在工業及制造業領域，元宇宙正在與數字孿生(Digital Twin)、AI、IoT等多項技術結合，在模擬仿真、預測性維護、自動化運行等方面，展現出巨大潛力。根據研究機構ABI Research的預測，到2030年，工業元宇宙所創造的市場機遇將達到1000億美元，這一數字高于消費級元宇宙和企業級元宇宙市場規模的總和。
2022 年 5月，IoT Analytics 報告顯示，全球連接的 IoT 設備數量使用了 4 億個活動端點。預計到2025年，這一數字將攀升至超過27億個物聯網連接。
數字孿生技術將改變制造業 圖片來源:keysight.com
“AI和數字孿生是有望讓世界發生巨變的顛覆性技術。到 2025 年，89% 的物聯網平臺會包括數字孿生技術，它們將改變工業和制造設施的運作方式，提供精細入微的洞見，從而提升可持續性工作的成效。”是德科技行業解決方案總監 Cheryl Ajluni
Molex首席數字官Mike Giresi表示：“工業元宇宙將簡化從產品開發到商業化再到最終實現的整個過程。我們的一項戰略要務是實現物聯網基礎設施的現代化以充分利用元宇宙，將帶來更深入、更高效的客戶體驗以及更豐富的數據洞察。”
英特爾公司高級副總裁王銳博士表示：“工業元宇宙是數字化日益深入千行百業的產物，‘融合’是其主要特點，具體表現在‘虛擬與現實’融合、‘機器與智能’融合以及‘數字經濟與實體經濟’融合。相較于消費元宇宙，工業元宇宙擁有更廣闊的增長空間，是數字經濟增值的動力之一。
愛立信：邁向工業5.0
愛立信產業實驗室（IndustryLab）的研究表明，71%的制造業工人說他們做過乏味、骯臟或危險的工作，80%說他們在工作中受過傷。新的技術能夠實現將許多乏味、骯臟或危險的任務交給機器來處理。
愛立信在《以人為本的制造：工業5.0和未來工廠》報告指出：工業5.0是制造業演變的下一個階段，是對工業4.0的補充，采用的是包羅一切的方法。它將不受崗位和業務增長的限制，成為一種有彈性的繁榮締造者，使生產能力努力達到地球的邊界，同時把產業工人的福祉放在核心位置。
愛立信工業實驗室發布的一份名為《更聰明、更迅速、更安全的生產工人的崛起》的報告，有近三分之二的制造商表示，預計在10年內，他們的業務將實現80%的全面自動化。
愛立信描繪的工業協作應用場景 圖片來源:ericsson.com
借助工業元宇宙和數字孿生技術，人類將能夠更高效、準確地做出及時的決策。他們還將能夠通過高性能的連接、人工智能工具和虛擬現實（VR）設備，與機器和同事進行交互，從而實現更協同和遠程的工作。這可能會讓許多藍領工作將變成白領工作。愛立信工業實驗室的研究人員發現，有一半的制造商預測，10年后他們將不再有任何低技能的職位。
在未來10年，對生產工具如AR、VR、數字孿生和外骨骼的期待將為行業帶來巨大的價值。
“當前的制造業正在發生變化，思維方式也在發生變化。人們的期望是，數據和信息應該掌握在手中，易于獲取，而員工只需要做出決策。制造業的未來將由人類的需求驅動。”Rockwell Automation軟件與控制業務部門EMEA區域總監Sachin Mathur。
人類工作人員的數字孿生 圖片來源:ericsson.com
為了實現最高水平的人機交互，讓協作機器人成為現實，愛立信認為未來工廠需要一個人類數字孿生。
機器和流程的數字孿生通常用于監測和優化工業過程，但它們也可以被優化，為人類員工的福祉而工作。要創建一個包括人類員工在內的工廠的完整數字孿生，就需要虛擬地表示整個工業系統，從人到機器人再到其他系統。要創建數字孿生的人類元素，這個人類的數字孿生還要考慮工作人員的認知能力、偏好和抱負。
IBM：實用的虛擬世界會提升現實世界而不是取代它
雖然關于虛擬世界的話題很火，但其中真正具有更大價值的將是把相關技術引入現實的物理世界，并通過數字孿生這種可提供量化結果的技術工具來同時在物理和數字世界里進行操縱。
根據IBM和消費品論壇（The Consumer Goods Forum，簡稱CGF）針對全球23國1800多位高管的調查研究顯示，眾多公司領導者看到了多種先進技術的關鍵作用，包括自動化(71%)、數據分析(69%)、物聯網(62%)、人工智能(55%)和智能工作流(44%)。在改進供應鏈運營時，67%的受訪者表示，他們使用了預測性和規范性分析以及人工智能驅動的需求感知(69%)來改善庫存管理并消除過剩庫存。同時他們正應用人工智能支持的工作流(70%)，并采用新興的數字孿生技術(26%)來提高效率。
IBM認為：彌合物理和數字世界的鴻溝要求企業現在就投資于具有明顯收益的增強現實(AR)解決方案。這包括投資空間設計技能，并將其應用于產品設計、現場服務、制造和運營，以及打造一個企業模擬平臺以利用安全數據并創建新的數字孿生。當前虛擬世界相關技能仍然稀缺，因此企業管理者們應該準備好內部培養而不是僅僅外部雇傭。
波音公司在將AR技術引入線束制造后，生產時間減少了25%，而這在以前是一個艱苦的人工處理的過程；通用電氣可再生能源公司在為完成風力渦輪機布線接入的技術人員引入AR頭盔后，生產率提高了34%；紐波特紐斯造船公司自從將AR應用到檢驗過程中以來，檢驗時間節省了96%。
微軟：Azure 數字孿生服務構建工業元宇宙
微軟公司以Azure 數字孿生服務為核心，將現實工業物理世界與數字工業世界連接在一起，創建工廠樓宇整體數字孿生圖模型，依托物聯網平臺將工業制造業中的人、物、場、流程等關鍵要素數字化，實時感知、分析、執行、調整各個要素的工作狀態，并真正構建起元宇宙與現實世界的通用語言。
借助HoloLens全息眼鏡和Teams應用，為用戶提供從仿真擴展到決策與運營價值。其中，微軟Azure 數字孿生服務（Azure Digital Twins）作為微軟工業元宇宙解決方案的核心組件，已于2022年3月起面向中國市場提供內測，成為激活并構建工業元宇宙應用場景和商業價值的關鍵。
Microsoft HoloLens 2工業應用場景 圖片來源:microsoft.com
韓國領先的風電場制造和建設企業斗山重工，在邁向可再生能源生產之旅過程中，將微軟Azure數字孿生服務融入其風電場開發，創建現有風電場的數字孿生，將實時物聯網數據、其他風電場和天氣數據以及基于物理和機器學習模型相結合，以準確預測風電場中每個渦輪發電機的發電量。最終實現運營和維護成本降低15%，為其能源業務帶來了新的機遇。
某世界五百強釀酒企業，數字孿生為其提供了數字化轉型的創新思路與技術。借助 Azure 數字孿生服務，該企業構建了啤酒廠和供應鏈的數字模型，提升工廠機器和設備生產效率，改善了質量管理，使釀酒師能夠釀造出高質量啤酒，并使一線操作員能夠遠程監控質量和可追溯性數據，實現業務可持續發展。
某全球大型國際快消巨頭與微軟建立了長期數字化轉型戰略關系。微軟為該企業搭建了智能制造數字孿生平臺，將機器學習技術融入數字孿生中，利用大量真實生產數據來建立產線模型，再通過物聯網、邊緣計算和云計算的結合找到生產線的優化點，從而大幅提高生產效率、減少人工與材料浪費。該企業目前正在全球范圍內推廣此數字化工廠解決方案。
作為寶潔公司 (P&G) 與微軟一起，基于數據智能、邊緣計算、數字孿生技術構建智能制造的未來，實現可擴展的預測性質量控制、預測性維護、無接觸式操作以及可持續性優化等。雙方的合作將更好利用數字孿生技術構建工業元宇宙創新場景，優化生產環境并提質增效。
Keysight:借助數字孿生和AI技術 構筑可持續發展的未來
“通過發揮數字孿生和人工智能的綜合潛力，企業可以實現凈零排放，并且落實其他可持續性規劃。” 是德科技行業解決方案總監Cheryl Ajluni在《擁抱數字孿生和人工智能，構筑可持續發展的未來》一文中強調。
GE Digital 是一家率先采用數字孿生和人工智能來提高可持續性的組織。該公司利用自主調節軟件創建了一個燃氣輪機的數字孿生，希望找到最佳火焰溫度和燃料配比。這項技術可以實時感知環境和物理屬性的變化，以便于自動調整，從而確保燃氣輪機在低排放、低噪聲水平下高效運行。得益于此，發電廠成功達成了一氧化碳減排 14%、一氧化二氮減排 10%-14%的成果。
Cheryl Ajluni指出：另一個可以借助數字孿生和人工智能的合力來推動變革的領域是：城市規劃、城市管理及優化。在應對糧食短缺、提升移動性以及幫助發現犯罪活動等方面，智慧城市具有諸多優勢。智慧城市還將為實現可持續發展目標做出巨大貢獻。
借助數字孿生和人工智能，城市管理者可以了解、量化和預測施政決策對環境的影響，并對可能的場景展開測試，從而確定哪些情況對環境最有利。
倫敦交通局（TransportforLondon，TfL）就在使用數字孿生收集地鐵網絡的噪聲、高溫和碳排放數據。在部署該技術之前，TfL 工作人員只能在凌晨 1 點至 5 點地鐵關閉期間進行檢查。借助數字孿生提供的實時網絡接入，TfL 現在不僅能夠在運營時間段內評估各個位置的情況，還能發現以前通過人眼無法檢測的數據，例如故障、高溫和噪聲集中點。該局領導人相信，該項目將成為 Sadiq Khan 市長實現 2030 年軌道系統零碳排放目標的關鍵舉措之一。
“隨著碳中和成為全球大小城市的當務之急，數字孿生和人工智能的使用率有望繼續攀升。”
Intel：工業元宇宙在廣泛領域落地
依托AI等關鍵技術，英特爾中國與在地產業伙伴在汽車、電力、體育賽事等領域將工業元宇宙解決方案成功落地，為產業帶來前所未有的協同性、便捷性以及更好的體驗。
在汽車領域，英特爾基于2023年1月發布的第四代至強可擴展處理器Sapphire Rapids，助力吉利集團打造吉利星睿智算中心，推動虛擬開發和物理驗證的雙循環，為每款新車型開展超過12000次的全場景虛擬碰撞試驗和72萬公里的虛擬道路耐久測試。
在電力領域，英特爾與微軟合作，利用邊緣計算、5G技術、AI實時巡檢技術與基于虛擬現實的AR設備組成變電站遠程巡檢與診斷系統，通過構建變電站數字世界的孿生體，達成人員與設備運營狀態的實時交互，實現遠程支持和運維，增強了故障診斷能力，提升電網運力水平并實現可再生能源的再利用。
在2022北京冬奧會上，英特爾聯手合作伙伴打造的VSS數字孿生場館模擬仿真系統，以英特爾的云、邊、端硬件平臺為基礎，應用VR、AI、計算機圖形學等相關技術，通過體育賽事場館、賽事期間所發生事件以及仿真道具設計，打造數字孿生與仿真的端到端解決方案，輔助體育賽事運行，通過可視化處理跨部門協調工作以提高效率、降低成本。該方案涵蓋12個競賽場館、3個奧運村、主媒體中心和北京冬奧組委等多個場館，覆蓋整個比賽周期。
西門子：通過MBSE 策略保持競爭優勢
在經濟全球化的大背景下，供應鏈的復雜性及其所涉區域的數量均不斷增加，擁有一套能夠應對各種復雜性的開發方法至關重要，下一代基于模型的系統工程（MBSE）方法應運而生。
西門子展示在制造業中使用數字孿生技術 圖片來源：西門子
現代 MBSE 方法與以前的方法大相徑庭。其中，最重要的區別可能在于捕捉、存儲和共享系統信息的方式。如今，數據都采用集中存儲的方法，并能夠安全地對接到其它相關信息中，進而形成覆蓋開發流程直至服務運營的系統架構或路線圖。產品開發中涉及的各個流程均通過數字主線來提供支持，這些數字主線可以將在各領域工具中進行的決策和工作連接到一個個數字孿生。
“MBSE的實現離不開準確且可通信的系統架構。為了開發成功的產品，企業需要對需求、成本、物料、制造流程、安全及競爭產品擁有全面了解，以便從時間、成本、質量、可持續性等方面打造差異化產品。與離散的知識相比，將信息作為互聯系統的一部分具有更高價值。如果能盡早地使用正確的軟件解決方案進行分析，便可創造更寬廣的設計空間，確定最優架構，并以正確的方式建造正確的產品，并及時將之交付給客戶。” Tim Kinman，西門子數字化工業軟件 Trending Solutions Consulting副總裁兼系統數字化全球項目負責人
