9月3日，2022世界人工智能大會(huì )落幕。此次大會(huì )上，以AI為基礎的元宇宙概念大放異彩，而已率先落地應用的工業(yè)元宇宙也首次進(jìn)入公眾眼簾。

平行礦山

中國寶武集團以“數實(shí)融合，產(chǎn)業(yè)元生”為概念，發(fā)布的十大具有廣闊前景的工業(yè)元宇宙應用場(chǎng)景：包括遠程設備操控、協(xié)同研發(fā)設計、設備協(xié)同作業(yè)、柔性輔助裝配、現場(chǎng)輔助裝配、機器視覺(jué)質(zhì)檢、設備故障診斷、廠(chǎng)區智能物流、無(wú)人智能巡檢、生產(chǎn)現場(chǎng)檢測等。

智慧礦山技術(shù)和服務(wù)提供商慧拓則在大會(huì )上向世界展示了中國依托自主研發(fā)技術(shù)所打造的“數字人礦工”，能讓原本作業(yè)環(huán)境惡劣、安全風(fēng)險大、勞動(dòng)力緊缺的采礦業(yè)變成安全、高效的智能產(chǎn)業(yè)。

元宇宙落地

自2021年美國游戲公司羅布樂(lè )思(Roblox)頂著(zhù)“元宇宙第一股”的光環(huán)成功上市以來(lái)，各大企業(yè)紛紛展開(kāi)元宇宙布局。今年5月24日，微軟舉辦build2022開(kāi)發(fā)者大會(huì )期間宣布將旗下的虛擬體驗平臺Mesh引入辦公軟件系統Microsoft，打造“企業(yè)版元宇宙”。更值得注意的是，微軟首次介紹了自身在工業(yè)元宇宙中的探索成果，川崎重工已成為其“工業(yè)元宇宙”業(yè)務(wù)的新客戶(hù)。川崎重工計劃讓車(chē)間工人佩戴微軟HoloLens頭戴設備來(lái)輔助生產(chǎn)、維修和供應鏈管理。目前微軟的工業(yè)元宇宙已有亨氏和波音兩家重要客戶(hù)。

除了微軟進(jìn)軍“工業(yè)元宇宙”外，另一個(gè)科技巨頭英偉達也瞄向了“工業(yè)元宇宙”，基于Omniverse平臺、AI以及計算等技術(shù)，英偉達可以實(shí)現構建工業(yè)元宇宙的成果。6 月 30 日，西門(mén)子宣布進(jìn)一步與 NVIDIA 展開(kāi)合作，雙方將基于 NVIDIA Omniverse 建設工業(yè)元宇宙平臺，從設計、運營(yíng)整個(gè)生命周期的沉浸式工業(yè)模擬，對傳統制造業(yè)進(jìn)行升級。

據咨詢(xún)機構預測，到2025年，工業(yè)元宇宙將催動(dòng)全球智能制造市場(chǎng)規模突破5400億美元，2021至2025年復合成長(cháng)率高達15.35%。

在中國，阿里巴巴、字節跳動(dòng)、騰訊、網(wǎng)易等國內互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也紛紛跟進(jìn)和加碼元宇宙布局。元宇宙正在成為貫穿工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、數字化等多個(gè)行業(yè)的爆點(diǎn)。

億歐智庫發(fā)布的《2022中國工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示，短期來(lái)看消費元宇宙爆發(fā)力更強，長(cháng)期來(lái)看工業(yè)元宇宙更穩健，更易被社會(huì )接受。預計到2020年，智能制造發(fā)展基礎和支撐能力明顯增強，傳統制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現數字化制造，有條件、有基礎的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)智能轉型取得明顯進(jìn)展。預計到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現智能轉型。

不僅是各大科技巨頭在爭相布局元宇宙賽道，一些國家的政府相關(guān)部門(mén)也積極參與其中。去年5月，韓國科學(xué)技術(shù)和信息通信部發(fā)起成立了“元宇宙聯(lián)盟”，該聯(lián)盟包括現代、SK集團、LG集團等200多家韓國企業(yè)和組織，其目標是打造國家級增強現實(shí)平臺，并在未來(lái)向社會(huì )提供公共虛擬服務(wù)。

