文/VR陀螺 WiZ

盡管元宇宙的宏偉計劃可能尚未實現(xiàn)，但工業(yè)元宇宙已經(jīng)成為許多企業(yè)的現(xiàn)實。

日前，西門子傳出一項10億歐元的德國本土市場投資計劃，其中約5億歐元用于投資埃爾蘭根的新技術園區(qū)，即西門子工業(yè)元宇宙未來的技術活動中心。

該投資是西門子公司全球投資戰(zhàn)略的一部分，總計20億歐元的基金還將覆蓋歐洲、美國、中國和東南亞。埃爾蘭根的新園區(qū)將作為西門子研發(fā)中心以及工業(yè)元宇宙的生產(chǎn)中心，將以最先進的技術和人工智能創(chuàng)建靈活且可持續(xù)的高科技生產(chǎn)模式。

據(jù)悉，這家年收入超過720億歐元、在全球擁有38萬余名員工的德國跨國公司早早就加入了工業(yè)元宇宙的行列，并在2022年與美國科技公司英偉達合作，共謀虛擬產(chǎn)業(yè)藍圖。

圖源：pexels

雖然元宇宙已不再是流行語，但作為一項能夠直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益的元宇宙應用，工業(yè)元宇宙仍舊吸引著制造廠商投資入局。

 觸手可及的另一個孿生世界 

得益于工業(yè)領域的堅實技術基礎和明確的工業(yè)場景，工業(yè)元宇宙被認為是元宇宙優(yōu)先落地應用的方向之一。根據(jù)市場研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)，到2025年，工業(yè)元宇宙預計將推動全球智能制造的市場規(guī)模超過5400億美元，2021年至2025年的復合增長率為15.35%。

與其他元宇宙應用類似，工業(yè)元宇宙目前同樣仍處發(fā)展初期，面向制造過程孿生化的核心業(yè)務和應用系統(tǒng)相對較少，離成熟的落地應用還有較大距離。

不過不可否認的是，工廠數(shù)字孿生、產(chǎn)品沉浸式體驗、AR/VR培訓等應用已經(jīng)展示出了成效，隨著應用探索和技術創(chuàng)新不斷展開，工業(yè)元宇宙的勢頭正在建立。

其中，數(shù)字孿生技術作為工業(yè)元宇宙的核心，提供了趨近于現(xiàn)實世界的真實模擬，并對產(chǎn)品研發(fā)、基礎設施管理、制造和管理培訓等領域進行革新。

中國工程院院士李伯虎就認為，工業(yè)數(shù)字孿生是工業(yè)系統(tǒng)的數(shù)字化鏡像，通過多學科、多物理量、多尺度、大概率的仿真，反映相對應的工業(yè)實體系統(tǒng)的全生命周期過程，是產(chǎn)品、產(chǎn)線、產(chǎn)業(yè)鏈仿真、預測、優(yōu)化、執(zhí)行的重要技術手段。

工業(yè)數(shù)字孿生與工業(yè)元宇宙相互作用，工業(yè)元宇宙催生數(shù)字孿生向沉浸式、交互式、智能化拓展，而工業(yè)數(shù)字孿生則為工業(yè)元宇宙虛實交互、虛實協(xié)同提供技術支撐，這種技術已出現(xiàn)多年，成為許多企業(yè)跨入元宇宙世界的基石。

航天航空器制造商巨頭波音公司在2021年就宣布將在元宇宙中構建下一代飛機。通過開發(fā)能夠運行模擬飛行環(huán)境的數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng)，波音的工程師可以使用VR設備進行沉浸式3D工程設計。

