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近日，工信部部長(zhǎng)金壯龍表示，2023年將是元宇宙發(fā)展之年、應(yīng)用示范推廣之年，國(guó)家將密集出臺(tái)政策，搶占先機(jī)。國(guó)家政策的出臺(tái)勢(shì)必會(huì)加速元宇宙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。事實(shí)上，在元宇宙技術(shù)應(yīng)用上，中國(guó)已有不少嘗試與應(yīng)用。在2023元宇宙大會(huì)春季會(huì)的院士論壇上，著名機(jī)械工程專家、中國(guó)工程院院士譚建榮先生，從機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造方面的研究出發(fā)，重點(diǎn)介紹多元異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與集成等八大工業(yè)元宇宙技術(shù)，并具體舉例說(shuō)明了相關(guān)的應(yīng)用。

譚建榮院士在演講開(kāi)場(chǎng)首先闡釋了他所理解的元宇宙。譚院士溯源道：元宇宙的狹義起源就是虛擬現(xiàn)實(shí)。后來(lái)有了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相結(jié)合成為混合現(xiàn)實(shí)。其后，在工業(yè)領(lǐng)域，美國(guó)波音公司提出了數(shù)字樣機(jī)，2003年美國(guó)密西根大學(xué)Michael Grieves教授提出了數(shù)字孿生。數(shù)字孿生已經(jīng)非常接近元宇宙這一概念。據(jù)此，譚院士指出：“元宇宙就是從虛擬現(xiàn)實(shí)到數(shù)字孿生所有技術(shù)的總和，當(dāng)然也包括了人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等等技術(shù)。但它的核心技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生。

在強(qiáng)調(diào)了元宇宙的核心技術(shù)后，譚院士隨即指出了元宇宙的三大特征：“第一個(gè)特征就是虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬化身。過(guò)去我們是人機(jī)交互，我們上網(wǎng)上機(jī)，人在機(jī)器外面，人在互聯(lián)網(wǎng)外面，而元宇宙，人到里面去了，虛實(shí)融合了，里面有個(gè)虛擬化身是元宇宙的特征之一；第二個(gè)特征就是真實(shí)的體驗(yàn)、真實(shí)的交互。過(guò)去我們的交互，是鼠標(biāo)交互、文字交互、語(yǔ)言交互，都是隔著計(jì)算機(jī)屏幕，都是在網(wǎng)的外面，現(xiàn)在要有真實(shí)的交互、真實(shí)的體驗(yàn)，直到虛擬和真實(shí)無(wú)法分清楚。這就是最好的虛擬現(xiàn)實(shí)，這是最好的元宇宙�，F(xiàn)在這一技術(shù)已經(jīng)部分地實(shí)現(xiàn)；第三個(gè)特征是時(shí)空的倒流。在元宇宙空間里，時(shí)空可以倒流，把過(guò)去與未來(lái)融合在一起。”

對(duì)于元宇宙“時(shí)空倒流”這一特征，譚建榮院士特別舉例說(shuō)，某電視晚會(huì)上，周深與鄧麗君對(duì)唱。其實(shí)他們是不同時(shí)代的，他們可以在一起對(duì)唱，而且看不出不在同一個(gè)舞臺(tái)上，所以在元宇宙中，“時(shí)空可以倒流”。

由以上闡釋為鋪墊，譚建榮院士進(jìn)而強(qiáng)調(diào)：元宇宙技術(shù)利用在工業(yè)上就形成了工業(yè)元宇宙。結(jié)合工業(yè)實(shí)踐，譚建榮院士總結(jié)出了八項(xiàng)工業(yè)元宇宙技術(shù)，分別為：可以異構(gòu)數(shù)據(jù)的通道打通的工業(yè)元宇宙多元異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與集成技術(shù)、通過(guò)幾何、物理、行為來(lái)預(yù)測(cè)機(jī)器行動(dòng)的軌跡、加速度、震動(dòng)等指標(biāo)的工業(yè)元宇宙幾何－物理－行為－工況建模技術(shù)、將溫度場(chǎng)、又有引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)等多場(chǎng)融合起來(lái)多性能耦合分析的工業(yè)元宇宙數(shù)字孿生多性能耦合分析技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的數(shù)字孿生行為仿真技術(shù)、工業(yè)元宇宙產(chǎn)品生命周期作業(yè)仿真技術(shù)、智能車間布局規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)、運(yùn)行狀態(tài)可視分析與故障智能預(yù)測(cè)技術(shù)、基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的維修維護(hù)操作導(dǎo)航技術(shù)等。

譚建榮院士以自己的研發(fā)指出，這八項(xiàng)工業(yè)元宇宙技術(shù)可運(yùn)用到具體工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢測(cè)、維修等各環(huán)節(jié)之中。他援引了具體案例：一是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)組裝，就可以通過(guò)虛擬裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有幾千個(gè)零件，不僅要裝起來(lái)而且要拆得下來(lái)，不僅拆得下來(lái)而且要?jiǎng)拥闷饋?lái)。應(yīng)用工業(yè)元宇宙技術(shù)，一是可以解決裝配當(dāng)中的順序問(wèn)題，也就是先裝什么后什么；第二解決裝配的路徑問(wèn)題，即從哪個(gè)方向裝上去；第三要解決裝配的干涉問(wèn)題，就是解決零部件裝配在一起的矛盾關(guān)系�？偠�言之，要通過(guò)元宇宙工業(yè)技術(shù)來(lái)保證裝配的一次成功率。再有就是焊接機(jī)器人，通過(guò)元宇宙工業(yè)技術(shù)解決了裝配的干涉問(wèn)題以及運(yùn)動(dòng)的可達(dá)性問(wèn)題，保證了焊制的科學(xué)性與正確性。

此外，此外，譚建榮院士還透露，他的實(shí)驗(yàn)室，還將元宇宙、數(shù)字樣機(jī)與智能制造、數(shù)字孿生相結(jié)合，用在超大型低能耗空分裝備設(shè)計(jì)制造、高檔數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷虛擬維修、大噸位深拉液壓設(shè)備設(shè)計(jì)制造、高端冷凍加工中心、電梯大批量定制與設(shè)計(jì)等十個(gè)典型方面。故而，演講最后，他表示希望業(yè)內(nèi)同行，一起來(lái)進(jìn)一步探索元宇宙的工業(yè)應(yīng)用。

       原文標(biāo)題 : 工業(yè)元宇宙八項(xiàng)技術(shù)及具體應(yīng)用