面向未来的竞争

<< >>

工业4.0研究院“数字孪生靶场实验室”简介

      随着数字孪生体研究的深入,在《“十四五”数字孪生体发展规划》统一部署下,工业4.0研究院近期整合“数字孪生太空”“数字孪生汽车”“数字孪生航空”等资源,设立了“数字孪生靶场实验室”(DTRL,Digital Twin Range Lab)。

      数字孪生靶场实验室以“数字孪生太空”为基础,立足数字孪生战场操作系统研发目标,重点突破传感器集成、数据、安全处理、连接、应用和效果集成等关键核心技术。

digital_twin_range

      作为工业4.0研究院在十四五期间推动数字孪生体发展的抓手,数字孪生靶场实验室将加强与数字孪生体联盟成员的沟通和互动,在提供给客户数字孪生靶场解决方案的同时,还将针对研究社区和合作伙伴提供有偿的开源项目服务。

      按照计划,2022年数字孪生靶场实验室重点夯实数据基础,包括:

      (1)建设数字孪生地球(Digital Twin Earth)数据体系,研发GIS、地形地貌、地磁场、无线电、卫星(含GEO、MEO、LEO)等分类数据库。

      (2)搭建数字孪生卫星系统(Digital Twin Satellite System),为典型卫星、终端、地面站、天线、传感器等建立数字孪生模型,开发卫星端到端连接和就绪的数字工程方法,涉及频谱数据、链路和设备装备,以及检测/定位电磁干扰等功能。

      在此基础上,数字孪生靶场实验室将为工业领域提供“数字孪生研发环境”(DTDE,Digital Twin Development Environment),为工业企业研发提供了全生命周期、可持续改进的数字工程平台,帮助合作方引入基于数字孪生体的数字工程方法。

      数字孪生靶场实验室由刘继业担任负责人,他曾担任数字孪生太空实验室主任,主持完成了数字孪生太空平台等项目。

 

胡权接受《中国汽车报》采访谈“元宇宙”的本质

      2022年3月30日,《中国汽车报》发布《汽车元宇宙商标热,该降温了》一文https://mp.weixin.qq.com/s/XOsQSKuEZQe066YfRdwipg),其中包括采访工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权的部分内容,现转载过来,供大家参考和讨论。

汽车元宇宙

      “所谓元宇宙,其实就是虚拟现实(VR)技术。”工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权在接受《中国汽车报》记者采访时介绍说,像如今越来越多的VR眼镜就是虚拟现实的具体工具。而虚拟现实技术无论是在汽车行业还是其他很多领域的应用,都有着巨大的潜力和广阔的前景。但值得注意的是,如果单纯地将元宇宙作为噱头、注册商标来用于商业目的等炒作行为,不仅会损害这项技术的声誉,也会显得企业自身肤浅,毫无实际意义。

      “其实,汽车产业链、供应链的全过程都可以成为元宇宙技术的应用场景。”胡权表示,在汽车设计阶段,元宇宙的虚拟现实技术可以辅助二维、三维设计,让设计师在虚拟现实中直观看到设计构件的合理性、上下车的便利性、人机界面操作的人性化和便捷性等,从而进行更细致的调整。同时,也可以利用虚拟现实技术对理论技术指标进行仿真验证和测试。在汽车及零部件生产制造环节,通过虚拟现实技术可以提高精细化程度和工作效率。目前,福特已经在汽车生产线上使用了虚拟现实技术,有效提升了生产效率和安全生产水平。在汽车销售环节,虚拟现实技术可以在网购平台上或屏幕、VR眼镜上较为全面地展示汽车的结构、性能等,帮助客户更好地看到实车上难以看到的内外部细节,有助于客户深度了解汽车产品。

      对于元宇宙主题,数字孪生体联盟设立了“元宇宙工作小组”,展开了较为充分的论证,形成了系列成果,有兴趣的朋友,可以自行到数字孪生体联盟公众号查阅。

 

第四届(2022)数字孪生体挑战赛筹备启动了

      2022年3月28日,工业4.0研究院召开了第四届(2022)数字孪生体挑战赛(DTC 2022)筹备会,邀请行业专家及数字孪生体联盟部分成员代表参与了交流,对DTC 2022的定位和主题做了交流,决定启动相关筹备工作。

      在DTC 2022筹备会上,工业4.0研究院人工智能研究中心副主任李心悦做了《DARPA下一代人工智能》主题分享,介绍了DARPA“物理世界的人工智能”“可解释的人工智能”等项目,同时还对DARPA正在开展的开源项目做了分析。

第四届(2022)数字孪生体挑战赛

      自2019年工业4.0研究院举办第一届数字孪生体挑战赛以来,一直坚持颠覆性创新的定位,通过选择“高风险高回报”的项目,吸引行业具有创新能力的团队参与,虽然每届比赛参与团队数量并不庞大,但在不断吸取经验基础上,每届数字孪生体挑战赛均有可圈可点的创新出现。

      2022年将举办第四届数字孪生体挑战赛,继续围绕数字孪生体关键技术,立足应用场景实际需求,利用产业资本力量,孵化具有核心竞争力的团队或创业企业,推动形成多赢的数字孪生技术生态。

      跟过去历届数字孪生体挑战赛不同,DTC 2022将引入“数字孪生太空”项目,初步计划在2022年孵化为一家公司,并以此为基础在参赛团队中吸纳创业合伙人,探索GIS、虚拟现实、机器学习、大数据等相关技术的应用。

      目前工业4.0研究院正在跟相关单位及企业洽谈,拟寻找一家投资单位、两家用户企业和N支技术创新团队(简称“1+2+N”模式),欢迎具有颠覆性创新意识或拥有相关资源的企事业单位参与,成为“颠覆者2022”(Disruptor 2022) 。

 

关于第三届数字孪生体挑战赛参赛及获奖情况通报

      秉承鼓励行业及专业人士参与数字孪生体应用和创新的理念,工业4.0研究院连续三年举办数字孪生体挑战赛(DTC 2021),DTC 2021赛题涉及到无人系统等新型装备,对参赛团队的要求较高,但仍然吸引了数十支团队参与三大赛题。

      参与DTC 2021三大赛题的团队数分布不均匀,以赛题1和3参与度较高,赛题2参与团队未达到预定参赛数的最低限。

赛题1 赛题2 赛题3
主题 兵棋推演在无人系统中的应用 无人系统数字孪生体平台 基于人体姿态动作识别的应用
特点 理论研究 工程研发 应用研发
要求 提交研究报告 基于开源项目研发 学习OpenPose,开展研发工作
报名团队数 15 2 12
审核满足要求团队数 10 1 7
获奖团队 6 0 开展了系列培训

      赛题1有数支团队获奖,对兵棋推演和无人系统的理解到位,交付了较好的研究成果,展现了较强的理论研究能力。

      为便于行业人员参考相关成果,遴选了部分典型研究报告全文发布,另外有部分报告涉及到不宜公开的内容,暂时不发布。

      基于DTC 2021三大赛题参赛情况,组委会决定如下:

      * 对参与赛题1的获奖成员颁发奖状和奖金,近期已经对接团队负责人落实。对有意加入兵棋推演研究课题的团队,以合作或兼职方式继续参与。

      * DTC 2021赛题2参与团队不足,暂时不予开展。

      * 由于DTC 2021赛题3涉及实际项目,准备时间较长,组委会将跟每支报名团队沟通,根据情况直接参与项目实施。

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体涉及不少关键技术的攻关,这需要更多的具有颠覆性创新能力的团队和人员参与,工业4.0研究院将继续依托数字孪生体联盟,举办2022年度数字孪生体挑战赛(DTC 2022),欢迎大家关注。

 

为数字孪生体产业长期低速发展做好准备

      数字孪生体是一个热门话题,不少“投机分子”进入之后,并未获得预期的回报,然后悄然放弃和离开了。工业4.0研究院判断,数字孪生体产业在未来3年将呈现低速发展态势,希望引起数字孪生体联盟成员的注意。

      近期数字孪生体联盟组织了部分成员单位,围绕“数字孪生体产业发展趋势”做了交流讨论,参与单位包括天海防务、亮道智能、华电力拓、德睿科技等,大家提供了非常丰富的素材,对判断数字孪生体产业发展趋势有较大帮助。

      影响一项新技术及产业有多重因素,工业4.0研究院针对数字孪生体产业,列出以下几条:

      第一,概念体系,范式的发展至关重要。国内暂时不具备这样的科研能力。

      近期一个国家级协会负责人联系数字孪生体联盟,希望推荐一名或几名在数字孪生体领域有建树的院士,最终实在找不到有研究成果的院士,只好作罢。

      美国对数字孪生体有明确判定,它是一门新学科、新范式,不是简单的技术叠加或改进,这一点跟国内大部分行业人士的认识不同。

      第二,技术验证,选择具有普遍意义的场景非常关键。国内数字孪生体应用以智慧城市为主,缺乏工业级的通用场景,主要原因是缺乏技术研发的创新和投入。

      数字孪生体技术是一种颠覆性技术,这意味着研发有非常大的风险,不适合大型企业开展。美国国防部、DARPA、能源部和FDA等单位的资助,明确要求参与单位为中小企业,就考虑到大型企业参与颠覆性创新的弊端。

      第三,产业生态,专业化分工是其蓬勃发展的基础。

      数字孪生体联盟作为全球第一家专注数字孪生体的行业组织,采取了“包容”和“开源”的运行方式,虽然遇到的困难很多,但坚持聚焦颠覆性创新,力求突破数字孪生体的关键技术,为专业化分工提供条件。

      第四,专业资本,这需要颠覆传统的随大流逻辑。国内资本环境不利于颠覆性技术发展,这跟上个世纪德国和日本面对美国提出数字设计革命的反应类似,虽然部分行业人士认识到这个机会,但本地资本无法看懂,从而白白错失了一个时代。

      美国长期以开拓“无人区”为傲,使之对不确定性有很好的适应能力,美国部分资本以投资颠覆性技术为主,具有很好的抗风险能力,部分资本获得了非常高的回报,反过来强化了对颠覆性技术投资的认同。

      从国内已有的几个较大规模投资案例来看,大都投入到可视化应用或仿真软件的领域,并未涉及数字孪生体的主战场。

      以上提到的四个方面,除了数字孪生体联盟一直坚持推进专业化分工发展,其他三个方面的问题暂时没有好的解决办法。

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体在美国逐渐发展成熟,特别是美国国防部承担了大量的技术验证和资金投入,解决了不少不确定性带来的风险,而且通过军民融合实现了新产业的孵化,体现了美国在新技术新产业方面的独到方法。

      正如工业4.0研究院所讲,数字孪生体是继互联网以来的最大产业机会,中国自然不能缺席,但各位成员单位应认识到国内的实际情况,恰当安排资金和资源投入,立足“未来3年存活,5年技术有突破”的战略部署。

      欢迎数字孪生体联盟成员在微信群提出问题,继续探讨数字孪生体产业的发展挑战。

 

作者:胡权,工业4.0研究院院长,数字孪生体联盟理事长