Immersiv ingenjörskonst, samarbete och vad det har att göra med metaversumet

Immersiv ingenjörskonst och samarbete i den industriella metaversen: En transformativ symbios

Industriproduktionen, med Industri 4.0 och den industriella metaversen, står på gränsen till ett helt nytt tillvägagångssätt för produktutveckling, drivet av konvergensen av immersiv ingenjörskonst, avancerade samarbetsmetoder och framväxande metaversumsteknologier. Medan metaversen i allmänhet – ofta förknippad med underhållning och sociala medier – fortfarande brottas med sin ekonomiska relevans, framträder ett specifikt område redan som en drivkraft för verklig innovation: den industriella metaversen. Denna utveckling lovar inget mindre än ett paradigmskifte i hur produkter designas, utvecklas, tillverkas och underhålls.

Denna rapport belyser de mångfacetterade aspekterna av denna omvandling och analyserar de tekniska, organisatoriska och ekonomiska konsekvenserna som uppstår genom integrationen av immersiv ingenjörskonst och samarbete i den industriella metaversen. Vi drar nytta av insikter från aktuella forskningsinitiativ och banbrytande industriella projekt för att måla upp en heltäckande bild av de möjligheter och utmaningar som denna utveckling presenterar.

Lämplig för detta:

• Håller "immersiv ingenjörskonst" på att ta om metaversumet? Siemens och Sony leder vägen

Teknologiska grunder för immersiv ingenjörskonst i metaversumet

Den industriella metaversen bygger på en rad nyckelteknologier som i kombination möjliggör en helt ny dimension av produktutveckling och tillverkning. I hjärtat av denna tekniska revolution finns immersiv ingenjörskonst, vilket gör det möjligt för ingenjörer och designers att fördjupa sig i virtuella, interaktiva miljöer och interagera med digitala modeller och simuleringar som om de vore verkliga.

Sammankopplade XR-ekosystem som infrastrukturell grund

En grundläggande förutsättning för att förverkliga den industriella metaversen är tillgången till högpresterande och sammankopplade XR-ekosystem (XR står för Extended Reality, ett paraplybegrepp som omfattar Virtual Reality, Augmented Reality och Mixed Reality). Traditionella VR-headset, även om de redan är etablerade i många sektorer, når ofta sina gränser i krävande industriella tillämpningar. Det är här utvecklingen av avancerade XR-infrastrukturer som går utöver enkla huvudmonterade skärmar kommer in i bilden.

Initiativ som Fraunhofer IAO:s INSTANCE visar vägen till framtiden. Här skapas en branschövergripande hårdvaru- och mjukvaruinfrastruktur, baserad på komplexa system. Istället för VR-headset används högupplösta projektorer, kraftfulla realtidsgrafikarkitekturer och exakta spårningssystem. Dessa nätverkskopplade XR-labb gör det möjligt för team på olika platser att interagera samtidigt och i realtid med identiska virtuella prototyper.

Ett utmärkt exempel på denna utveckling är så kallade CAVE-miljöer (Cave Automatic Virtual Environments), som de som används vid Center for Virtual Engineering. Dessa rum använder 4K-projektioner med hög ljusstyrka för att skapa uppslukande 360°-skärmar som helt fördjupar användaren i den virtuella världen. Exakt spårning fångar användarens rörelser och möjliggör intuitiv interaktion med den virtuella miljön, vilket vida överträffar möjligheterna hos konventionella VR-headset.

Fördelen med sådana nätverksbaserade XR-ekosystem ligger i deras förmåga att representera mycket komplexa virtuella miljöer samtidigt som de möjliggör samarbete mellan distribuerade team. Ingenjörer och designers kan känna att de arbetar tillsammans på en fysisk prototyp, trots att de faktiskt befinner sig på olika platser. Detta accelererar inte bara utvecklingsprocesser utan främjar också kreativitet och innovation, eftersom team mer effektivt kan utbyta idéer och utveckla lösningar tillsammans.

Hybridisering av CAD/PLM-system och XR-gränssnitt

En annan kritisk framgångsfaktor för immersiv ingenjörskonst i den industriella metaversen är den sömlösa integrationen av befintliga ingenjörsverktyg och system i virtuella arbetsmiljöer. I synnerhet är den dubbelriktade anslutningen av CAD- (datorstödd design) och PLM- (produktlivscykelhantering) system till XR-gränssnitt av avgörande betydelse.

