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(chǔ)的元宇宙概念大放異彩，而已率先落地應(yīng)用的工業(yè)元宇宙也首次進(jìn)入公眾眼簾。

平行礦山

中國(guó)寶武集團(tuán)以“數(shù)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(yīng)用場(chǎng)景：包括遠(yuǎn)程設(shè)備操控、協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備協(xié)同作業(yè)、柔性輔助裝配、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、機(jī)器視覺質(zhì)檢、設(shè)備故障診斷、廠區(qū)智能物流、無人智能巡檢、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(guó)依托自主研發(fā)技術(shù)所打造的“數(shù)字人礦工”，能讓原本作業(yè)環(huán)境惡劣、安全風(fēng)險(xiǎn)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(guó)游戲公司羅布樂思(Roblox)頂著“元宇宙第一股”的光環(huán)成功上市以來，各大企業(yè)紛紛展開元宇宙布局。今年5月24日，微軟舉辦build2022開發(fā)者大會(huì)期間宣布將旗下的虛擬體驗(yàn)平臺(tái)Mesh引入辦公軟件系統(tǒng)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。川崎重工計(jì)劃讓車間工人佩戴微軟HoloLens頭戴設(shè)備來輔助生產(chǎn)、維修和供應(yīng)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。

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(dá)也瞄向了“工業(yè)元宇宙”，基于Omniverse平臺(tái)、AI以及計(jì)算等技術(shù)，英偉達(dá)可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建工業(yè)元宇宙的成果。6 月 30 日，西門子宣布進(jìn)一步與 NVIDIA 展開合作，雙方將基于 NVIDIA Omniverse 建設(shè)工業(yè)元宇宙平臺(tái)，從設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)整個(gè)生命周期的沉浸式工業(yè)模擬，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行升級(jí)。

據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年，工業(yè)元宇宙將催動(dòng)全球智能制造市場(chǎng)規(guī)模突破5400億美元，2021至2025年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)15.35%。

在中國(guó)，阿里巴巴、字節(jié)跳動(dòng)、騰訊、網(wǎng)易等國(guó)內(nèi)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(shù)字化等多個(gè)行業(yè)的爆點(diǎn)。

億歐智庫發(fā)布的《2022中國(guó)工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》顯示，短期來看消費(fèi)元宇宙爆發(fā)力更強(qiáng)，長(zhǎng)期來看工業(yè)元宇宙更穩(wěn)健，更易被社會(huì)接受。預(yù)計(jì)到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強(qiáng)，傳統(tǒng)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基礎(chǔ)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進(jìn)展。預(yù)計(jì)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(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。

不僅是各大科技巨頭在爭(zhēng)相布局元宇宙賽道，一些國(guó)家的政府相關(guān)部門也積極參與其中。去年5月，韓國(guó)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(xiàn)代、SK集團(tuán)、LG集團(tuán)等200多家韓國(guó)企業(yè)和組織，其目標(biāo)是打造國(guó)家級(jí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，并在未來向社會(huì)提供公共虛擬服務(wù)。

工信部發(fā)布的《虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書5.0》中明確提出“通過財(cái)政資金促進(jìn)虛擬現(xiàn)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(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用”。2022年開始，國(guó)內(nèi)多地政府也開始推動(dòng)元宇宙產(chǎn)業(yè)前瞻性布局，并陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)配套政策，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)園區(qū)，設(shè)立專項(xiàng)基金，引進(jìn)相關(guān)企業(yè)與人才，引導(dǎo)元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年7月，國(guó)內(nèi)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(shè)規(guī)劃，鼓勵(lì)元宇宙在包括工業(yè)制造、社交娛樂等領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)元宇宙與實(shí)體經(jīng)濟(jì)相融合，包括北京、上海、南京、無錫等。其中北京比較明確提出“加快推進(jìn)元宇宙應(yīng)用創(chuàng)新中心建設(shè)”的區(qū)域是通州區(qū)。

什么是元宇宙未來的發(fā)展方向?今年，地方和全國(guó)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(tái)“元宇宙中國(guó)”的頂層設(shè)計(jì)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(duì)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈;加速地方元宇宙專精特新企業(yè)發(fā)展。