工信部發(fā)布的《虛擬現實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)5.0》中明確提出“通過(guò)財政資金促進(jìn)虛擬現實(shí)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，支持面向工業(yè)、文化、教育等重點(diǎn)行業(yè)的虛擬現實(shí)技術(shù)應用”。2022年開(kāi)始，國內多地政府也開(kāi)始推動(dòng)元宇宙產(chǎn)業(yè)前瞻性布局，并陸續出臺相關(guān)配套政策，構建產(chǎn)業(yè)園區，設立專(zhuān)項基金，引進(jìn)相關(guān)企業(yè)與人才，引導元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據統計，截至2022年7月，國內至少7省17市地方政府已經(jīng)發(fā)布元宇宙產(chǎn)業(yè)相關(guān)建設規劃，鼓勵元宇宙在包括工業(yè)制造、社交娛樂(lè )等領(lǐng)域的應用，推動(dòng)元宇宙與實(shí)體經(jīng)濟相融合，包括北京、上海、南京、無(wú)錫等。其中北京比較明確提出“加快推進(jìn)元宇宙應用創(chuàng )新中心建設”的區域是通州區。

什么是元宇宙未來(lái)的發(fā)展方向?今年，地方和全國兩會(huì )期間，多份提案議案聚焦元宇宙技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括盡快出臺“元宇宙中國”的頂層設計方案;推進(jìn)“元宇宙”關(guān)鍵軟硬件技術(shù)和核心組件的研發(fā)，打通元宇宙產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈，對現有產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行強鏈補鏈;加速地方元宇宙專(zhuān)精特新企業(yè)發(fā)展。

近日，工信部副部長(cháng)王江平在京調研虛擬現實(shí)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域應用情況并召開(kāi)座談會(huì )，強調要針對虛擬現實(shí)等新一代信息技術(shù)如何賦能工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展深入研究，進(jìn)一步加快虛擬現實(shí)等技術(shù)在各行各業(yè)應用，瞄準行業(yè)痛點(diǎn)、難點(diǎn)，不斷提高應用的深度和廣度。

8月18日召開(kāi)的2022全球元宇宙大會(huì )上，全球元宇宙大會(huì )主席、中國移動(dòng)通信聯(lián)合會(huì )執行會(huì )長(cháng)倪健中表示，當前元宇宙正以新理念、新業(yè)態(tài)、新模式和多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展完美互通融合，逐漸成為重組全球要素資源，重塑全球產(chǎn)業(yè)結構，改變全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

與消費元宇宙相比，工業(yè)元宇宙更重視“由虛向實(shí)”的過(guò)程，關(guān)注解決確切場(chǎng)景中的確切問(wèn)題。有多位業(yè)內人士分析稱(chēng)，工業(yè)元宇宙將覆蓋工業(yè)生產(chǎn)全鏈條環(huán)節，元宇宙在工業(yè)領(lǐng)域的應用價(jià)值或遠大于消費領(lǐng)域。

礦山里的元宇宙

在公眾視野之外，元宇宙的內核理論及關(guān)鍵技術(shù)在工業(yè)礦山領(lǐng)域得到了落地應用，并取得了令人矚目的效果。

在內蒙古的寶日希勒露天煤礦，一輛輛沒(méi)有駕駛員的無(wú)人礦車(chē)正在礦區內穿梭自如。在礦區不遠處一座臨時(shí)調度指揮中心內，年輕的技術(shù)員正聚精會(huì )神地盯著(zhù)眼前的大屏幕，實(shí)時(shí)操控及監測這些礦車(chē)的運行。

他們所使用的是一套由慧拓開(kāi)發(fā)的“愚公YUGONG”平行礦山操作系統。此前的礦山無(wú)人駕駛解決方案均無(wú)法很高解決礦區十字路口通行難題。

“路口總會(huì )有礦車(chē)停下，而這個(gè)路口不一定是平路，礦車(chē)裝載了幾十噸的貨物停在坡道上，時(shí)間久了，剎車(chē)片就會(huì )失靈，會(huì )造成溜坡，非常危險。”一名該領(lǐng)域的工程師說(shuō)。