現(xiàn)代汽車（HMC）也在2022年消費電子產(chǎn)品展（CES）上宣布與Unity達成合作，雙方將共同打造元宇宙發(fā)展路線與平臺。

通過實時3D平臺，消費者將能夠在購車前通過數(shù)字技術試駕，了解車輛參數(shù)。企業(yè)則可以通過Unity引擎快速制作出車型配置器、虛擬展廳和培訓應用等互動式實時應用，模擬產(chǎn)品從設計到上市的每個環(huán)節(jié)，并有效防止生產(chǎn)事故的出現(xiàn)。同時還可以在虛擬空間中搭建各式各樣的行車環(huán)境、檢測極為罕見的駕駛情形，提高訓練質量和安全性。

圖源：北京現(xiàn)代

在工業(yè)元宇宙中，時空界限變得模糊，制造公司可以使用VR和AR等沉浸式技術構建親臨現(xiàn)場感的遠程作業(yè)模式，提升生產(chǎn)經(jīng)營者對作業(yè)環(huán)境的實時感知，增強員工培訓，提高運營效率，優(yōu)化產(chǎn)品質量，實現(xiàn)會議交互，甚至可以充當技術工具，這也幾乎涵蓋了當前企業(yè)的大多數(shù)業(yè)務功能。

借助人工智能和虛擬現(xiàn)實，人們得以創(chuàng)建可視化管理的工業(yè)系統(tǒng)，從而克服人腦的局限性，以便做出更加理性的決策。使用數(shù)字孿生測試和驗證新的生產(chǎn)技術和系統(tǒng)，然后再在物理世界中實施，也可以幫助企業(yè)降低代價高昂的錯誤風險。

 大廠們的元宇宙布局 

工業(yè)數(shù)字孿生與工業(yè)元宇宙的相互作用帶來了生產(chǎn)效率的提高，這正是所有制造業(yè)企業(yè)最為看重的。

前面提到，總部位于德國的工業(yè)集團西門子是承諾使用數(shù)字孿生等技術構建和運營工業(yè)元宇宙的主要制造廠商之一。2022年6月，西門子就宣布與英偉達擴大合作，連接了Xcelerator和Omniverse平臺，以通數(shù)字孿生技術制造現(xiàn)實世界的虛擬模型。

英偉達將為西門子提供對芯片制造3D設計和協(xié)作平臺Omniverse的訪問，使用人工智能來創(chuàng)建現(xiàn)實世界的高保真模擬。而西門子則通過合作生態(tài)系統(tǒng)開放平臺Xcelerator提供信息技術基礎設施、物聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件和數(shù)字服務等關鍵組件，結合Omniverse加速企業(yè)數(shù)字化轉型。

技術加持下，西門子第一家采用數(shù)字孿生的工廠落地中國南京。

通過西門子提供的實例展示，我們可以設想出多個真實場景。例如當工廠車間布局發(fā)生變化，我們可以通過數(shù)字孿生系統(tǒng)推測工人的移動路線變化情況，判斷生產(chǎn)安全性，同時也可以根據(jù)系統(tǒng)中傳感器的數(shù)據(jù)，通過虛擬模型展示準確找到機器故障的來源，不同地域的團隊將能夠以虛擬方式進行協(xié)作，并使用數(shù)字孿生系統(tǒng)快速識別故障并解決問題。

在生產(chǎn)效率方面，相比西門子旗下普通工廠，南京原生數(shù)字化工廠產(chǎn)能提高近2倍，生產(chǎn)效率提升20%，柔性生產(chǎn)能力提升30%，產(chǎn)品上市時間縮短近20%，空間利用率提升40%，物料流轉效率提升50%。

生產(chǎn)效率的大幅提高足以見得元宇宙與制造業(yè)的天然適配性，有了西門子的先例，國內(nèi)不少企業(yè)也對工業(yè)元宇宙興趣頗深。像伊利就在今年推出了全球乳業(yè)首個元宇宙數(shù)字孿生工廠。借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G和BIM等技術，伊利的這座無人化數(shù)字智造基地日處理鮮奶能力已達6500噸。

