Průmyslové metaverzum

Metaverzum - nová kapitola v dějinách průmyslu

Autor: Siemens

Ambicí průmyslového metaverza je vytvořit virtuální reprezentaci skutečného světa v reálném čase s využitím jak již existujících technologií – vysoce kvalitních simulací, rozšířené reality (AR), umělé inteligence (AI), strojového učení (ML), internetu věcí (IoT), blockchainu, cloudu a 5G/6G –, tak i těch, které budou teprve objeveny a rozvinuty. Klíčovým prvkem metaverza je tzv. imerzivnost nebo imerzivní zážitek či imerzivní realita – hluboký „ponor“ do virtuální reality. Účastníci metaverza vnímají svou fyzickou přítomnost v nefyzickém světě jako skutečnou.

Průmyslové metaverzum v mnoha směrech představuje další krok na již desítky let trvající cestě k digitalizaci průmyslu – Průmyslu 4.0, který klade důraz na integraci fyzických, datově řízených a autonomních systémů do výrobních zařízení a na jejich zabudování do klíčových procesů za účelem zvýšení rychlosti a agility. 

Klíčovou technologií je digitální dvojče 

Z technologií, na kterých je průmyslové metaverzum postaveno, analytici předpovídají nejrychlejší rozvoj a největší zisky digitálním dvojčatům. Hodnota světového trhu této technologie byla v roce 2021 odhadnuta na 6,5 mld. USD a podle Allied Market Research se do roku 2030 vyšplhá na 125,7 mld. USD. Analytická společnost Gartner odhaduje ještě větší nárůst, a to až na 183 mld. USD do r. 2031, a současně upozorňuje na fakt, že jen mezi roky 2020 a 2021 stouply venture kapitálové investice v tomto oboru o 20 % (zdroj).

Digitální dvojče je virtuální model, který je vytvořen tak, aby přesně zrcadlil objekt existující v reálném světě. Digitální dvojče obsahuje veškeré informace o fyzickém objektu během celého jeho životního cyklu. Ve skutečnosti mohou digitální dvojčata simulovat dané objekty tak přesně, že je dokážou napodobovat v každém jejich aspektu, jako by byly skutečné. 

Digitální dvojčata v poli

 I když je průmyslové metaverzum stále ještě v plenkách, digitální dvojčata se již hojně využívají a všude, kde jsou, působí revoluci ve způsobu práce. Siemens, například, použil technologii digitálních dvojčat k plánování a simulaci stavby továrny o rozloze 73 000 m2 v čínském Nankingu. Kombinací dat z továrny, z výrobní linky, z provozu a z budovy Siemens dokázal otestovat a potvrdit provozuschopnost a efektivitu továrny ještě před tím, než byl položen její základní kámen. V současnosti se zde digitální dvojče využívá k optimalizaci výstupů: nová továrna vykazuje o 20 % vyšší produktivitu oproti tradičním továrnám, o 30 % vyšší flexibilitu v objemu výroby a až o 40 % větší úsporu v zastavěné ploše.

Jiným příkladem je vesmírné vozítko NASA Perseverance, které přistálo a pracovalo na Marsu. Před tím, než bylo vozítko vypuštěno rychlostí více než 12 000 mil/hod do atmosféry Marsu, NASA vytvořila jeho digitální dvojče, na kterém se snažila dopředu odhalit všechny potenciální problémy, ke kterým by mohlo dojít a které by mohly ohrozit jeho bezpečné přistání na povrchu Marsu.

Digitální verze fyzického objektu je jen začátek

Digitální dvojčata umožňují studovat „co kdyby“ scénáře a pracovat se simulacemi, které dávají bohatší a podrobnější přehledy, bez nichž se nelze obejít v případě složitějších systémů a situací. Například, autonomní vozidla lze trénovat ve fotorealistickém prostředí a poté, během provozu, z nich získávat data z reálného provozu, která zpětně slouží k průběžnému vylepšování tréninkového modelu. Jinými slovy, autonomní vozidla budou trvale posílat data ze snímačů zpět do digitálního dvojčete, které tato data průběžně analyzuje, učí se z nich a samo sebe tím vylepšuje a tato vylepšení posílá na oplátku zpět do fyzického světa.

Dalším pokrokem, na který technologie digitálního dvojčete čeká, je vytvoření dvojčat, která budou rychlá, fotorealistická a která budou v jednotě s fyzikálními zákony. Tím získají uživatelé ještě imerzivnější zkušenost, to znamená, že se budou cítit ve virtuálním světě, jako by byli ve světě skutečném, a navíc budou dostávat z interakce s digitálními objekty a také s ostatními účastníky okamžitou zpětnou vazbu. Když budou lidé pracovat v digitálním světě, ve kterém se budou cítit jako ve skutečnosti, nebudou mít problém se rychle a správně rozhodovat, stejně jako to dělají v reálném životě. A konečně, spojením digitálních dvojčat v jednolitém prostředí budou firmy schopny vytvořit to, co se považuje za opěrnou strukturu průmyslového metaverza. Někteří nazývají tuto novou etapu, která se vyznačuje spoluprací mezi lidmi, digitálními dvojčaty a simulovanými prostředími, „internetem dvojčat“. Vzájemné propojení desítek digitálních dvojčat dá firmám možnost simulovat složité vztahy mezi různými objekty, a tím překlenout propast mezi digitálním a fyzickým a vytvořit nové průmyslové metaverzum procesů.