CAD-system är kärnan i modern produktutveckling. De används för att skapa 3D-modeller av komponenter, sammansättningar och kompletta produkter. PLM-system, å andra sidan, hanterar hela produktlivscykeln, från det första konceptet via utveckling och tillverkning till underhåll och avfallshantering. Integreringen av dessa system i den industriella metaversen gör det möjligt att generera virtuella prototyper direkt från CAD-data och länka dem i realtid med information från PLM-systemet.

Ett exempel på denna utveckling är Siemens NX Immersive Designer, utvecklad i samarbete med Sony. Denna lösning visar hur parametriska 3D-modelldata från NX CAD-systemet kan överföras sömlöst till Sonys mixed reality-glasögon. Den viktigaste funktionen är den dubbelriktade kommunikationen: designändringar som görs i den virtuella miljön synkroniseras tillbaka till PLM-systemet i realtid.

Denna så kallade "closed-loop"-metod eliminerar mediaavbrott och undviker behovet av att manuellt överföra data mellan olika system. Den möjliggör också tillhandahållande av kontextkänsliga verktygspaletter i den virtuella miljön. Det innebär att de verktyg och funktioner som är tillgängliga för användaren i XR-miljön dynamiskt anpassar sig till de aktuella tekniska uppgifterna. Till exempel behövs andra verktyg för en designgranskning än för monteringsplanering eller underhållssimulering.

Hybridiseringen av CAD/PLM-system och XR-gränssnitt är därför ett avgörande steg mot att göra den industriella metaversen till en integrerad del av det tekniska arbetsflödet. Det gör det möjligt för ingenjörer och konstruktörer att fortsätta använda sina välbekanta verktyg och processer i en uppslukande och samarbetsinriktad miljö samtidigt som de drar nytta av fördelarna med XR-teknik.

Fysiskt noggranna simuleringsmiljöer

En annan viktig aspekt av immersiv ingenjörskonst i metaversumet är möjligheten att utföra fysiskt noggranna simuleringar i virtuella miljöer. Framsteg inom områden som strålspårningsmotorer och fysiksimuleringar gör det möjligt att representera materialegenskaper, flödesbeteende, mekaniska påfrestningar och många andra fysikaliska fenomen i realtid och med hög noggrannhet.

Strålspårningsmotorer säkerställer en realistisk representation av ljus och skuggor i den virtuella miljön. Detta är viktigt inte bara för visuell fördjupning utan också för att utvärdera designaspekter som ytstruktur, reflektioner och färg. Fysiksimuleringar, å andra sidan, gör det möjligt att undersöka virtuella objekts beteende under olika förhållanden. Till exempel kan effekterna av krafter och belastningar på komponenter simuleras, eller flödesbeteendet hos vätskor och gaser i komplexa system analyseras.

Holo-Lights AR3S-system exemplifierar hur sådana fysiskt noggranna simuleringar kan användas i förstärkt verklighet. Här läggs resultat från finita elementanalys (FEA), en metod för att beräkna mekaniska spänningar och deformationer, direkt över fysiska prototyper som holografiska överlagringar. Detta gör det möjligt för ingenjörer att visualisera och utvärdera simuleringsresultaten omedelbart inom ramen för det verkliga objektet.

NVIDIA Omniverse är ytterligare en plattform som driver denna utveckling. Omniverse möjliggör GPU-accelererade multifysiksimuleringar, vilka utför beräkningar betydligt snabbare än traditionella CPU-baserade system. Detta leder till en betydande acceleration av iterationscykler i produktutveckling. Ingenjörer kan simulera och jämföra olika designvarianter snabbare, vilket resulterar i optimerade produkter och kortare utvecklingstider. Det har rapporterats att användningen av sådan teknik kan minska iterationscyklerna med upp till 40 %.

Fysiskt noggranna simuleringar i den industriella metaversen erbjuder således enorm potential för att effektivisera och förbättra produktutvecklingen. De gör det möjligt att testa och optimera produkter virtuellt innan fysiska prototyper behöver byggas. Detta sparar inte bara tid och kostnader, utan minskar också materialförbrukningen och bidrar därmed till en mer hållbar produktutveckling.