近日，工信部副部長(zhǎng)王江平在京調(diào)研虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)用情況并召開座談會(huì)，強(qiáng)調(diào)要針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)如何賦能工業(yè)領(lǐng)域開展深入研究，進(jìn)一步加快虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在各行各業(yè)應(yīng)用，瞄準(zhǔn)行業(yè)痛點(diǎn)、難點(diǎn)，不斷提高應(yīng)用的深度和廣度。

8月18日召開的2022全球元宇宙大會(huì)上，全球元宇宙大會(huì)主席、中國(guó)移動(dòng)通信聯(lián)合會(huì)執(zhí)行會(huì)長(zhǎng)倪健中表示，當(dāng)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(jié)構(gòu)，改變?nèi)�球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

與消費(fèi)元宇宙相比，工業(yè)元宇宙更重視“由虛向?qū)?rdquo;的過程，關(guān)注解決確切場(chǎng)景中的確切問題。有多位業(yè)內(nèi)人士分析稱，工業(yè)元宇宙將覆蓋工業(yè)生產(chǎn)全鏈條環(huán)節(jié)，元宇宙在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值或遠(yuǎn)大于消費(fèi)領(lǐng)域。

礦山里的元宇宙

在公眾視野之外，元宇宙的內(nèi)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(yīng)用，并取得了令人矚目的效果。

在內(nèi)蒙古的寶日希勒露天煤礦，一輛輛沒有駕駛員的無人礦車正在礦區(qū)內(nèi)穿梭自如。在礦區(qū)不遠(yuǎn)處一座臨時(shí)調(diào)度指揮中心內(nèi)，年輕的技術(shù)員正聚精會(huì)神地盯著眼前的大屏幕，實(shí)時(shí)操控及監(jiān)測(cè)這些礦車的運(yùn)行。

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

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

而在“愚公YUGONG”平行礦山操作系統(tǒng)中，會(huì)以高精度三維地質(zhì)模型構(gòu)建“采礦元宇宙”基礎(chǔ)環(huán)境，并與實(shí)際礦車、礦山場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)，搭建一個(gè)虛實(shí)互動(dòng)的平行礦山系統(tǒng)。引入平行點(diǎn)云、平行學(xué)習(xí)、平行規(guī)劃等核心技術(shù)，讓虛擬礦山數(shù)據(jù)與真實(shí)礦山車輛數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)積累，“吃多塹、長(zhǎng)多智”， 實(shí)現(xiàn)對(duì)所有無人礦車運(yùn)行狀態(tài)的智能化預(yù)測(cè)，最終引導(dǎo)實(shí)際礦山朝著在“采礦元宇宙”中探索出的安全、可靠、高效、綠色、智能、可持續(xù)的道路行進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)無人礦山整個(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(yàn)證，為無人駕駛系統(tǒng)研制、測(cè)試運(yùn)行期礦山相關(guān)人員、財(cái)產(chǎn)的安全提供全面保障。通過對(duì)會(huì)車、跟車、繞障、邊坡卸載等危險(xiǎn)工況進(jìn)行虛擬環(huán)境下全天候、全時(shí)段、全過程仿真測(cè)試，“采礦元宇宙”深入驗(yàn)證了礦車的安全距離，全面分析極寒、夜間作業(yè)、重載等條件下，無人駕駛礦車“采運(yùn)排”全流程的控制參數(shù)，及其與采掘、工程、輔助車輛設(shè)備協(xié)同作業(yè)的智能規(guī)劃方案。

“采礦元宇宙”的應(yīng)用大幅降低了實(shí)地測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，國(guó)家能源集團(tuán)寶日希勒項(xiàng)目地處高緯極寒地帶，冬季最低氣溫可達(dá)零下42°C，慧拓基于系統(tǒng)驗(yàn)證的安全剎車距離等數(shù)據(jù)結(jié)果開展實(shí)地測(cè)試，規(guī)避了極端天氣對(duì)測(cè)試安全的影響，全面保障了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員與設(shè)備安全，并通過加速算法訓(xùn)練，縮短現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間，提升項(xiàng)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(cè)試的成本，并大幅減弱測(cè)試工作對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的影響。

