【元宇宙】数字孪生、扩展现实和制造业的悄然革命

数字孪生（DT）和扩展现实（XR，包括增强现实和虚拟现实（AR/VR））的应用正在快速发展。数字孪生能够生成模拟真实工作场景的虚拟模型，因此在包括航空航天与国防、医疗保健、智慧城市和汽车在内的众多领域都发挥着不可估量的作用。

但可以说，受数字电视和扩展现实技术影响最大的行业之一是制造业，这些技术有可能带来诸多效率提升和其他运营效益。

事实上，电气与电子工程师协会 (IEEE) 近期发布的《2026 年技术影响》报告显示，将数字电视 (DT) 技术应用于虚拟仿真将成为全球首席信息官 (CIO)、首席技术官 (CTO)、IT 总监和其他技术领导者关注的核心重点。实际上，扩展现实 (XR) 和机器人技术已经从试点阶段走向日常应用，并渗透到制造业和物流业的各个环节。全球范围内，77% 的技术领导者认为人形机器人将成为人们熟悉的同事，而英国有 40% 的企业计划在 2026 年将人形机器人部署到部分员工队伍中。

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制造业的关键优势

数字技术（DT）和扩展现实（XR）等创新技术在制造业应用中具有诸多优势和巨大的实际价值。例如，大多数英国受访者（60%）表示，XR 和 DT 对于原型设计、开发和测试以及制造流程至关重要。

数字化转型（DT）的主要优势之一在于增强预测性维护。当与物联网（IoT）结合使用时，它使制造商能够实时监控机器和其他设备的运行状况，从而预测潜在故障的发生。数字化转型平台能够模拟和分析各种场景，显著改进制造流程和运营。它可以识别瓶颈和工作流程，并提高整体效率。

XR技术通过将数字化技术（DT）中的数字信息叠加到物理世界中，进一步增强了培训效果。这使得工人能够沉浸式地与机器和流程的虚拟模型进行交互。事实上，已有研究证明，VR和AR技术的培训课程不仅更有效，而且更安全。

数字技术（DT）和扩展现实技术（XR）在改进设计、原型制作和生产、数字化工作流程、远程协助、员工培训、库存管理和工作场所安全等诸多流程方面都具有巨大潜力。正是由于这些优势，制造商对这些技术的信心日益增强。

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人工智能的作用

人工智能的快速发展有望显著提升扩展现实（XR）体验，实现更加个性化、自适应和直观的交互，同时改进内容创作和实时数据处理。IEEE 的一项研究显示，32% 的英国受访者预计，到 2026 年，制造业将受到人工智能的最大变革，其中机器人技术（66%）和数字终端（20%）预计将受到最显著的影响。人工智能和扩展现实的结合必将带来更佳的用户体验和更智能的界面。

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消除采用障碍

数字孪生、扩展现实（XR）和机器人技术的兴起正在悄然重塑工作方式。曾经被视为实验性的技术如今已成为日常工作的一部分，从模拟生产线到在逼真的虚拟环境中培训新员工，无不体现着这一点。在制造业，这意味着从被动应对问题转变为主动出击，利用实时数据做出更明智的决策。

为了使这些技术在制造业得到广泛应用，需要解决一些挑战。这些挑战包括初始成本高、硬件限制、与现有基础设施的集成、网络安全问题、缺乏通用标准以及明显的技能缺口。

随着这些技术的成熟，所需的技能也在不断演变。事实上，IEEE 的研究表明，对机器人编程（34%）和机器学习（38%）技能的需求正在增长。人形机器人的兴起，并非仅仅作为新奇事物，而是作为能够处理重复性或危险任务的宝贵同事，使人类团队能够专注于决策、问题解决和监督。但要实现这一点，我们需要重新思考招聘方式。

编写机器人程序或解读数字孪生实时数据的能力已不再是小众技能，而是至关重要的技能。此外，以往依赖人工经验的岗位现在也需要熟练掌握系统、建模和自动化技术。

这并非要取代工作岗位，而是要重新定义工作岗位。随着工具规模扩大、功能增强，劳动力也必须变得更加灵活——而那些能够蓬勃发展的行业，不仅要投资于技术，更要投资于驾驭技术的思维模式和技能。

通过将真实世界数据与虚拟建模无缝集成，制造商可以从被动决策转变为主动决策。这不仅能提高效率，还能增强可持续性和创新能力，为制造业的数据驱动型数字化转型奠定基础。

确保具有韧性、适应性和可持续性的制造实践将定义工业4.0的下一个时代。最终，这一数字化转型的速度和成功将取决于对提升员工技能的坚定承诺，以及对可扩展、安全的云计算和边缘计算基础设施的投资。

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