作者：羅翼鵬 龔 挺 袁佳麗

摘要：

本文深入探討了數(shù)字孿生與VR技術(shù)在實(shí)體產(chǎn)業(yè)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的重要作用。通過(guò)深入分析與物通科技的實(shí)踐案例，闡述了這兩種技術(shù)如何通過(guò)線上線下融合的探索，即線上虛實(shí)交互創(chuàng)作引擎“界坐標(biāo)”與線下元宇宙“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”，加速實(shí)體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。研究涵蓋了從白酒自動(dòng)化生產(chǎn)到智慧城市管理的多個(gè)領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)了數(shù)字孿生與VR技術(shù)在提升用戶體驗(yàn)、操作流暢性以及推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力方面的潛力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生，VR虛擬現(xiàn)實(shí)，智改數(shù)轉(zhuǎn)，物通科技，界坐標(biāo)，數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)

1、 引言

數(shù)字孿生與VR技術(shù)的融合已成為第四次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一。數(shù)字孿生技術(shù)，作為物理系統(tǒng)在虛擬空間的映射，能夠?qū)崿F(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的無(wú)縫對(duì)接，從而提升決策效率與精度。VR技術(shù)則通過(guò)創(chuàng)造沉浸式體驗(yàn)，顯著增強(qiáng)用戶交互的直觀性和流暢性。結(jié)合最新的文獻(xiàn)資料與行業(yè)趨勢(shì)，本文將深入分析這兩種技術(shù)如何協(xié)同作用，推動(dòng)實(shí)體產(chǎn)業(yè)的“智改數(shù)轉(zhuǎn)”。

2、 數(shù)字孿生與VR技術(shù)的理論基礎(chǔ)與發(fā)展趨勢(shì)

2.1 數(shù)字孿生的理論基礎(chǔ)

數(shù)字孿生源于NASA的“虛擬原型”概念，最初用于航天器的設(shè)計(jì)與維護(hù)。近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大至制造業(yè)、能源、醫(yī)療、建筑等多個(gè)領(lǐng)域。其核心價(jià)值在于通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的精確模擬，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升效率、降低成本。

2.2 VR技術(shù)的理論框架與發(fā)展歷程

VR技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)室研究到商業(yè)化應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷程。它通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境，使用戶能夠沉浸在虛擬世界中，進(jìn)行互動(dòng)和探索。近年來(lái)，隨著硬件性能的提升和算法的優(yōu)化，VR技術(shù)在游戲娛樂(lè)、教育訓(xùn)練、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，尤其是在提升用戶體驗(yàn)和操作流暢性方面發(fā)揮了重要作用。

3、 物通科技的“界坐標(biāo)”與“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”：線上線下融合賦能

物通科技通過(guò)“界坐標(biāo)”虛實(shí)交互創(chuàng)作引擎和“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”的實(shí)踐，形成了一個(gè)線上線下相互支撐、相互促進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)。線上，“界坐標(biāo)”提供了一個(gè)無(wú)限擴(kuò)展的虛擬空間，讓創(chuàng)意和技術(shù)得以自由碰撞；線下，“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”則為這些創(chuàng)意和技術(shù)提供了落地生根的土壤，使得理論上的設(shè)想能夠轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)中的成果。

3.1 “界坐標(biāo)”——虛實(shí)交互創(chuàng)作引擎

“界坐標(biāo)”是物通科技與元宇宙和虛實(shí)交互聯(lián)合研究院等權(quán)威機(jī)構(gòu)聯(lián)合打造的虛擬空間創(chuàng)作平臺(tái)，依托虛幻引擎、云渲染、數(shù)字人、人工智能和區(qū)塊鏈等前沿工具或技術(shù)，為用戶提供沉浸式虛擬互動(dòng)體驗(yàn)，為傳統(tǒng)行業(yè)提供數(shù)字空間賦能。平臺(tái)目前已大部分建成，在會(huì)議、展覽、教育、工業(yè)、文旅、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域打造了多個(gè)元宇宙場(chǎng)景，并通過(guò)云渲染實(shí)現(xiàn)流暢運(yùn)行。目前“界坐標(biāo)”已通過(guò)國(guó)家級(jí)科學(xué)技術(shù)信息研究所查新報(bào)告，延遲和幀率均達(dá)到國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。

在“界坐標(biāo)”的支持下，物通科技能夠?yàn)椴煌袠I(yè)量身定制虛擬場(chǎng)景，包括但不限于智能工廠、智慧物流、虛擬展覽、遠(yuǎn)程教育等，極大地豐富了行業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景。例如，在智能工廠環(huán)境中，工程師可以通過(guò)“界坐標(biāo)”遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)線狀態(tài)，進(jìn)行故障診斷和預(yù)防性維護(hù)，而無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)；在智慧物流領(lǐng)域，可以模擬最佳的倉(cāng)儲(chǔ)布局和運(yùn)輸路線，提高物流效率。

3.2 元宇宙“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”——實(shí)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的加速器

界坐標(biāo)·元宇宙數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)，坐落于成都市成華區(qū)成華科技大廈30樓，占地建面近1000㎡。實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)作為物通科技在元宇宙賦能實(shí)體經(jīng)濟(jì)商業(yè)模式探索上的重要載體，通過(guò)線上—線下聯(lián)動(dòng)的創(chuàng)新模式，融合了線上虛實(shí)交互創(chuàng)作引擎與線下實(shí)體體驗(yàn)空間，打造一個(gè)從概念到應(yīng)用的全方位技術(shù)產(chǎn)業(yè)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，致力于優(yōu)化并加速各行業(yè)客戶對(duì)元宇宙技術(shù)采納與實(shí)施的路徑。

這個(gè)工場(chǎng)不僅是一個(gè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，更是實(shí)體產(chǎn)業(yè)與元宇宙技術(shù)融合的試驗(yàn)田。在這里，物通科技與行業(yè)伙伴合作，將“界坐標(biāo)”中的虛擬技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)工業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新技術(shù)的可行性和效果，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”聚焦于數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，通過(guò)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型（簡(jiǎn)稱“智改數(shù)轉(zhuǎn)”），賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，培育新質(zhì)生產(chǎn)力。它匯集了來(lái)自不同領(lǐng)域的專家、學(xué)者和企業(yè)家，共同探討元宇宙技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，推動(dòng)了一系列創(chuàng)新應(yīng)用的孵化和落地，如基于數(shù)字孿生的生產(chǎn)管理優(yōu)化、基于VR的遠(yuǎn)程培訓(xùn)系統(tǒng)等。

這種線上線下融合的模式，不僅加速了技術(shù)創(chuàng)新的速度，還促進(jìn)了跨行業(yè)合作，增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)鏈上下游的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。例如，通過(guò)“界坐標(biāo)”創(chuàng)作的內(nèi)容可以迅速在“數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”中得到驗(yàn)證和優(yōu)化，而實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)中的成功案例又可以反哺“界坐標(biāo)”，豐富其應(yīng)用場(chǎng)景，形成良性循環(huán)。

4、 標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用

目前，“界坐標(biāo)·元宇宙數(shù)智實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)”已研發(fā)出一系列成熟且具有高度拓展性的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用產(chǎn)品，覆蓋了從白酒生產(chǎn)到智慧城市管理等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。以下是對(duì)部分應(yīng)用的深化分析：

4.1 白酒生產(chǎn)數(shù)字孿生系統(tǒng)

該系統(tǒng)充分利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集等技術(shù)，對(duì)白酒生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全方位仿真模擬。通過(guò)三維可視化，精準(zhǔn)展示生產(chǎn)線設(shè)備、環(huán)境及流程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的透明化管理，有效降低成本，提升效率。根據(jù)相關(guān)研究，數(shù)字孿生在制造行業(yè)的應(yīng)用可以降低20%以上的維護(hù)成本，并減少停機(jī)時(shí)間達(dá)50%。

4.2 倉(cāng)儲(chǔ)管理數(shù)字孿生系統(tǒng)

通過(guò)構(gòu)建元宇宙場(chǎng)景，模擬真實(shí)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行情況，優(yōu)化商品調(diào)度、庫(kù)存管理與運(yùn)輸路徑規(guī)劃。據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2025年，50%的大型企業(yè)將使用數(shù)字孿生，這將帶來(lái)高達(dá)10%的成本節(jié)約。

4.3 智慧城市數(shù)字孿生底座

構(gòu)建智慧城市管理平臺(tái)，將城市實(shí)體以數(shù)字模型的形式精準(zhǔn)模擬，為城市管理者提供全面的運(yùn)行態(tài)勢(shì)視圖，提升城市管理效率與水平。數(shù)字孿生在智慧城市的應(yīng)用有助于優(yōu)化資源分配，提升公共服務(wù)質(zhì)量，據(jù)估計(jì)，全球智慧城市市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在2025年達(dá)到2.5萬(wàn)億美元。

5、 數(shù)字孿生與VR技術(shù)的未來(lái)展望

隨著5G、邊緣計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字孿生與VR技術(shù)的融合應(yīng)用將更加廣泛，實(shí)體產(chǎn)業(yè)的“智改數(shù)轉(zhuǎn)”將邁入新階段。未來(lái)，我們有望看到更多跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，如在遠(yuǎn)程醫(yī)療、虛擬教育、智能交通等方面的應(yīng)用，將極大提升社會(huì)整體的智能化水平。

6、 結(jié)論

* 參考文獻(xiàn)：

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McKinsey & Company. (2020). The digital twin: How companies can use data to create more value.

Statista. (2021). Global smart city market size forecast from 2019 to 2025.