианты использования и трансформация в ключевых отраслях

Истинное значение индустриальной метавселенной раскрывается не в теории, а на практике. Во многих ключевых отраслях технологии IMV уже используются для решения реальных задач, преобразования процессов и создания измеримой ценности. Анализ конкретных примеров показывает, как переход от физических к виртуальным итерационным циклам приводит к фундаментальному повышению стоимости, скорости и качества.

Обрабатывающая промышленность: умная фабрика будущего

В обрабатывающей промышленности виртуальная реальность (ВР), пожалуй, раскрывает свой наиболее полный потенциал. Она позволяет осуществлять виртуальное планирование, моделирование и ввод в эксплуатацию целых заводов задолго до закладки первого физического фундамента. Это позволяет оптимизировать материальные потоки, выявлять узкие места и избегать ошибок, что приводит к значительной экономии времени и средств. В процессе эксплуатации производственные процессы непрерывно контролируются и оптимизируются с помощью цифровых двойников, получающих данные в режиме реального времени. Такие приложения, как удалённое обслуживание специалистами, виртуально подключающимися к оборудованию, или иммерсивное обучение сотрудников в виртуальной среде, становятся новым стандартом.

Пример использования: «Цифровая фабрика» Siemens в Нанкине

Ярким примером реализации этой концепции является «Цифровая фабрика» компании Siemens в Нанкине, Китай. Эта фабрика была спроектирована с нуля в цифровом формате и реализована как целостное «цифровое предприятие». В основе проекта лежал комплексный цифровой двойник, охватывающий не только производственные мощности, но и структуру здания и все логистические процессы. Вся планировка завода была смоделирована и оптимизирована в этой виртуальной среде. Сотрудники могли перемещаться по своим будущим рабочим местам с помощью VR-гарнитур и оставлять ценные отзывы для окончательного проекта. Результаты этого цифрового подхода впечатляют: производственная мощность увеличилась на 200%, а производительность – на 20%. При этом потребность в площадях сократилась на 40% при сохранении прежнего уровня производительности, что исключило необходимость вкладывать средства во вторую производственную линию. Более того, оптимизация в цифровом пространстве привела к значительной экономии энергии и воды, значительно повысив экологичность предприятия.

Автомобильная промышленность: от виртуального планирования к гибкому производству

Автомобильная промышленность, характеризующаяся высокой сложностью и быстрыми циклами инноваций, является ещё одним пионером в освоении виртуальной реальности. Сферы её применения охватывают всю цепочку создания стоимости: от совместной разработки автомобилей и создания виртуальных прототипов до моделирования краш-тестов, детального планирования производственных линий и оптимизации глобальной цепочки поставок. Такие компании, как BMW, уже используют платформу NVIDIA Omniverse для планирования виртуальных заводов.

Пример: Группа Renault

Группа Renault заявляет о внедрении первой в автомобильной отрасли комплексной промышленной метавселенной для ускорения цифровой трансформации. В этой системе 100% производственных линий подключены к сети, а все данные о цепочке поставок хранятся в метавселенной и обрабатываются в режиме реального времени. Цифровые двойники заводов и всей цепочки поставок обеспечивают непрерывный мониторинг и контроль. Центр управления консолидирует всю необходимую информацию и позволяет оперативно реагировать на сбои. Прогнозируемый экономический эффект к 2025 году значителен: Renault ожидает экономии в размере 320 млн евро за счет оптимизации процессов, еще 260 млн евро за счет сокращения запасов, 60% сокращения сроков поставки автомобилей и 50% снижения углеродного следа производства.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность: управление сложностью и безопасностью

В аэрокосмической отрасли, где изделия состоят из миллионов отдельных деталей и где применяются самые высокие стандарты безопасности, IMV обеспечивает решающие преимущества. Он позволяет вести совместную разработку сложнейших систем, моделировать взаимодействие всех компонентов, проводить обучение пилотов и астронавтов в реалистичных условиях виртуальной реальности (VR) и предоставлять персоналу по обслуживанию инструкции в дополненной реальности (AR).