而在“愚公YUGONG”平行礦山操作系統中，會(huì )以高精度三維地質(zhì)模型構建“采礦元宇宙”基礎環(huán)境，并與實(shí)際礦車(chē)、礦山場(chǎng)景相對應，搭建一個(gè)虛實(shí)互動(dòng)的平行礦山系統。引入平行點(diǎn)云、平行學(xué)習、平行規劃等核心技術(shù)，讓虛擬礦山數據與真實(shí)礦山車(chē)輛數據的學(xué)習積累，“吃多塹、長(cháng)多智”， 實(shí)現對所有無(wú)人礦車(chē)運行狀態(tài)的智能化預測，最終引導實(shí)際礦山朝著(zhù)在“采礦元宇宙”中探索出的安全、可靠、高效、綠色、智能、可持續的道路行進(jìn)，最終實(shí)現無(wú)人礦山整個(gè)作業(yè)流程安全、高效、低耗。

“愚公YUGONG”部署前期借助“采礦元宇宙”進(jìn)行驗證，為無(wú)人駕駛系統研制、測試運行期礦山相關(guān)人員、財產(chǎn)的安全提供全面保障。通過(guò)對會(huì )車(chē)、跟車(chē)、繞障、邊坡卸載等危險工況進(jìn)行虛擬環(huán)境下全天候、全時(shí)段、全過(guò)程仿真測試，“采礦元宇宙”深入驗證了礦車(chē)的安全距離，全面分析極寒、夜間作業(yè)、重載等條件下，無(wú)人駕駛礦車(chē)“采運排”全流程的控制參數，及其與采掘、工程、輔助車(chē)輛設備協(xié)同作業(yè)的智能規劃方案。

“采礦元宇宙”的應用大幅降低了實(shí)地測試的風(fēng)險系數，國家能源集團寶日希勒項目地處高緯極寒地帶，冬季最低氣溫可達零下42°C，慧拓基于系統驗證的安全剎車(chē)距離等數據結果開(kāi)展實(shí)地測試，規避了極端天氣對測試安全的影響，全面保障了生產(chǎn)現場(chǎng)人員與設備安全，并通過(guò)加速算法訓練，縮短現場(chǎng)調試時(shí)間，提升項目部署速度，在以智能化助力礦企降本增效的同時(shí)，降低實(shí)地測試的成本，并大幅減弱測試工作對生產(chǎn)活動(dòng)的影響。

在2022世界人工智能大會(huì )“數聯(lián)出行，智領(lǐng)未來(lái)”智能駕駛論壇上，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所復雜系統管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任王飛躍發(fā)表“從智慧出行的智能車(chē)到車(chē)智能：元宇宙中元車(chē)的平行駕駛”主題演講。作為慧拓首席科學(xué)家，王飛躍教授在演講中指出：當前，我們正在從傳統的“虛實(shí)對立”向智能時(shí)代的“虛實(shí)交互”發(fā)展。數據是生成智能的主要原料，由小數據生產(chǎn)出大數據，再從大數據中提煉出針對具體場(chǎng)景、具體問(wèn)題的精準知識或深度智能，即“小數據—大數據—深智能”的過(guò)程將成為智能產(chǎn)業(yè)的標準流程。“生物人”、“數字人”、“機器人”的結合將實(shí)現小數據變成大數據，大數據變成深智能。人工智能不僅將改變人們的出行方式、城市形態(tài)和企業(yè)生產(chǎn)方式，也將給社會(huì )形態(tài)、人們的生活方式和思維模式帶來(lái)變革。