Samarbetsmodeller i den industriella metaversen

Den industriella metaversen är inte bara en teknologisk plattform, utan också en katalysator för nya former av samarbete. Metaversens fördjupande och interaktiva möjligheter öppnar upp helt nya perspektiv för teamsamarbete, oavsett var de befinner sig fysiskt.

Lämplig för detta:

• För hybridteam: Framgångsfaktorer för samarbetsplattformar
• Vilka fördelar erbjuder samarbetsplattformar jämfört med traditionella arbetsmodeller?

Multimodala interaktionsparadigmer

Moderna XR-system förlitar sig på multimodala interaktionsparadigm för att möjliggöra intuitiv och naturlig användning av virtuella miljöer. Istället för traditionell tangentbords- och musinmatning kombineras olika inmatningsmetoder, inklusive röststyrning, gestigenkänning och haptisk feedback.

Röststyrning låter användare utfärda kommandon och interagera med den virtuella miljön genom att helt enkelt tala. Gestigenkänning fångar hand- och kroppsrörelser och översätter dem till handlingar i den virtuella världen. Haptisk feedback ger taktila sensationer, till exempel genom vibrationsmotorer i kontroller eller speciella handskar. Detta förbättrar fördjupningen och möjliggör mer exakt och naturlig interaktion med virtuella objekt.

Partnerskapet mellan Siemens och Sony visar hur sådana multimodala interaktionsparadigmer kan integreras i industriella tillämpningar. Deras XR-lösningar använder till exempel 6DoF-styrenheter (6 frihetsgrader), vilket möjliggör exakt manipulation av virtuella sammansättningar. 6DoF innebär att styrenheterna kan detektera rörelser i sex frihetsgrader: framåt/bakåt, vänster/höger, upp/ner och rotation runt alla tre axlarna. Detta möjliggör mycket intuitiv och exakt styrning inom den virtuella miljön.

Dessutom integreras ögonstyrningssystem för att fånga användarnas blickriktning och fokus. Ögonstyrning kan användas i olika tillämpningar, till exempel för att analysera uppmärksamhetsfördelningen inom designteam. Genom att utvärdera blickdata är det möjligt att avgöra vilka områden i en virtuell prototyp som ses mest intensivt och var potentiella designproblem eller optimeringsmöjligheter kan finnas.

Multimodaliteten hos moderna XR-system bidrar avsevärt till att minska utbildningstiden för nya användare och öka acceptansen av tekniken. Det har rapporterats att utbildningstiden kan minskas med i genomsnitt 60 % jämfört med traditionella VR-gränssnitt. Detta är särskilt viktigt i industriella miljöer, där ett stort antal anställda med olika bakgrund och förkunskaper ofta behöver arbeta med systemen.

Asynkront samarbete genom AI-drivna avatarer

En annan spännande utveckling inom området samarbetsmodeller i den industriella metaversen är användningen av artificiell intelligens (AI) för att stödja asynkront samarbete. Asynkront samarbete innebär att teammedlemmar inte behöver arbeta med ett projekt samtidigt och på samma plats. Detta är särskilt relevant för globalt distribuerade team och för projekt som sträcker sig över tidszoner och olika arbetstider.

AI-drivna avatarer kan spela en nyckelroll här. De är digitala representationer av teammedlemmar som kan agera i den virtuella miljön i frånvaro av riktiga människor. Dessa avatarer kan till exempel logga beslut, spåra uppgifter och generera rekommendationer för åtgärder baserat på historisk interaktionsdata.

AVEVA, en leverantör av industriell mjukvara, bedriver intensiv forskning om utvecklingen av sådana AI-avatarer. Deras forskning visar att AI-avatarer kan öka konsekvensen avsevärt i interkontinentala utvecklingsprojekt. Det har rapporterats att konsekvensökningar på upp till 35 % kan uppnås. Detta beror på att AI-avatarer kan överbrygga kulturella och tidsmässiga barriärer genom att till exempel dokumentera information och beslut i ett standardiserat format och göra dem tillgängliga för alla teammedlemmar, oavsett plats eller tidszon.

