1. 工业元宇宙概述
1.1 工业元宇宙定义
如果把元宇宙看成是虚拟、现实与人及人的思想相结合的世界，那么工业元宇宙是元宇宙的一部分。如果把元宇宙看成一种概念、一种技术，那么工业元宇宙可以理解成元宇宙概念、技术在工业中的应用，是元宇宙赋能工业，促进工业改进、创新，乃至革命。在经济社会中，工业是对自然资源的开采和对各种原材料进行加工及装配的物质生产部门，在经济体量上目前仍是产业结构中的第一组成部分。因此探讨工业元宇宙，显然具有重要意义，也有向社会其他行业进行推广的价值。工业元宇宙是目前三维设计、虚拟现实、增强现实、
人工智能、数字孪生、
物联网、
5G网络、大数据、云计算等新兴技术的发展优化乃至升级并有机大集成，作为基础设施将大幅度提升算力（硬件、软件、算法）、展示力、交互水平、通讯流量、速率、数据储量，将促进工业企业、行业的生态发生革命性的改变，改变人的思维模式，促进创意、创新、创业，促进工业产品的丰富性、高质量、精细化、艺术性，具备竞争力，进而创造巨大的经济价值与社会价值。
将元宇宙化繁为简，可以狭义理解为是信息化的单元技术提升、集成性提升、水平提升，核心强调可视化水平升级，目的是可以让人更好地体验，从而快速思考、触动心理，从而产生合适、有效的行动，并取得卓越的成果。工业在国民经济中占有重要地位，因此结合国家的政策，将两化融合、智能制造、数字化转型与元宇宙结合，提高这些项目的技术水平、能力，将对工业产生巨大影响，从而促进工业产品、工业企业行业生产过程和工业产品应用都上升到卓越的水平。
1.2 现在开始探索工业元宇宙
对于元宇宙而言，很多人认为从理论、技术、产品、基础设施都不太成熟，因此可以让元宇宙再飞一会儿。典型的例如
VR 头盔，很多人认为，目前佩戴时间超过 15 分钟，就会出现眩晕情况。再如网络设施，因为目前的传输能力限制，对于元宇宙模式的立体三维信息的数以百兆、乃至 GB 级的数据，目前还达不到几十毫秒级的传输，因此交互的感觉差，达不到沉浸感、真实感的要求。而最重要的是，目前三维数据的内容还是相对比较少的，花费数千元，甚至数万元购置装备并不经济。而我们认为，对于元宇宙，需要从可行性、必要性与迫切性方面进行分析、思考，而最终的结论是应该现在就开始探索工业元宇宙，也就是既不是痴迷元宇宙，也不是观望，甚至敬而远之，而是适度投入，结合具体细分领域、典型场景进行试探性推进。
可行性:针对工业元宇宙项目的应用开展，我们要对比综合分析。第一是技术的成熟度。第二是需求的满足度。例如现在有些技术、产品费用非常高，但是这些技术是相对成熟的，同时这些技术并不是所谓最先进的。那么在企业中在经营策略上，一般会采用相对成熟的技术，而不是最先进的技术。这样推进规模化应用，才能够避免巨大风险。当然如果企业综合思考长期竞争力，而且新兴技术就是企业的战略导向，那么必须深入研究最先进的技术，并探索典型场景的应用。对于需求的满足度，很多人会非常理想化，例如说能够解决多少问题？能不能够百分之百解决？经济价值多大？那么我们要从定性到定量的模式来思考元宇宙的技术、产品的应用。对于工业企业而言，最先进技术的百分之百的问题解决，更多是个学术上的理念，而可行性的模式，我们认为还是例如人机合成的模式。用一个多年前的案例来说明，曾经北京交通大学机械系与南口机车车辆厂，联合开发油泵油嘴的计算机辅助设计系统。第一部分包括基础数据的输入，输入完成后进行性能计算，同时得到油泵油嘴的一些绘图参数。如果性能计算结果不合格，则改进基础数据，如果认为计算结果合理，则可以利用这些绘图参数，进入第二部分。
第二部分是一个绘图用数据处理程序，执行后将之前的基础数据、绘图参数读入系统，并按照规则进行变换，然后生成细化的绘图数据，然后人工也可以调整。完成绘图数据后，进入第三部分，进入 Autocad 环境，调用 LISP 绘图语言编制的程序，根据这些绘图数据，自动生成图形。这样的一个系统，对比以前的工作模式，效率提升非常明显。原先模式需要两位工程师工作一个月，才能完成一个产品设计工作。而采用系统后，一位工程师两天就可以完成产品设计，包括 37 张图纸的绘制。这个项目在设计模式，就决定不是程序完成全部图形绘制的，因为其中不考虑图形干涉，而在程序绘制图形完成后，由设计师根据图面细节情况，适当进行干涉调整。所以对于推进工业元宇宙而言，关键在于能不能构思出一个好的、可行的策略。
必要性:进入元宇宙时代，整个世界、整个社会没有人能够独善其身。作为一个企业，不是孤立的，需要和其他企业保持一致，而为了竞争力，甚至很多时候需要领先一步，这样才能赢得市场。法国就有一个案例很典型，在飞机总装设计装配时，采用供应商提交的三维模型，结果装配时在很多细节上出现了碰撞。认真研究原因发现总装企业使用的软件版本和配套企业使用的软件版本不一致。而大量的细节问题结合起来就变成了大问题，该型号飞机预计的设计时间被延误了八个月。而很多情况下，企业采用先进技术往往是被逼的。
1.3 工业元宇宙落地方法
元宇宙作为一种新兴的理念、技术、生态，结合企业的具体业务，进行探讨分析其应用，将可以更好地理解具体执行的模式、应用的方法，带来的业务变化，从而分析其投入产出，有个从宏观到微观，进而再回到宏观的过程。安全管理是工业企业生产经营中的一个重要部分，具有重要的意义。下面介绍元宇宙在安全工作四个阶段。分别是：工作前期、工作准备、工作进行、工作的结束与总结。
工作前期：主要针对安全工作的学习训练，安全
培训可以提高员工的风险辨识和安全操作技能。将某作业岗位人的动作要领分解细化，对每个细化的要领进行风险辨识，从设备的本质安全、符合人机工程的作业环境、确立人员的正确操作。准备 VR、AR、MR 各种材料。可一对一地培训，也可对同类人员进行组合培训。学习的方式可以分成三个阶段，虚拟阶段、增强现实阶段、混合现实阶段。安全问题有些可以现实化模拟，更多的是不能现实模拟，例如地震应对、大型火灾应对等等，VR、AR、MR 从技术上是渐进的，投入也是渐进的，经过这样的顺序，也是性能价格比比较高的模式。而在学习训练过程中，可以充分利用人工智能技术，分析学员的状态、动作、反应时间等等，从而更好地制定强化学习训练的策略，取得较好的结果。
工作准备：一般安全工作包括：重点安全点检和隐患排查，点检部位与内容，正确图示确认，隐患描述确认与消除等。从实际的安全工作来看，例如相关的法律法规、注意事项很多，结合具体工作就会有一些相应的要求，而根据当天的任务，需要什么样的准备，有什么风险，需要什么样的设备等等。这些可以建立一套智能系统，安全人员输入当日任务信息后，系统展示出一些相关的材料，这样具备针对性，就可以大幅度提高效率。一些不确定性的问题，系统可以进行智能性地探索性应答。在这个过程中，事务具体、相关信息具体、人员具体，可以采用多种形式的展示模式，采用虚拟化模式，人机交互的形式进行预演及检查确认，然后再上岗。安全涉及的材料很多，范围很广，个人遗漏、误解等等很常见，采用这种有针对性的人工智能模式预期工作成效会有显著改进。
工作进行与管理：从管理维度，安全着重人的不安全行为与各类人员的安全监督，融入新安法三管三必须，不局限于安全管理人员，一般的作业人业也需要正确操作的自主管理。不能仅仅把元宇宙、信息系统看成技术，而要作为动力工具看待，它们也可以具备使能能力。例如每天工作按 8 点开始，系统之前会生成任务条目，要求安全人员上班后需要任务条目查询检索、思考当日工作需要的规章要求、准备要求等，并提交系统。而管理人员可以在 8:30 查询系统，掌握安全人员是否完成这样的准备工作。在执行相关安全工作时，安全人员除了一些业务必须设备等，还携带一些元宇宙相关设备，具备边缘计算、传输能力、信息采集，甚至一些辅助性可远程遥控的设备。在应对当前任务时，安全人员如果可以掌控态势，顺利解决，可以关闭，不做进一步处理。如果出现疑难问题，那么可以向后台服务器、云计算中心提交请求，请求的信息包括人工提交的文字、语言、照片、录像等等，也包括采集设备采集的信息，后台系统具备人工智能，有强大的知识库，可以给予有针对性的应答。而假如后台系统没有合适的答案，那也可以构建强大的有一定数量的高水平专家资源库，联系专家进行合作处理。一些特殊问题，专家可以远程进行操作。最终保证问题的完满解决。从管理的角度，对于一些风险较高的工作，可以实现远程的监控，指导，甚至是可以采用远程控制技术，实现远程的操作。再如一些特殊领域，例如核设备的检测，则可以采用
机器人，进行巡检。
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发表于 2022-4-5 11:00