在2022世界人工智能大會(huì)“數(shù)聯(lián)出行，智領(lǐng)未來”智能駕駛論壇上，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王飛躍發(fā)表“從智慧出行的智能車到車智能：元宇宙中元車的平行駕駛”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(dāng)前，我們正在從傳統(tǒng)的“虛實(shí)對(duì)立”向智能時(shí)代的“虛實(shí)交互”發(fā)展。數(shù)據(jù)是生成智能的主要原料，由小數(shù)據(jù)生產(chǎn)出大數(shù)據(jù)，再從大數(shù)據(jù)中提煉出針對(duì)具體場(chǎng)景、具體問題的精準(zhǔn)知識(shí)或深度智能，即“小數(shù)據(jù)—大數(shù)據(jù)—深智能”的過程將成為智能產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)流程。“生物人”、“數(shù)字人”、“機(jī)器人”的結(jié)合將實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)變成大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)變成深智能。人工智能不僅將改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞�、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變革。

元宇宙是通過對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)刻，構(gòu)建虛擬世界，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、生活等各個(gè)環(huán)節(jié)的仿真。之后，通過預(yù)測(cè)現(xiàn)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。隨著科技手段和工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，我國(guó)智能化礦山建設(shè)經(jīng)歷了人工炮采、普通機(jī)械化開采、綜合機(jī)械化開采和智能化設(shè)備開采階段，現(xiàn)在正逐漸發(fā)展為一個(gè)“生物人礦工”、“數(shù)字人礦工”、“機(jī)器人礦工”相結(jié)合的前沿人工智能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景，邊緣端、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、云端緊密結(jié)合，把物理空間的無序涌現(xiàn)歸到虛擬空間有序收斂，反過來再從虛擬空間涌現(xiàn)發(fā)散，在物理空間收斂，形成一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)核心知識(shí)自動(dòng)化。“采礦元宇宙”將進(jìn)一步利用并釋放計(jì)算機(jī)模擬世界的力量，為改進(jìn)現(xiàn)有礦山“采、運(yùn)、排”流程，打造新時(shí)代的智能化礦山管理運(yùn)營(yíng)體系提供支撐。

“愚公YUGONG”平行礦山操作系統(tǒng)在煤炭、冶金、有色、水泥四大行業(yè)礦山的落地應(yīng)用案例，展示了慧拓作為“國(guó)家隊(duì)”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(tǒng)行業(yè)智能化、高端化發(fā)展的無限可能。利用“數(shù)字人礦工”，慧拓將通過打造穩(wěn)定、安全、可靠的“采礦元宇宙”實(shí)現(xiàn)以虛控實(shí)，建設(shè)安全(Safety)、有保障(Security)、可持續(xù)(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(tǒng)已先后在國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)華能、國(guó)家電投、中國(guó)大唐、中國(guó)寶武、中煤集團(tuán)、金隅集團(tuán)及華潤(rùn)水泥等能源和礦山集團(tuán)的無人化、智能化項(xiàng)目中得到運(yùn)用及復(fù)購，助力這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)和達(dá)成“雙碳”目標(biāo)。

“采礦元宇宙”也在改變著采礦業(yè)人員培訓(xùn)管理方式。利用虛擬車輛，礦山在進(jìn)行實(shí)地部署的同時(shí)，可對(duì)駕駛員、安全員進(jìn)行遠(yuǎn)程駕駛、系統(tǒng)操作技術(shù)培訓(xùn)，在縮短磨合期、提升項(xiàng)目落地效率的同時(shí)，確保安全生產(chǎn)。目前已落地應(yīng)用這一技術(shù)的陜煤集團(tuán)小保當(dāng)煤礦，就可通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下車輛狀態(tài)，并讓見習(xí)人員在虛擬空間中進(jìn)行駕駛技術(shù)訓(xùn)練，規(guī)避井下實(shí)地訓(xùn)練時(shí)因人員誤操作而產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。

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

可以預(yù)見，在不久的將來，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(guī)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(guī)模與效率。作為在元宇宙領(lǐng)域最早得到落地應(yīng)用的場(chǎng)景，礦山元宇宙將有效促進(jìn)工礦企業(yè)掌握數(shù)字化時(shí)代的話語權(quán)，成為礦山元宇宙工程化落地的最佳解決方案。

（本文來自：地球能量局）

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