AI-avatarer kan också bidra till att förhindra kunskapsförlust och säkerställa projektets kontinuitet. Om en teammedlem slutar eller åker på semester kan deras AI-avatar fortsätta utföra uppgifter och säkerställa att viktig information och beslut inte går förlorade.

Det är viktigt att betona att AI-avatarer inte är avsedda att ersätta mänskliga anställda. Snarare är de avsedda att fungera som stödjande verktyg som förbättrar effektiviteten och ändamålsenligheten i samarbetet och gör det möjligt för team att arbeta tillsammans framgångsrikt, även i komplexa och distribuerade miljöer.

Lämplig för detta:

• MMM-Metaverse SME och maskinteknik i 5G: 5G-teknik i Troisdorf Stadtpark-industrin med VR-glasögon och avatarer
• Hur kan samarbetsplattformar förbättra samarbetet mellan olika avdelningar inom ett företag?

Kontextanpassade kunskapsdatabaser

En annan viktig aspekt av samarbetsmodeller i den industriella metaversen är integrationen av kontextanpassade kunskapsdatabaser. Komplexa ingenjörsprojekt genererar stora mängder information och data, inklusive CAD-modeller, materialdatablad, standarder, riktlinjer, information om tidigare projekt och mycket mer. Utmaningen ligger i att göra denna information tillgänglig för berörda medarbetare vid rätt tidpunkt och i rätt kontext.

Integrerade kunskapsgrafer kan erbjuda en lösning här. Kunskapsgrafer är semantiska nätverk som representerar information i form av noder och kanter och avbildar relationer mellan olika informationselement. I den industriella metaversum-kontexten kan kunskapsgrafer till exempel länka CAD-modeller med standarder, materialdatablad och historisk projektinformation.

DXC Technology, ett IT-tjänsteföretag, använder metaversummiljöer för att visa dessa data kontextuellt som holografiska överlagringar. När en ingenjör tittar på en specifik komponent i den virtuella miljön visas relevant information från kunskapsgrafen automatiskt, såsom materialspecifikationer, tillverkningsriktlinjer eller resultat från tidigare tester.

Det har rapporterats att användningen av sådana kontextanpassade kunskapsdatabaser kan minska felfrekvensen i designgranskningar med upp till 28 %. Detta beror på att ingenjörer kan få tillgång till relevant information snabbare och enklare, vilket gör det möjligt för dem att fatta mer välgrundade beslut.

Dessutom kan maskininlärningsalgoritmer användas för att analysera användarinteraktioner i den virtuella miljön och proaktivt föreslå relevant information. Om en ingenjör till exempel ofta söker efter specifika standarder eller materialdata kan systemet automatiskt visa denna information eller till och med proaktivt visa den innan användaren ens behöver söka efter den.

Kontextanpassade kunskapsdatabaser i den industriella metaversen hjälper således till att hantera informationsöverflödet och säkerställa att ingenjörer och konstruktörer har tillgång till den information de behöver hela tiden, vilket gör att de kan arbeta mer effektivt och felfritt.

Ekonomiska konsekvenser och marknadsutveckling

Integreringen av immersiv ingenjörskonst och samarbete i den industriella metaversen är inte bara tekniskt spännande, utan lovar också betydande ekonomiska fördelar. Marknadsutvecklingen inom detta område är dynamisk och lovande tillväxtmöjligheter framträder.

Hitta rätt meta -vers byrå och planeringskontor som konsultföretag - Bild: Xpert.Digital

🗒 Hitta rätt meta -vers byrå och planeringskontor som konsultföretag - Sök och ville ha topp tio tips för råd och planering

Mer om detta här:

• Experter på Metaverse och XR: Hitta rätt partners

Marknadsundersökningar och innovation: Varför Metaverse förändrar branschen

Marknadsundersökningsföretag som ABI Research förutspår en imponerande tillväxt för den industriella metaversmarknaden och prognostiserar en genomsnittlig årlig tillväxttakt (CAGR) på 32,05 % fram till 2034. Företag fokuserar alltmer på lean-implementeringar med en tydlig och kortsiktig avkastning på investeringen (ROI).

En studie av Deloitte identifierar tre huvudsakliga kluster av investeringsstrategier i den industriella metaversen:

Digitala tvillingar

Ungefär 45 % av företagen prioriterar investeringar i digitala tvillingar. Digitala tvillingar är virtuella representationer av fysiska objekt, processer eller system. De gör det möjligt för företag att simulera, analysera och optimera sin verkliga verksamhet i den virtuella världen.