Пример исследования: Airbus

Airbus использует технологии смешанной реальности, в частности Microsoft HoloLens 2, в широком спектре приложений. В производстве цифровые рабочие инструкции и трёхмерные схемы проецируются непосредственно на реальные компоненты. Это позволило сократить время производства некоторых процессов на треть, одновременно повысив качество. В рамках сложного этапа переоборудования самолётов A330 на заводе в Хетафе 70% рабочих заказов уже выполняются с использованием смешанной реальности. В процессе проектирования инженеры могут виртуально проверять свои проекты в иммерсивной среде, сокращая время, необходимое для этого этапа, на 80%. Эти примеры демонстрируют, как смешанная реальность помогает справиться с невероятной сложностью отрасли, одновременно повышая эффективность и безопасность.

Энергетические и коммунальные компании: моделирование для обеспечения устойчивости и восстановления

Для энергетической отрасли IMV является ключевым инструментом управления энергетическим переходом и обеспечения устойчивого энергоснабжения. Он позволяет создавать цифровые двойники сложных инфраструктур, таких как электросети, электростанции или целые городские системы энергоснабжения. В этих виртуальных средах операторы могут отслеживать потребление энергии в режиме реального времени, выявлять неэффективные ситуации и моделировать различные сценарии – например, воздействие экстремальных погодных явлений или интеграцию большого количества возобновляемых источников энергии в энергосистему. Это позволяет улучшить планирование, повысить стабильность сети и целенаправленно оптимизировать энергоснабжение для достижения более устойчивого и устойчивого энергоснабжения.

Здравоохранение: точность, персонализация и инновации

IMV также открывает новые горизонты в здравоохранении, особенно на стыке медицинских технологий, диагностики и терапии. Он позволяет разрабатывать, создавать прототипы и оценивать медицинские технологии на основе ИИ в виртуальной среде до создания дорогостоящих физических устройств. Хирурги могут детально планировать и отрабатывать сложнейшие процедуры, используя цифровые двойники пациентов, созданные на основе КТ или МРТ-снимков.

Пример из практики: использование 3D-печати и цифровых двойников в хирургии

Конкретным примером использования IMV в здравоохранении является сочетание цифровых моделей пациентов с 3D-печатью. Данные изображения пациента используются для создания точного цифрового двойника соответствующей анатомической структуры. Эта 3D-модель затем служит шаблоном для 3D-печати имплантатов, хирургических шаблонов или подробных анатомических моделей для планирования хирургических операций. Например, детская больница имени Сант Жоан де Деу в Барселоне использовала высокодетализированную 3D-печатную модель опухоли и окружающих структур для разработки малоинвазивной хирургической стратегии, которая была бы невозможна без модели и привела к значительно лучшему результату для юного пациента. Этот процесс – от цифровых данных пациента до виртуального двойника и физического 3D-печатного объекта, который имеет решающее значение в реальном мире – воплощает в себе основную идею Промышленной Метавселенной.

AI & XR-3D-Рендринг Машина: Пять раз экспертиза от Xpert.Digital в комплексном пакете обслуживания, R & D XR, PR & SEM – Изображение: Xpert.Digital

Xpert.Digital обладает глубокими знаниями различных отраслей. Это позволяет нам разрабатывать индивидуальные стратегии, которые точно соответствуют требованиям и задачам вашего конкретного сегмента рынка. Постоянно анализируя тенденции рынка и следя за развитием отрасли, мы можем действовать дальновидно и предлагать инновационные решения. Благодаря сочетанию опыта и знаний мы создаем добавленную стоимость и даем нашим клиентам решающее конкурентное преимущество.