元宇宙是通過(guò)對現實(shí)世界的復刻，構建虛擬世界，從而實(shí)現對生產(chǎn)、生活等各個(gè)環(huán)節的仿真。之后，通過(guò)預測現實(shí)世界，借助算力在虛擬世界中推多種可能性，從而使解決方案更加全面化。隨著(zhù)科技手段和工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，我國智能化礦山建設經(jīng)歷了人工炮采、普通機械化開(kāi)采、綜合機械化開(kāi)采和智能化設備開(kāi)采階段，現在正逐漸發(fā)展為一個(gè)“生物人礦工”、“數字人礦工”、“機器人礦工”相結合的前沿人工智能技術(shù)應用場(chǎng)景，邊緣端、作業(yè)現場(chǎng)、云端緊密結合，把物理空間的無(wú)序涌現歸到虛擬空間有序收斂，反過(guò)來(lái)再從虛擬空間涌現發(fā)散，在物理空間收斂，形成一個(gè)循環(huán)，實(shí)現核心知識自動(dòng)化。“采礦元宇宙”將進(jìn)一步利用并釋放計算機模擬世界的力量，為改進(jìn)現有礦山“采、運、排”流程，打造新時(shí)代的智能化礦山管理運營(yíng)體系提供支撐。

“愚公YUGONG”平行礦山操作系統在煤炭、冶金、有色、水泥四大行業(yè)礦山的落地應用案例，展示了慧拓作為“國家隊”科技企業(yè)的技術(shù)實(shí)力、工程實(shí)力及其自主創(chuàng )新技術(shù)賦能采礦業(yè)這一傳統行業(yè)智能化、高端化發(fā)展的無(wú)限可能。利用“數字人礦工”，慧拓將通過(guò)打造穩定、安全、可靠的“采礦元宇宙”實(shí)現以虛控實(shí)，建設安全(Safety)、有保障(Security)、可持續(Sustainability)、能感知(Sensitivity)、服務(wù)于人(Service) 且智能(Smartness) 的6S礦山。

目前，“愚公YUGONG”平行礦山操作系統已先后在國家能源集團、中國華能、國家電投、中國大唐、中國寶武、中煤集團、金隅集團及華潤水泥等能源和礦山集團的無(wú)人化、智能化項目中得到運用及復購，助力這些企業(yè)實(shí)現數字化、智能化轉型升級和達成“雙碳”目標。

“采礦元宇宙”也在改變著(zhù)采礦業(yè)人員培訓管理方式。利用虛擬車(chē)輛，礦山在進(jìn)行實(shí)地部署的同時(shí)，可對駕駛員、安全員進(jìn)行遠程駕駛、系統操作技術(shù)培訓，在縮短磨合期、提升項目落地效率的同時(shí)，確保安全生產(chǎn)。目前已落地應用這一技術(shù)的陜煤集團小保當煤礦，就可通過(guò)系統實(shí)時(shí)監測井下車(chē)輛狀態(tài)，并讓見(jiàn)習人員在虛擬空間中進(jìn)行駕駛技術(shù)訓練，規避井下實(shí)地訓練時(shí)因人員誤操作而產(chǎn)生的安全風(fēng)險。

通過(guò)不斷獲取信息，對不確定性、多樣性進(jìn)行分析，“采礦元宇宙”可持續強化其敏捷性、聚焦能力、向目標收斂及完成任務(wù)的能力。過(guò)去“吃一塹、長(cháng)一智”是通過(guò)在現實(shí)空間頭破血流甚至搭上生命的“吃一塹”，換來(lái)在虛擬空間里“長(cháng)一智”。這種模式對于以安全生產(chǎn)為紅線(xiàn)、底線(xiàn)的能源、礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)，對于每一個(gè)參與生產(chǎn)活動(dòng)的個(gè)人來(lái)說(shuō)，都是代價(jià)過(guò)于高昂，無(wú)法承受的。在“采礦元宇宙”中暴露和解決所有的矛盾實(shí)現“吃多塹”的人工智能系統，充分體現了采礦業(yè)低成本、高效率、高智能的發(fā)展趨勢。

可以預見(jiàn)，在不久的將來(lái)，一座礦山的生產(chǎn)能力可能不僅僅取決于其實(shí)際生產(chǎn)規模與效率，更取決于與其伴生的軟件定義的人工礦山的生產(chǎn)規模與效率。作為在元宇宙領(lǐng)域最早得到落地應用的場(chǎng)景，礦山元宇宙將有效促進(jìn)工礦企業(yè)掌握數字化時(shí)代的話(huà)語(yǔ)權，成為礦山元宇宙工程化落地的最佳解決方案。

（本文來(lái)自：地球能量局）

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