AI-drivna samarbetsverktyg

Omkring 30 % av företagen förlitar sig på AI-drivna samarbetsverktyg. Dessa verktyg är avsedda att förbättra lagarbete, stödja kunskapshantering och optimera beslutsprocesser.

Egna XR-ekosystem

Ungefär 25 % av företagen utvecklar sina egna XR-ekosystem. Detta inkluderar att bygga sin egen hårdvaru- och mjukvaruinfrastruktur för immersiv ingenjörskonst och samarbetsapplikationer i metaversumet.

Partnerskapet mellan Siemens och Sony exemplifierar hur strategiska allianser kan minska utvecklingskostnaderna i den industriella metaversen. Genom att dela teknik och utnyttja expertis kan företag slå samman sina resurser och accelerera innovation. Sådana partnerskap rapporteras minska utvecklingskostnaderna med upp till 40 %.

Avkastning på investering (ROI) analyserad

Investeringar i immersiv ingenjörskonst och samarbetsteknologier i den industriella metaversen lönar sig för företag på många sätt. Många studier och branschprojekt visar på den positiva avkastningen på investeringen av dessa teknologier.

En viktig fördel är minskningen av fysiska prototyper och testcykler genom virtuell prototypframställning. Genom att använda simuleringar och virtuella modeller kan produkter testas och optimeras noggrant innan fysiska prototyper behöver byggas. Virtuell prototypframställning har rapporterats minska antalet fysiska testcykler med i genomsnitt 62 %. Detta sparar inte bara materialkostnader utan också värdefull utvecklingstid.

Samtidiga tvärvetenskapliga granskningar i virtuella miljöer bidrar också till att accelerera produktutvecklingen. Möjligheten för team från olika discipliner att samtidigt och i samarbete granska och diskutera virtuella prototyper gör samordningsprocesserna effektivare och besluten snabbare. Det har rapporterats att sådana samtidiga granskningar kan minska tiden till marknaden med upp till 35 %.

”Iguversum” från Igus, en tillverkare av plastprodukter, demonstrerar de potentiella besparingar som uppnås genom virtualiserad automatiseringstestning. Igus använder virtuella miljöer för att planera, testa och optimera automationssystem. Det rapporteras att Igus uppnår årliga besparingar på 780 000 euro genom att använda Iguversum, samtidigt som resekostnaderna minskar med 89 %.

Lämplig för detta:

• Industrial Metaverse & Extended Reality: Vad är iguverse eller iguversum? En VR-plattform för försäljning och industriteknik

Burckhardt Compression, en tillverkare av kompressorsystem, använder förstärkt verklighet (AR) för underhåll av sin utrustning. AR-stödda underhållsinstruktioner och fjärrsupport möjliggör effektivare underhållsarbete. Burckhardt Compression har enligt uppgift uppnått en ökning av utrustningens tillgänglighet med 43 % genom AR-stött underhåll.

Dessa exempel visar att avkastningen på investeringen (ROI) för immersiv ingenjörskonst och samarbetsteknologier i den industriella metaversen är betydande inom olika tillämpningsområden och branscher. Fördelarna sträcker sig från kostnads- och tidsbesparingar till kvalitetsförbättringar och ökad tillgänglighet i anläggningen.

Nya affärsmodeller och värdekedjor

Utvecklingen av den industriella metaversen leder inte bara till effektivitetsvinster och kostnadsbesparingar i befintliga affärsmodeller, utan öppnar också upp helt nya affärsmodeller och värdekedjor.

Ett exempel på detta är Metaverse-as-a-Service-plattformar, som erbjuder pay-per-use-åtkomst till avancerade simuleringsresurser. Tillgång till dyr simuleringsprogramvara och hårdvara kan vara ett stort hinder, särskilt för små och medelstora företag. Metaverse-as-a-Service-plattformar gör det möjligt för dessa företag att använda simuleringsresurser kostnadseffektivt och på begäran, utan att behöva göra stora initiala investeringar.