Подробнее об этом здесь:

• Используйте 5 -кратную компетентность Xpert.Digital в одном пакете – от 500 евро/месяц

Количественные выгоды и добавленная стоимость

Внедрение индустриальной метавселенной не является самоцелью, а обусловлено перспективой значительных и измеримых экономических выгод. Эти выгоды не изолированы, а образуют систему взаимоусиливающих эффектов, пронизывающих всю цепочку создания стоимости и ведущих к фундаментальному повышению конкурентоспособности.

Повышение производительности и эффективности

Потенциал значительного повышения эффективности и производительности является одним из основных факторов внедрения IMV. Благодаря виртуальному моделированию и оптимизации производственных процессов, более эффективному использованию ресурсов и минимизации незапланированных простоев за счёт forward-looking технического обслуживания, компании могут значительно повысить общую эффективность оборудования (OEE). Рост производительности часто составляет двузначные процентные значения. Например, «Цифровая фабрика» Siemens в Нанкине достигла 20% роста производительности. Этот рост обусловлен сочетанием оптимизированных процессов, повышения квалификации сотрудников благодаря лучшему обучению и принятия решений в режиме реального времени на основе данных.

Устойчивое снижение затрат и оптимизация ресурсов

Промышленная метавселенная открывает значительные возможности для устойчивого снижения затрат в различных областях бизнеса. Ключевым фактором является радикальное сокращение потребности в дорогостоящих физических прототипах при разработке продукции, поскольку они заменяются виртуальными. Командировочные расходы также значительно сокращаются благодаря удалённому сотрудничеству, виртуальному вводу в эксплуатацию и удалённому обслуживанию. Раннее обнаружение ошибок на этапе моделирования позволяет избежать дорогостоящего брака и доработки в реальном производстве. Пример Renault Group иллюстрирует масштаб этого потенциала: запланированная экономия только за счёт оптимизации процессов составит 320 миллионов евро. Такое снижение затрат часто напрямую связано с более эффективной оптимизацией ресурсов, что повышает как экономическую эффективность, так и экологическую ответственность.

Ускорение инноваций и времени выхода на рынок

Возможность быстро и экономично тестировать новые идеи, продукты и производственные концепции в виртуальной среде — решающее конкурентное преимущество. Виртуализация позволяет распараллелить разработку продукта и производство, значительно сокращая традиционно последовательные и длительные процессы. Компании могут быстрее реагировать на изменения рынка и быстрее выводить инновации на рынок. Пример компании Siemens Numerical Control, где время вывода продукции на рынок сократилось на впечатляющие 200%, демонстрирует потенциал преобразований в этой области.

Улучшение глобального сотрудничества

В условиях глобализированной экономики промышленная метавселенная выходит за рамки физических расстояний и часовых поясов. Глобально распределённые команды инженеров, дизайнеров, специалистов по планированию производства и даже поставщиков могут работать над одними и теми же цифровыми двойниками в едином, постоянном виртуальном пространстве, как будто они находятся в одной комнате. Это не только повышает эффективность совместной работы, но и способствует передаче знаний, устраняет разобщённость подразделений и способствует принятию более целостных и эффективных решений.

Устойчивость как ключевое преимущество

Помимо прямых экономических выгод, IMV становится важнейшим инструментом для достижения целей устойчивого развития (ESG). Благодаря детальному моделированию энергетических и материальных потоков компании могут точно анализировать и оптимизировать потребление ресурсов, отходы и выбросы. Виртуальная разработка продукции снижает расход материалов на прототипы, а сокращение количества поездок благодаря удалённому сотрудничеству напрямую способствует уменьшению углеродного следа. Группа Renault поставила перед собой амбициозную цель — сократить углеродный след производства автомобилей на 50% с помощью IMV. Таким образом, IMV позволяет совместить экономические и экологические аспекты и обеспечить более устойчивое создание промышленной ценности.