根據(jù)伊利官方的數(shù)據(jù)，在灌裝車間，超高速灌裝機每小時灌裝可達40000包，幾乎每眨眼一次，就有超4.4包牛奶灌裝成功；通過自動抓取多關節(jié)KUKA機械手和高空輸送鏈等技術共同協(xié)作，自動上紙箱、開箱、放墊片、自動裝箱、自動碼垛等作業(yè)生產(chǎn)效率都得到了極大提高。

圖源：伊利

騰訊更是在2022年7月單獨成立了數(shù)字孿生產(chǎn)品部，被外界解讀為是騰訊在數(shù)字孿生領域加大布局的一個信號。

據(jù)悉，騰訊數(shù)字孿生已經(jīng)在交通、建筑、園區(qū)、城市、工業(yè)、水務等多個領域探索和實踐。在騰訊數(shù)字孿生產(chǎn)品副總裁萬超看來，來源于行業(yè)應用的推動對于數(shù)字孿生的發(fā)展非常重要，是數(shù)字孿生發(fā)展當中強有力的助推器。

新部門成立不久后，騰訊就利用數(shù)字孿生技術為瑞泰馬鋼打造了一個同步運行的“透明工廠”。

從生產(chǎn)資料進入、訂單匹配、排產(chǎn)以及到生產(chǎn)管理，加入數(shù)字孿生陣營的瑞泰馬鋼生產(chǎn)效率提高了12%，故障率降低25%，品質提升10%；在低碳生產(chǎn)上，其單位產(chǎn)值能耗大幅降低，從90kg標準煤/萬元，減少到35kg標準煤/萬元，有效實現(xiàn)了節(jié)能減排。

誰能想到，在商業(yè)元宇宙從“下一個風口”的炒作變成一地雞毛后，工業(yè)元宇宙反而能穩(wěn)扎穩(wěn)打、數(shù)字孿生工廠遍地開花。

 隱私難題，工業(yè)元宇宙避不開的鴻溝 

但工業(yè)元宇宙不只有臺面上的光鮮，第一批吃螃蟹的元宇宙先行者們，也最先遇到工業(yè)元宇宙發(fā)展初期的挑戰(zhàn)。

在構建元宇宙場景的過程中，不可避免的要收集用戶、環(huán)境數(shù)據(jù)，用于搭建模擬真實的虛擬場景，這使得包括工業(yè)元宇宙在內(nèi)的幾乎所有元宇宙應用都回避不了隱私問題。

把元宇宙概念融入企業(yè)文化的Meta就因為對面部識別信息的非法采集和非法收集個人信息問題吃了多筆巨額罰款。

2022年2月，美國得州總檢察長辦公室起訴Facebook母公司Meta在未經(jīng)同意的情況下，通過人臉識別技術收集了數(shù)以百萬計得州人的生物識別數(shù)據(jù)，要求對Meta處以數(shù)千億美元的民事罰款。

2023年1月，愛爾蘭數(shù)據(jù)保護委員會（DPC）聲稱，Meta定向投放個性化廣告違反了歐盟隱私法《通用數(shù)據(jù)保護條例》（GDPR），并據(jù)此向Meta開出3.9億歐元（約30.74億元人民幣）的罰款。

5月，Meta因向美國發(fā)送歐洲用戶信息而再次被DPC處以12億歐元（約94.58億元人民幣）的罰款，成為目前為止根據(jù)歐洲標志性數(shù)據(jù)隱私法《通用數(shù)據(jù)保護條例》（GDPR）所征收的最高額罰款。

8月，挪威數(shù)據(jù)保護部門Datatilsynet以隱私泄露為由，判決Meta向挪威方面繳付每日100萬挪威克朗（約68.14萬元人民幣）的罰款。該罰款自8月14日起持續(xù)至11月3日，一共82天，全數(shù)繳納的話意味著罰款總額達到8200萬挪威克朗（約5587.48萬元人民幣）。

在這樣的數(shù)據(jù)收集亂象下，需要提防的不僅有黑客，還包括元宇宙服務的提供商，對隱私泄露叫苦不迭的不只有個人用戶，也包括對于保密要求更高的工業(yè)系統(tǒng)。

整個數(shù)字孿生工廠的運行環(huán)節(jié)都需要對用戶身份屬性、生物特征等個人信息以及設備信息、控制信息等工廠環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，并最終匯總成元宇宙工廠的數(shù)據(jù)資源。一旦這些重要數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄露，將對員工個人和工廠造成難以估計的經(jīng)濟損失。

今年年初，西門子工廠數(shù)字平臺就被曝出泄露了一些敏感信息。

發(fā)現(xiàn)漏洞的Cybernews研究團隊擔憂：“西門子有時會協(xié)助一些資產(chǎn)數(shù)十億美元的客戶公司處理一些極其敏感的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于攻擊者來說是非常有價值的。”

圖源：Siemens

雖然西門子官方明確表示信息泄露問題已經(jīng)得到解決，但元宇宙工廠可經(jīng)受不起亡羊補牢式的解決方案，僅從當前來看，數(shù)據(jù)隱私安全的重點或許還是要放在技術升級及法律監(jiān)管上。

在技術層面，區(qū)塊鏈技術已經(jīng)被視作保障工業(yè)元宇宙持久運行的關鍵。中國信通院信通院在2023年學術交流年會中就表示，“借助區(qū)塊鏈技術，中心化帶來的數(shù)據(jù)威脅被不斷降低，工業(yè)元宇宙的價值性得到了最大程度的保證，新的工業(yè)經(jīng)濟秩序將會出現(xiàn)，工業(yè)元宇宙達成了永遠在線、用戶真正擁有數(shù)字資產(chǎn)等關鍵目標。”

區(qū)塊鏈技術能夠賦予數(shù)據(jù)難以篡改的特性，進而支持數(shù)據(jù)/資源/資產(chǎn)的跨平臺管理和流通，用戶真正擁有數(shù)字資產(chǎn)，是工業(yè)元宇宙打造可信價值網(wǎng)絡和新型經(jīng)濟體系的基礎底座。

而在監(jiān)管層面，各國出臺的政策為數(shù)字時代隱私保護提供了法理依據(jù)。

2021年10月，美國出臺《政府對人工智能數(shù)據(jù)的所有權和監(jiān)督法案》，要求對人工智能系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)，特別是面部識別數(shù)據(jù)，進行監(jiān)管。

2022年4月和7月，歐盟分別通過了《數(shù)字服務法》和《數(shù)字市場法》，重點關注網(wǎng)絡平臺內(nèi)容安全、保護、個人隱私安全以及惡性競爭等關鍵問題。

2022年11月，我國首個工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織在北京正式成立。會議通過了工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織章程和組織機構，并發(fā)布《工業(yè)元宇宙創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2022-2025年）》，要求完善產(chǎn)業(yè)支撐體系，提升安全保障和現(xiàn)代化治理能力。

隱私數(shù)據(jù)安全問題的解決通常無法一蹴而就，未來，技術的不斷補足以及法規(guī)的不斷完善仍將伴隨元宇宙的整個進程，元宇宙的時代終將會到來，而個人和企業(yè)的數(shù)據(jù)也終將真正掌握在自己手中。

 結語 

現(xiàn)實世界跨入虛擬世界已經(jīng)成為公認的不可逆轉的科技趨勢之一，制造業(yè)也在這一輪科技變革中抓住數(shù)字孿生技術完成了產(chǎn)業(yè)形式的更新，在一次次嘗試中不斷補足短板，完成從小眾到大眾的突破。設想下萬物皆可元宇宙的未來，所有過往的經(jīng)驗都將被重塑，在一個不加蓋的虛擬世界中，也只有想象力會成為我們工作生活的唯一限制。