Holo-Lights "XR now" är ett exempel på en sådan plattform. XR erbjuder nu pay-per-use-åtkomst till superdatorresurser för XR-applikationer. Det rapporteras att företag kan få tillgång till superdatorresurser för så lite som 0,12 euro per GPU-timme. Detta har potential att skapa omvälvande effekter, särskilt för små och medelstora företag (SMF), eftersom det gör det möjligt för även mindre företag att genomföra komplexa simuleringar och dra nytta av fördelarna med immersiv ingenjörskonst.

Samtidigt utvecklas specialiserade konsulttjänster för integration av XR i befintliga PLM-processer. Införandet av immersiv ingenjörskonst och metaversumteknik i företag kräver ofta djupgående förändringar i processer, strukturer och kompetenser. Konsultföretag stöder företag i att framgångsrikt hantera denna transformation. Marknaden för sådana konsulttjänster förväntas nå en volym på 12,4 miljarder euro år 2026.

Utvecklingen av den industriella metaversen skapar således inte bara nya möjligheter för företag att förbättra sina produkter och processer, utan också för nya företag att utveckla innovativa tjänster och affärsmodeller.

Framtiden för samarbete: Hur OpenXRT och blockchain formar den industriella metaversen

Trots den stora potentialen hos den industriella metaversen finns det också utmaningar och kritiska framgångsfaktorer som företag måste beakta under implementeringen.

Lämplig för detta:

• Nytt territorium för nykomlingar: Vad du borde veta om blockchain, tokens, nfts, plånböcker, cryptocurrency och metavers nu

Interoperabilitet och standardisering

En av de största utmaningarna är heterogeniteten hos XR-format och CAD-system. Det finns en mängd olika filformat, spårningsprotokoll och fysikmotorer, vilka ofta är inkompatibla med varandra. Detta komplicerar datautbyte och samarbete mellan olika system och plattformar.

För att möta denna utmaning är standardiseringsinitiativ avgörande. Fraunhofer IAO arbetar till exempel med en "OpenXRT"-standard som syftar till att förena filformat, spårningsprotokoll och fysikmotorer. Målet är att skapa en öppen och interoperabel standard för XR-teknik i ett industriellt sammanhang.

Initiala tester med OpenXRT-standarden visar lovande resultat. Rapporter indikerar att datakonverteringstider kan minskas med upp till 70 %, medan modellens noggrannhet förbättras med 92 %. En sådan standard skulle avsevärt förenkla datautbytet mellan olika XR-system och tekniska verktyg, och därigenom öka effektiviteten i utvecklingsprocesserna.

Datasäkerhet i distribuerade miljöer

En annan viktig aspekt är datasäkerhet i distribuerade miljöer. I den industriella metaversen utbyts ofta känslig designdata och produktionsinformation mellan olika platser och partners. Det är därför avgörande att säkerställa att dessa data skyddas mot obehörig åtkomst och manipulation.

Blockkedjebaserade lösningar som Siemens "Industrial Data Space" erbjuder lovande metoder inom detta område. Industrial Data Space möjliggör säkert och oberoende datautbyte mellan företag. Genom att använda blockkedjeteknik och nollkunskapsbevis säkerställs att känsliga data endast kan ses och användas av auktoriserade parter, samtidigt som integriteten skyddas.

Krypterade datatokens gör det möjligt att ge tillfälliga åtkomsträttigheter till externa partners utan att helt exponera det centrala PLM-systemet. Detta är särskilt viktigt för samarbete med leverantörer och tjänsteleverantörer som kanske bara behöver åtkomst till viss data under en begränsad period.

Datasäkerhet och integritet är därför viktiga framgångsfaktorer för acceptans och användning av den industriella metaversen i företag. Robusta säkerhetskoncept och tekniker är avgörande för att vinna företagens förtroende för dessa nya tekniker och för att säkerställa skyddet av känsliga uppgifter.

Kompetensutveckling och förändringsledning

Införandet av immersiv ingenjörskonst och metaversumteknik kräver inte bara tekniska anpassningar utan även omfattande kompetensutveckling och effektiv förändringsledning. Anställda måste utbildas för att arbeta med de nya teknikerna och förberedas för de förändrade arbetssätten.

DXC Technology rapporterar om 200 timmar långa utbildningsprogram som är särskilt anpassade till behoven hos den industriella metaversen. Dessa program ger både tekniska färdigheter i att använda XR-system och simuleringsprogramvara, samt samarbetsfärdigheter som är avgörande för att arbeta i virtuella team.

Gamifieringselement används i dessa utbildningsprogram för att öka deltagarnas motivation och engagemang. Det har rapporterats att gamifiering avsevärt ökar genomförandegraden i utbildningsprogram. Jämfört med traditionell utbildning, där genomförandegraden ofta ligger runt 67 %, uppnår VR-stödda utbildningsprogram med gamifieringselement genomförandegrader på upp till 89 %.

Samtidigt är det viktigt att institutionalisera det kulturella skifte som följer med införandet av den industriella metaversen. En studie från MLC (Manufacturing Leadership Council) visar att 68 % av tillverkningsföretagen etablerar dedikerade metaversavdelningar för att aktivt forma denna kulturella förändring och driva integrationen av ny teknik.

Kompetensutveckling och förändringsledning är därför avgörande framgångsfaktorer för ett framgångsrikt genomförande av den industriella metaversen. Företag måste investera i utbildning och vidareutbildning av sina anställda och främja en företagskultur som stöder öppenhet för innovation och nya arbetssätt.

Kvantberäkning i den industriella metaversen: Framtidens simuleringar

Utvecklingen av den industriella metaversen är fortfarande i ett tidigt skede, och spännande framtidsutsikter och forskningsprioriteringar framträder redan som ytterligare kommer att öka potentialen för dessa teknologier.

Neuroadaptiva XR-system

Ett lovande forskningsområde är neuroadaptiva XR-system baserade på hjärn-datorgränssnitt (BCI). BCI möjliggör direkt kommunikation mellan den mänskliga hjärnan och en dator. I samband med den industriella metaversen skulle BCI kunna användas för att integrera kognitiva signaler direkt i designprocesser och göra interaktion med virtuella miljöer ännu mer intuitiv och effektiv.

Tidiga prototyper från Fraunhofer IAO visar redan potentialen hos neuroadaptiva XR-system. Dessa system läser EEG-data (elektroencefalogram) för att upptäcka stressnivåer i virtuella möten och automatiskt justera den omgivande ljusstyrkan. Målet är att optimera arbetsförhållandena i virtuella miljöer och minska den kognitiva belastningen på användarna.

Sony experimenterar med fMRI-baserade system (funktionell magnetisk resonanstomografi) som fångar upp omedvetna designpreferenser och använder dem som input för generativa AI-system. Baserat på dessa preferenser kan generativ AI sedan automatiskt generera designförslag, vilket påskyndar och förbättrar designprocessen.

Neuroadaptiva XR-system har potential att fundamentalt förändra hur vi interagerar med virtuella miljöer och möjliggöra nya former av människa-datorinteraktion. Det behövs dock mycket mer forskning för att få ut dessa tekniker på marknaden och för att ta itu med etiska frågor relaterade till användningen av hjärndata.

Kvantberäkning för realtidssimuleringar

En annan lovande framtidsutsikt är användningen av kvantberäkning för realtidssimuleringar i den industriella metaversen. Kvantdatorer använder kvantmekanikens principer för att lösa vissa beräkningsuppgifter betydligt snabbare än klassiska datorer.

Kombinationen av kvantsimulatorer med XR-visualisering skulle kunna minska beräkningstiden för komplexa flödesanalyser eller materialsimuleringar från veckor till minuter. Detta skulle avsevärt accelerera iterationscykler i produktutveckling och utöka möjligheterna för virtuell testning och optimering.

Forskningsprojekt vid ETH Zürich visar initiala framgångar inom kvantprediktion av materialutmattning. Resultaten av dessa simuleringar kan visualiseras som holografiska skadekartor och användas i den industriella metaversen för att virtuellt testa komponenter för deras livslängd och tillförlitlighet.

Kvantberäkning har potential att revolutionera simuleringstekniker inom den industriella metaversen och öppna upp helt nya tillämpningsområden. Kvantberäkning är dock fortfarande i ett tidigt utvecklingsstadium, och det kommer att dröja ett tag innan denna teknik kan användas i stor utsträckning i industriella tillämpningar.

Hållbarhetspotential genom virtuella fabriker

Den industriella metaversen erbjuder också betydande hållbarhetspotential. Digitala tvillingar möjliggör energioptimerad planering av produktionsanläggningar redan i designfasen. Genom att simulera olika produktionsscenarier och energiflöden kan företag optimera energiförbrukningen i sina fabriker och spara resurser.

FREYR, en battericellstillverkare, använder gigafabrikssimuleringar för att minska energiförbrukningen i sina produktionsanläggningar. Det rapporteras att FREYR kan minska energiförbrukningen med 23 % genom virtuell balansering av produktionslinjer.

AI-drivna logistiksimuleringar i den industriella metaversen kan också bidra till att förbättra hållbarheten i leveranskedjor. Genom att optimera transportvägar och lagerhållning kan företag minska koldioxidutsläppen i sina leveranskedjor. Det har rapporterats att AI-drivna logistiksimuleringar kan minska koldioxidutsläppen i leveranskedjan med i genomsnitt 18 %.

Virtuella fabriker i den industriella metaversen gör det möjligt för företag att planera, simulera och optimera produktionsprocesser utan att förbruka fysiska resurser. Detta bidrar till en mer hållbar produktion och stöder företag i deras ansträngningar att förbättra sitt miljöavtryck.

Syntes och rekommendationer för åtgärder

Analysen visar att immersiv ingenjörskonst i den industriella metaversen inte är en futuristisk vision, utan en operativ hävstång för konkurrenskritiska innovationer. Företag som strategiskt anammar denna utveckling kan få betydande fördelar och positionera sig i framkant av en ny era inom ingenjörskonst.

Detta leder till följande rekommendationer för beslutsfattare i företag:

Sträva efter strategier för stegvis implementering

Börja med tydligt definierade användningsfall som lovar snabb avkastning på investeringen. Virtuella designgranskningar eller AR-stödt underhåll är bra instegspunkter för att få initial erfarenhet och främja acceptans inom företaget.

Etablera tvärvetenskapliga kompetenscentra

Skapa team som sammanför experter från IT, maskinteknik och kognitionsvetenskap. Dessa team kan utveckla användarcentrerade XR-lösningar skräddarsydda för verksamhetens specifika behov.

Prioritera öppna ekosystem

Förlita dig på öppna standarder och modulära arkitekturer som säkerställer flexibilitet och anpassningsbarhet genom API-gränssnitt. Detta möjliggör snabb integration av nya teknikgenerationer och undviker leverantörslåsning.

Implementera etiska riktlinjer för AI-samarbete

Utveckla tydliga riktlinjer för användning av AI i samarbetsmiljöer. Transparens i algoritmiska beslutsprocesser och mänsklig tillsyn är avgörande för att bygga förtroende och minimera etiska risker.

Samarbetsinriktad, engagerande och transformerande

Utvecklingen av den industriella metaversen kommer i hög grad att bero på i vilken utsträckning immersiva teknologier förstås inte som isolerade verktyg, utan som en integrerad del av nätverkade värdekedjor. Företag som strategiskt närmar sig denna omvandling och beaktar ovannämnda rekommendationer kommer att kunna utnyttja den industriella metaversens potential fullt ut och säkra en avgörande konkurrensfördel. Framtiden för teknik har börjat, och den är immersiv, samarbetsinriktad och transformerande.

Xpert.Digital - Pioneer Business Development

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

Konsument metaverse eller meta -verse i allmänhet

Om du har några frågor, ytterligare information och råd, vänligen kontakta mig när som helst.

Konrad Wolfenstein

Jag hjälper dig gärna som personlig konsult.

Du kan kontakta mig genom att fylla i kontaktformuläret nedan eller helt enkelt ringa mig på +49 89 674 804 (München) .

Jag ser fram emot vårt gemensamma projekt.

Xpert.Digital är ett nav för bransch med fokus, digitalisering, maskinteknik, logistik/intralogistik och fotovoltaik.

Med vår 360 ° affärsutvecklingslösning stöder vi välkända företag från ny verksamhet till efter försäljning.

Marknadsintelligens, smarketing, marknadsföringsautomation, innehållsutveckling, PR, postkampanjer, personliga sociala medier och blyomsorg är en del av våra digitala verktyg.

Du kan hitta mer på: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus