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數字孿生與新基建:智慧工業未來可期



 當前,進入“十四五”時期,我國正在大力推進數字經濟新技術、新應用、新業態。工業和信息化部于近日提出要聚焦行業發展面臨的突出問題,以推進產業基礎高級化、產業鏈現代化為中心,精心謀劃重大舉措、重大工程、重大項目。


  政策和市場所驅,數字孿生作為工業互聯網的重要技術支撐,未來發展的潛力非常巨大。2021年3月23日,Unity大中華區工業事業部總監龔敏彥接受中國工業報專訪時認為,數字孿生技術是傳統基建與新基建的關鍵紐帶。機場、高鐵、水電站等傳統基礎設施,通過數字孿生技術數字化后,可以在設計、建造、施工、運維等方面降本增效。


  “Unity利用數字化技術助力新基建,專注于降低行業數字化應用開發門檻,解決最困難的問題,讓數字孿生技術更好地支持實體經濟發展。”龔敏彥表示。



  數字經濟基于時代與行業的內生發展


  2020年11月,工信部牽頭編寫了《2020年數字孿生應用白皮書》;“十四五”規劃中強調,推動數字經濟和實體經濟深度結合;2021年全國兩會上,有觀點認為數字孿生是聯結新基建與傳統基建的關鍵技術。


龔敏彥分析,國家重視并推動數字經濟,尤其是數字化基建,并不是“空穴來風”,而是基于行業的內生發展。數字孿生在助力國家數字經濟的發展中,也將起到非常重要的推動作用,主要體現在三個方面:


第一、數字孿生提升生產效率,通過集合各種真實數據和工業機理模型,從數字孿生模型中分析得出一個最優方案,實現降本增效。“智慧城市、智慧水利、智慧工廠都離不開信息化、數字化,數字孿生是數字經濟中一個關鍵技術,目前正在加速傳統行業的數字化轉型。”龔敏彥認為。


第二、數字化發展使對人和公司的關系、公司和公司之間的關系都發生轉變,最終實現未來數字經濟。“因為數字技術的發展,生產模式發生了變化。通過數字化技術進行遠程辦公、異地協同、遠程培訓、都是生產模式發生變化明確的例子。”龔敏彥表示。


第三、我國已基本消除貧困,下一步更多的是滿足生活得更好的需求。龔敏彥認為,數字化手段其實也在滿足人的精神需求,從傳統的物理生活轉向一個虛實結合的生活,未來甚至可能完全進入了虛擬世界,Metaverse、跨媒體數字孿生人、醫學數字孿生人都是這方面的實例,這是人類好奇心驅使的探索,也符合社會發展的方向。


  數字孿生:在“虛擬設計”中生產“實體產品”


  作為全球領先的實時 3D 互動內容創作和運營平臺,Unity深耕游戲開發領域,其實時3D引擎讓充滿想象的虛擬世界仿佛觸手可及。幾年前開始進入工業領域的Unity,將其核心技術賦能數字孿生,為基建數字化創造更多可能性。“Unity能把充滿幻想的虛擬世界做出來,同樣做真實世界的數字孿生映射也非常合適。”龔敏彥表示。


  數字孿生模糊了虛擬和現實的邊界,典型技術包括虛擬現實、增強現實以及混合現實技術等,而Unity在這個領域實際上已經是最主流的開發平臺。生產制造企業在設計階段,虛擬作為一個先行設計空間出現,實體作為一個產品空間出現,就是通過“虛擬設計”生產“實體產品”。在生產和運維階段,則虛擬和現實共存,虛擬世界的模型與現實世界的數據做對接形成數字孿生體,則可以實現預測性維護、風險預警、虛擬調試等。


  龔敏彥認為,數字孿生還是一個比較新興且處于發展期的技術,如何用數字化技術解決傳統問題,其中如何更好地融合“虛”與“實”,將數字化技術與傳統行業的知識結合,非常關鍵。


  Unity為數字孿生的工業應用提供核心能力


  我國通過構建大量傳感器搭建了工業互聯網,作為數字孿生的數據輸入來源,為新基建打好了基礎,但目前仍亟需大量有針對性的行業應用。龔敏彥告訴中國工業報,工業領域的數字化應用需求各不相同、對平臺和產品有更高的要求,是名副其實的“小鍋菜”。


Unity在工業應用中目前主要關注兩大行業:第一是工程建設行業,第二是泛制造業。Unity將不斷根據行業需求豐富產品線,不斷深化新技術,優化用戶體驗。


  Unity的優勢在于為數字孿生在工業領域的應用提供核心能力。龔敏彥認為這主要涉及三點:


第一、Unity能把異構數據集成到一個統一平臺。正如游戲中有各種各樣的場景和人物,在真實世界里面有各種各樣的場景和數據,比如描述城市和樓宇的CIM、BIM模型,描述汽車和飛機的行為仿真模型、CAD模型,人類行為模型、以及傳感器數據,要做數字孿生,首先要有能力把這些異構數據在同一場景集成起來?!?/p>


第二、Unity可以基于集成的異構數據,結合行業知識和流程、快速開發出滿足各種行業需求的應用,并在包括手機、PC、VR、AR等20余個平臺上發布,而且具有強交互、易擴展的特點。


第三、Unity擁有非常成熟的生態和龐大的社區。過去大量的游戲開發者以及非游戲的開發者,使Unity積累了大量的數字孿生素材、程序、工具包等,可以大大提升開發數字孿生應用的效率。此外,與高校和行業機構的密切合作,也培養了越來越多的技術開發人員,更好地支持未來數字化需求。


  在產業智能化升級方面已經具備可復制的樣板


  龔敏彥表示,目前,Unity 已經與多個基礎設施建設頭部企業合作打造數字孿生平臺,以 Unity 領先的實時三維可視化引擎為支撐,用數字化、可視化、智能化方式為大型基建項目建設與運維管理提供決策支持。


  作為數字孿生技術中關鍵的賦能平臺,近幾年,Unity積極與多家全球知名的基礎設施和重大工程建設企業展開合作,力圖加快傳統工業場景的數字化轉型。在國內,Unity 數字孿生項目涵蓋機場、大橋、水利工程、軌道交通、自動駕駛測試環境虛擬仿真等,合作企業包括香港機場、上海城建、北京城建、上海建工、上海國際汽車城“自動駕駛虛擬仿真平臺”、海爾智能研究院“第五代柔性制造示范性生產線數字孿生”、浙江省水利水電勘測設計院智慧水利運營平臺等項目。覆蓋工業領域多場景,用技術說話,賦能中國數字化基建的發展。


  龔敏彥表示,Unity數字孿生項目結合大數據、云計算、物聯網、人工智能、虛擬現實和增強現實等多個數字經濟重點技術,在世界范圍內已經參與到多個大型企業的產業智能化升級項目,大眾汽車數字化轉型項目、 韓國大宇造船數字孿生智能造船廠項目、南非某大型光伏電站數字孿生項目、Bellevue交通數字孿生項目、加拿大黃金集團智慧礦山項目,橫跨智能制造、智慧能源、智慧交通、智慧礦山等多個應用場景,這些都將為助推中國智慧工業未來提供更多經驗支持。

  “在產業智能化升級方面,Unity已經具備可復制的樣板。”龔敏彥強調。


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