王翔宇院士:工程大脑是未来工程的“元宇宙”

中国电子报| 2022-11-17 15:06:10
作者: 卢梦琪 来源: 中国电子报、电子信息产业网

11月12—13日,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办的2022世界VR产业大会在江西南昌召开。11月13日下午,由中国联合网络通信有限公司江西省分公司、联通在线信息科技有限公司承办的“元宇宙与工业互联网主题论坛”召开,企业代表和专家共同探讨了工业领域与元宇宙的深度融合,助力智能制造高质量发展趋势和解决之道。欧盟科学院院士、澳大利亚科廷大学智慧工业终身讲席教授王翔宇在论坛上表示,“工程大脑”是给工程上一个大脑,实现智慧化,是未来工程的“元宇宙”。

形成高效、智慧且完善的工程决策体系

元宇宙本质上是对现实世界的虚拟化、数字化过程,需要对内容生产、经济系统、用户体验以及实体世界内容等进行大量改造。“我们处在一个物理世界主导,信息世界辅助的环境中。”王翔宇表示。

在工程行业,随着工程总量持续稳定增长,对已建成建筑、基础设施的管养需求也会大幅增加。“新基建”进一步刺激了市场的转型,为工程领域提供了新的发展机遇,也是一大挑战。建筑行业市场竞争将从国内的、区域的、不完整的竞争,转向国际的、全方位的竞争,由单一设计/施工的竞争转向项目管理及工程总承包的竞争,更趋激烈。

但工程行业面对工业化与信息化、智能化与自动化的机遇。目前,工程行业传统模式以及流程正在被升级以及取代,其生产方式转型升级迫在眉睫。以技术创新为驱动,推动工业化、信息化进程,是工程行业的一大机遇。工程行业长期以来拼速度拼规模单一的粗放生产方式,导致生产一线劳动力与生产知识缺乏专业性和组织性。因此,通过科学地集成运用、精准调度,实现工程的智能化与自动化,是又一大机遇。

然而,王翔宇表示,当前工程行业面临的机遇也带来挑战,一是不全面的建筑信息化仍待发展。工程行业中尽管BIM、GIS、云计算、人工智能等软件等技术已广泛使用,大大改善了企业的生产效率,但更全面的的信息化仍待发展;二是不彻底的工程智能化仍需改善,工程行业的智能化仍处于初步发展阶段,工程互联网与物联网采集、预处理数据,从而支持智能经营决策的体系还不完善。

王翔宇认为,“工程大脑”是给工程上一个大脑,实现智慧化,旨在以人类大脑为意向,通过工程行业中关键技术、理论基础和全寿命周期数据的高度集成,并与各跨领域先进科技有机结合,从而形成高效、智慧且完善的工程决策体系。

“工程大脑”的模块构成

据王翔宇介绍,“工程大脑”包含5大关键模块。感知模块对应分别是基于计算机视觉的工程感知体系和基于各类传感设备的工程感知体系,对应负责脑部视觉枕叶和负责触、嗅等感觉的顶叶;分析决策模块是工程中基于AI和和领域知识库的决策系统,对应负责人脑分析的“额叶上回”。

信息输出模块是工程中基于新一代移动通讯技术的信息输出系统,同时搭载基于BIM等技术的数据交互模块,高效关联项目内外参与方,对应负责处理语言的额叶中回,工程大脑对项目人、材、机等元素的指挥调度,则对应负责肢体运动的额叶下回;储存模块中结合云技术和新一代数据库技术的数据储存体系,对应负责人脑记忆的颞叶。

“工程大脑”运行的核心原理在于通过实时信息采集、智能分析决策、有效信息共享、多维度信息输入/输出,指导项目施工。
王翔宇指出,目前,“工程大脑”用于韩国浦项智慧钢铁厂项目。通过创建虚拟工厂平台,通过虚拟仿真技术分析现有生产流程中的问题,并进行相应优化;通过工业物联网技术对生产线上的产品进行监控,并对有质量缺陷的产品进行实时排查;对钢铁厂中重要设备的运行参数进行实时监控,并通过系统预设的模型对设备的运行状态进行评估。同时通过增强现实技术将实时数据投影到真实环境中,便于现场工人查看;为现场工人配备了智能头盔,智能眼镜和智能手表。系统可以实时查看工人的工作地点和工作状态,对潜在的工作危险给予及时的提醒。工人也可以通过这些智能设备更快捷地查看自己的工作任务以及高效完成相关作业;基于人工智能技术的钢铁厂运营决策平台。通过工业物联网收集上来的数据,该平台可以自动进行产品质量检查,自动处理有质量缺陷的产品,并给出生产线优化方案。同时该平台还实现了设备的预测性维护管理。

面向未来,王翔宇指出,“工程大脑”的未来方向是工程智能预测与控制,工程领域知识图谱构建,实现知识数据双驱动、认知推理、决策智能,工程大脑末端控制的进一步增强,工程大脑意识的培养,工程大脑智能科技的智慧组合以及工程大脑技术元素的管理体系创新。

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