Проблемы на пути к реализации

Несмотря на огромный потенциал и уже достигнутые успехи, путь к широкому внедрению Индустриальной Метавселенной сопряжен со значительными трудностями. Эти препятствия носят не только технологический характер, но также охватывают организационные, финансовые, юридические и человеческие аспекты. Успех Индустриальной Метавселенной будет во многом зависеть от того, насколько успешно компании и общество решат эти сложные социально-технические проблемы.

Технические препятствия

Самая большая техническая проблема, на которую указали 47% компаний, — это отсутствие взаимодействия и стандартизации. IMV возникает из-за конвергенции технологий, платформ и форматов данных разных поставщиков. Без общих открытых стандартов бесшовная интеграция этих компонентов практически невозможна. Запатентованные, изолированные решения препятствуют созданию взаимосвязанной экосистемы и существенно ограничивают потенциал IMV. Такие инициативы, как Metaverse Standards Forum и Alliance for Open Universal Scene Description (OpenUSD), работают над разработкой таких стандартов, но этот процесс сложен и длителен.

С этим тесно связана проблема интеграции и качества данных. Объединение данных из разнородных источников, особенно из операционных (OT) и информационных (IT) технологий, — сложная задача. Точность и ценность цифрового двойника напрямую зависят от качества, полноты и актуальности базовых данных. Поэтому обеспечение надёжности и надежности базы данных является основополагающим условием.

Организационные и финансовые аспекты

Внедрение промышленной метавселенной требует значительных первоначальных инвестиций в оборудование (например, XR-устройства, мощные серверы), лицензии на программное обеспечение и обучение персонала. Эти высокие затраты могут стать серьёзным препятствием, особенно для малых и средних предприятий (МСП).

Более того, нельзя недооценивать техническую сложность внедрения. Недостаточно просто приобрести отдельные технологии; их необходимо интегрировать в существующие процессы и ИТ-ландшафты, а также согласовать с общими бизнес-целями. Это требует четкой стратегии, глубокого технического понимания и зачастую фундаментальной трансформации организационных структур и рабочих процессов.

Безопасность данных, защита данных и правовая база

В промышленной метавселенной обрабатываются огромные объёмы высококонфиденциальных корпоративных данных, включая проектные планы, производственные данные и коммерческие тайны. Поэтому обеспечение безопасности данных и кибербезопасности критически важно для защиты от промышленного шпионажа, саботажа и других кибератак.

В то же время компании действуют в сложной правовой среде. В настоящее время не существует специального «метавселенного закона». Вместо этого к новым виртуальным ситуациям должны применяться существующие законы гражданского права, права о защите данных (например, GDPR), авторского права и трудового права, что приводит к значительной правовой неопределенности. В частности, для глобальных команд, работающих в общем виртуальном пространстве, возникает сложный вопрос о применимом национальном законодательстве, например, в отношении рабочего времени или совместного принятия решений.

Человеческий фактор: дефицит навыков и развитие навыков

Одним из главных препятствий для быстрого внедрения ИКТ является нехватка квалифицированных специалистов. 44% компаний считают дефицит квалифицированных специалистов серьёзной проблемой. Существует нехватка экспертов с глубокими знаниями ключевых технологий, таких как искусственный интеллект, цифровые двойники, Интернет вещей и расширенная реальность. Это создаёт серьёзную угрозу будущей конкурентоспособности, особенно в промышленно развитых странах, таких как Германия, где уровень цифровых навыков населения ниже среднего по ЕС.

Существует острая необходимость в радикальной модернизации систем подготовки и повышения квалификации, а также в их адаптации к новым требованиям. Необходимо широкое обучение навыкам анализа данных, информатики и применения технологий виртуальной и дополненной реальности (VR/AR). Компании должны инвестировать в переподготовку и повышение квалификации своих сотрудников, а также создавать новые, привлекательные вакансии для привлечения и удержания специалистов в отраслях будущего. Без специалистов, способных проектировать, эксплуатировать и развивать эти сложные социально-технические системы, весь потенциал индустриальной метавселенной останется нераскрытым.

Будущее индустриальной метавселенной

Промышленная метавселенная только начинает своё развитие, но направление ясно: она фундаментально изменит способы проектирования, производства и эксплуатации продукции. Будущие технологические прорывы, особенно в области искусственного интеллекта, ещё больше ускорят эту трансформацию и приведут к созданию ещё более взаимосвязанной, автономной и устойчивой промышленной экосистемы. Поэтому компаниям крайне важно определить стратегический курс уже сейчас.

Роль генеративного ИИ как катализатора

Генеративный искусственный интеллект (GenAI) становится одной из самых преобразующих сил в индустриальной метавселенной. Его влияние выходит далеко за рамки простого анализа данных и особенно затрагивает взаимодействие с виртуальными мирами и их создание.

GenAI произведёт революцию в пользовательском опыте IMV, обеспечив взаимодействие на естественном языке. Вместо того, чтобы разбираться в сложном программном обеспечении, инженеры или менеджеры смогут формулировать свои запросы простым языком, например: «Смоделируйте влияние отказа машины X на еженедельный объём производства». GenAI действует как интеллектуальный «переводчик» между человеческими намерениями и сложным техническим моделированием, тем самым упрощая доступ к мощным инструментам IMV.

Более того, GenAI значительно ускорит процесс создания виртуального контента. Он способен создавать реалистичные 3D-модели на основе текстовых описаний или 2D-эскизов, генерировать сложные виртуальные среды или предлагать оптимизированные варианты дизайна компонентов. Сочетание физической точности IMV и креативности GenAI, основанной на данных, обещает экспоненциальное ускорение циклов инноваций.

Долгосрочное видение: связанная, автономная и устойчивая промышленная экосистема

Долгосрочное видение Промышленной Метавселенной выходит далеко за рамки оптимизации отдельных фабрик. Оно нацелено на создание глобальной сети интероперабельных цифровых двойников, отображающих целые цепочки создания стоимости и экосистемы. В такой сетевой системе производственные мощности различных компаний могут динамично и гибко использоваться для реагирования на колебания спроса или повышения устойчивости цепочек поставок.

В этом видении будущего автономные системы и агенты ИИ возьмут на себя рутинные задачи планирования, контроля и обслуживания, в то время как люди сосредоточатся на решении сложных задач, творчестве и принятии стратегических решений. Это может привести к появлению своего рода «цифрового рынка промышленных мощностей», где производственные заказы, управляемые ИИ, будут распределяться по наиболее подходящим и доступным ресурсам в сети. Тогда ИМК перестанет быть просто инструментом оптимизации, а станет операционной системой для экономики «производства как услуги», которая обеспечит высочайший уровень эффективности, устойчивости и стабильности.

Рекомендации к действию для компаний: стратегические императивы

Чтобы преуспеть в этом быстро меняющемся мире и воспользоваться возможностями, предоставляемыми промышленной метавселенной, компаниям необходимо использовать проактивный и стратегический подход. На основе анализа лидеров в области технологий и сложностей внедрения можно сформулировать четыре ключевых стратегических императива, которые могут служить руководством для компаний:

• Содействие совместимости: компаниям следует постоянно ориентироваться на открытые стандарты и интерфейсы при принятии технологических решений и избегать проприетарных, изолированных решений. Возможность бесперебойного обмена данными и моделями с партнёрами, поставщиками и клиентами станет решающим фактором конкурентоспособности.
• Стимулируйте стандартизацию: вместо того, чтобы просто ждать, компаниям следует активно участвовать в разработке стандартов, например, участвуя в межотраслевых организациях, таких как Форум стандартов Metaverse. Только так можно гарантировать, что будущие стандарты будут соответствовать их собственным требованиям.
• Понимание интеграции данных как основы: надежная общекорпоративная стратегия управления данными является необходимым условием для любого проекта ИТ-интеграции. Это включает в себя преодоление разрозненности между ИТ и ОТ и создание единой, высококачественной базы данных.
• Мыслите экосистемами: ни одна компания не может справиться со всей сложностью IMV в одиночку. Выстраивание стратегических партнерств с поставщиками технологий, исследовательскими институтами, клиентами и даже конкурентами крайне важно для объединения знаний, распределения рисков и совместной разработки инновационных решений.

Компании, которые принимают эти императивы и рассматривают Промышленную Метавселенную не как краткосрочный технологический тренд, а как долгосрочную стратегическую трансформацию, смогут сформировать следующую волну промышленной цифровизации и прочно закрепить свои позиции в глобальной конкуренции.

Цифровые двойники и ИИ: поворотный момент промышленных инноваций

Промышленная Метавселенная знаменует собой решающий поворотный момент в цифровой трансформации промышленности. Это уже не отдалённое видение будущего, а, скорее, прагматичная эволюция, которая уже идёт, опираясь на фундамент Индустрии 4.0 и значительно расширяя его. Анализ текущего состояния мирового развития рисует ясную картину: Промышленная Метавселенная превращается в центральную парадигму создания промышленной стоимости в XXI веке благодаря масштабным инвестициям и высокому, стабильно растущему уровню внедрения во всех основных индустриальных странах.

Основная идея Промышленной Метавселенной – полное слияние физического и виртуального миров посредством целостного цифрового двойника, управляемого данными – обеспечивает фундаментальную трансформацию. Акцент смещается от чистого сбора и анализа данных к интерактивному моделированию и управлению сложными системами в реальном времени. Это приводит к количественным и взаимодополняющим преимуществам: значительному повышению производительности и эффективности, устойчивому сокращению затрат, радикальному ускорению инновационных циклов и улучшению глобального сотрудничества. Более того, Промышленная Метавселенная становится важнейшим инструментом для достижения целей устойчивого развития, позволяя оптимизировать потребление ресурсов и энергии.

Внедрение технологий продвигается мировыми лидерами платформ, такими как Siemens, NVIDIA, Microsoft и Dassault Systèmes, чьи взаимодополняющие стратегии направлены на создание открытой, совместимой и совместной экосистемы. Вместо конкуренции за закрытые системы формируется будущее сетевой специализации.

Тем не менее, путь к полной реализации Индустриальной Метавселенной сопряжен со значительными трудностями. Необходимо преодолеть технические препятствия, такие как отсутствие интероперабельности и стандартизации, сложность интеграции данных, проблемы кибербезопасности и нечеткая правовая база. Однако, пожалуй, самая большая проблема кроется в человеческом факторе: острая нехватка квалифицированных специалистов в соответствующих цифровых областях представляет собой серьезную угрозу конкурентоспособности и требует значительных усилий по обучению и повышению квалификации.

В перспективе генеративный искусственный интеллект станет важнейшим катализатором, который демократизирует взаимодействие с ИКТ и экспоненциально расширит его возможности. Долгосрочная цель создания глобально связанной, автономной и устойчивой промышленной экосистемы амбициозна, но технологические и стратегические основы для её реализации закладываются уже сегодня.

Для компаний индустриальная метавселенная — уже не просто вариант, а стратегическая необходимость. Те, кто действует проактивно уже сейчас, инвестирует в открытые технологии и экосистемы и развивает необходимые компетенции, не только преобразуют собственные бизнес-модели, но и играют ключевую роль в формировании будущего мировой промышленности.

☑️ Поддержка МСП в разработке стратегии, консультировании, планировании и реализации.

☑️ Создание или корректировка цифровой стратегии и цифровизации.

☑️ Расширение и оптимизация процессов международных продаж.

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Пионерское развитие бизнеса

Конрад Вольфенштейн

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.

Вы можете найти больше по адресу: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus