Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Podivuhodný svět průmyslového metaverza: ze sci-fi do reality

V prostředí průmyslového metaverza budou moci společnosti všech velikostí využívat digitální dvojčata s aktuálními daty a plně rozvinout možnosti internetu věcí stejně jako edge a cloud computingu. „Fotorealistická digitální dvojčata založená na reálném světě zabudovaná do prostředí průmyslového metaverza přinesou obrovský potenciál pro transformaci celého hospodářství a jednotlivých průmyslových odvětví tím, že vytvoří virtuální svět, kde budou moci lidé interagovat a spolupracovat na řešení skutečných problémů,“ uvedl Roland Busch, prezident a generální ředitel společnosti Siemens AG, během představení platformy Siemens Xcelerator v červnu 2022 v Mnichově.

 

V minulém čísle časopisu Automa vyšel rozhovor, kde jsem se s Františkem Podzimkem, vedoucím oddělení Digital Enterprise & Business Development společnosti Siemens, bavil o tom, co je platforma Siemens Xcelerator a jaké jsou její základní pilíře. Dotkli jsme se také tématu průmyslového metaverza a slíbil jsem, že se k němu vrátíme.

Tento rozhovor představuje definici a historii metaverza obecně a přibližuje, jak bude v průmyslovém metaverzu vypadat spolupráce na řešení problémů mezi lidmi, týmy a průmyslovými společnostmi.

 

Co je vlastně metaverzum?

Pojem metaverzum (anglicky metaverse) není nový. Pochází z kyberpunkové sci-fi Neala Stephensona Snow Crash z roku 1992. Slovo vzniklo složení předpony meta- (za hranicemi, přesahující) a slova univerzum (svět, vesmír, anglicky universe), takže je to „něco za světem“. Hlavní Hrdina románu je geniální hacker, mistr bojových umění a poslíček pracující pro mafiánskou rozvážkovou službu pizzy. Svět je ohrožen novou drogou zvanou Snow Crash, která je ale zároveň počítačovým virem napadajícím mozek avatarů v metaverzu – a ještě něco navíc, tajným kódem v jazyce starých Sumerů, jemuž se svět ubránil jen zmatením jazyků. Reálný svět se v ději prolíná s metaverzem a Hlavní Hrdina musí zachránit civilizaci... [1].

 

Ale tohle je metaverzum obecně. Jaká je historie průmyslového metaverza?

Vzniku průmyslového metaverza předcházel v 80. letech minulého století rozvoj virtuál­ní reality a její využití nejen v herním průmyslu, ale také ve vojenství, leteckém průmyslu a kosmonautice. Nutnou podmínkou pro vznik metaverza byl rovněž rozvoj internetu: o metaverzu se někdy říká, že je to další krok, další iterace internetu.

Přesná definice metaverza vlastně ne­existuje. Můžeme si ho představit jako digitální prostor, k němuž se můžeme připojit kdykoliv a odkudkoliv. Můžeme v něm získávat informace, nakupovat, komunikovat... Jeho vazba na reálný svět přitom nemusí být těsná: v metaverzu může mít každý jednoho nebo několik avatarů, může se pohybovat na různých místech současně, může mít několik různých identit.

Pokud vím, tak metaverzum v původním smyslu slova není žádné dvojče reálného světa. První použití metaverza bylo v oblasti počítačových her: v metaverzu se například může sejít několik hráčů a hrát spolu nebo proti sobě. Přitom mohou reál­ně sedět vedle sebe a nebo může být každý v jiném městě. Mohou mezi nimi být i systémoví démoni, kteří žádný reálný obraz nemají, ale starají se o běh platformy. Jak můžeme takovéto metaverzum využít v průmyslu?

Původní myšlenka byla vytvořit digitální simulační modely, na nichž by bylo možné například ověřovat různé strategie řízení a optimalizovat je. Takový model sice vychází z reálného světa, ale není jeho obrazem, je čistě virtuální. Potom přišla digitální dvojčata, tedy digitální reprezentace reálných zařízení. Digitální dvojče je doplňkem, rozšířením reálného objektu. No a nakonec přichází prostor průmyslového metaverza, kde se mohou potkávat dvojčata a virtuální modely a různí lidé s nimi mohou interagovat a sdílet své výsledky a poznatky.

 

Společnost Siemens navázala spolupráci s firmou Nvidia a platforma Omniverse od Nvidie se stane součástí prostředí Siemens Xcelerator, o němž jsme hovořili v předchozím rozhovoru. Co tato spolupráce uživatelům přinese?

Cílem spolupráce firem Siemens a Nvidia je právě vytvořit prostředí průmyslového metaverza. To je náročný úkol, který přesahuje možnosti jedné firmy, i když by byla velká a silná. Proto vznikají partnerství, kde se jednotliví účastníci podporují. Společným cílem je rychle a efektivně vytvořit prostředí pro průmyslové metaverzum, v němž budou moci klienti z průmyslu hledat nástroje pro zvýšení produktivity a efektivity celého životního cyklu průmyslových zařízení, od návrhu po provoz a údržbu. V prostředí průmyslového metaverza je možné také například zkoumat reakce zákazníků na zamýšlené změny sortimentu, hodnotit environmentální stopu výrobku a podobně.

 

Když jsem sledoval virtuální záznam z tiskové konference společností Siemens a Nvidia, zaujalo mě vyjádření Rolanda Busche, generálního ředitele Siemens AG, že Omniverse je vynikající vizualizační platforma, ale ve spojení s platformou Siemens Xcelerate už nejde jen o skvělé animace, ale o simulace skutečných zařízení.

Je to tak. Omniverse umožňuje vytvářet fotorealistické animace, ale důležité je, že jsou to animace výsledků simulací na modelech zařízení nebo procesů, které mají svůj původ v reálném světě, respektují fyzikální zákony a reálná technická omezení. V platformě Xcelerate jsou tyto modely navíc datově propojeny s reálnými objekty a to znamená, že modely v metaverzu mají informace v reálném čase o tom, co se se zařízeními děje nebo jak skutečně probíhají modelované procesy. To lze využít například k detekci anomálií v činnosti zařízení a k predikcím možného vývoje. Včasné zásahy jsou prevencí závad a umožní vést procesy optimálním způsobem.

 

Vytvořit průmyslové metaverzum je technicky náročné, nicméně ne nerealizovatelné. Jenže jak je to z obchodního hlediska? Komu patří reálný stroj nebo výrobní linka, je celkem jasné. Pro prodej a nákup strojů a zařízení existují standardní postupy, nad nimiž se nikdo nepozastavuje. Ale co modely a digitální dvojčata? Jak se s nimi bude obchodovat? Komu budou patřit? O digitální dvojče je totiž třeba se starat stejně jako o reálný stroj, a když se rozejde se svým reálným dvojčetem, už to nebude dvojče a nebude dávat správné výsledky.

To je na zákaznících, zda pochopí, že je pro ně výhodné veškeré plány, změny výroby a modernizace nejprve simulovat pomocí digitálních dvojčat. Potom jim bude digitální dvojče něco přinášet a budou ochotní do něj investovat.

Obráceně by to být nemělo – není výhodné udělat nejprve změnu reálného zařízení a teprve potom ji přenést do digitálního dvojčete. To žádnou přidanou hodnotu nepřináší. Veškeré změny by se napřed měly realizovat a ověřit ve virtuálním světě a teprve potom by se měly realizovat ve světě skutečném.

 

Jak to bude z právního hlediska? Máme digitální dvojčata a máme výrobní zařízení, která generují obrovská množství dat. Modely a data může využívat vlastník stroje, ale také firma, která se stará o údržbu jeho zařízení. Data jsou zajímavá i pro výrobce stroje, aby mohl optimalizovat jeho konstrukci, a též pro výzkum a vývoj na různých akademických pracovištích. Pochopitelně jsou cenná i pro konkurenci. Data mohou být uložena na podnikovém serveru nebo v cloudu. Komu data patří a kdo by se měl starat o jejich dostupnost a zabezpečení? Pro osobní data máme neoblíbené GDPR – budou podobná pravidla platit i pro data strojů a zařízení?

To v současné době nedokáže nikdo s jistotou říci. Existuje mnoho zcela různých přístupů. Někdo si může svá data chránit a bránit, někdo s nimi bude chtít obchodovat, někdo je bude sdílet, aby za to získal určité výhody.

Když se výrobce stroje dohodne s majitelem, který stroj provozuje, že bude moci využívat data generovaná strojem během jeho provozu, může mu za to nabídnout například rozšířenou záruku nebo servisní smlouvu, protože takto získaná data může využívat také k prediktivní údržbě. Ta bude přesnější, než kdyby si takovou prediktivní údržbu zajišťoval majitel stroje sám, protože výrobce může shromáždit více zkušeností od různých provozovatelů strojů. I když se pro analýzu dat využívají systémy umělé inteligence, vyžadují pro své učení velké množství dat, a čím více mají dat, z nichž se mohou učit, tím lepší dávají výsledky.

Ovšem vždycky to bude věc individuální domluvy: výrobce, který stroj prodal, nebude mít automatický nárok na data o jeho provozu. Když nový majitel nebude chtít data sdílet, nikdo ho k tomu nebude moci nutit.

Ale i my u projektů, na nichž se podílíme, vidíme rostoucí ochotu firem sdílet data a zkušenosti právě například pro condition monitoring a prediktivní údržbu.

 

V oblasti sociálních sítí můžeme vidět spoustu anonymních účtů, šíří se v nich podvržené nepravdivé zprávy a k marketingovým nebo propagandistickým účelům se využívají influenceři a trollové, ať reální, nebo vytvoření umělou inteligencí. Je opravdu těžké rozlišit, co je fake news a co je pravda. Může se něco takového stát i v průmyslovém metaverzu? Jak se proti tomu bránit?

K průmyslovému metaverzu bude mít přístup omezený počet uživatelů, takže bude snazší ověřit, zda jde o skutečnou osobu, nebo o věrohodnou firmu. Pokusům o zne­užití průmyslového metaverza se tak dá snáze bránit. Bránit, ale ne zcela zabránit. Pochopitelně nikdy nic není stoprocentní. Když v současné době vidíme například velmi sofistikované phishingové útoky vedené prostřednictvím e-mailů, které vyžadují dlouhou přípravu a znalosti sociálního inženýrství, bylo by naivní myslet si, že něco takového útočníci nezkusí i v prostředí průmyslového metaverza. Obranou je využití různých zabezpečovacích nástrojů, mimo jiné také sdílení dat o zaznamenaných útocích a důsledné školení uživatelů.

 

Děkuji Vám za rozhovor.

Literatura:

[1] STEPHENSON, Neal: Sníh. Praha: Talpress, 2000. ISBN: 80-7197-109-X.

 

(Rozhovor vedl Petr Bartošík.)

(Grafika a foto: Siemens)

 

Obr. 1. František Podzimek, vedoucí Digital Enterprise & Business Development oddělení Siemens Digital Industries společnosti Siemens, s. r. o., Česká republika

Obr. 2. Siemens Process Simulate (vlevo) je propojen s platformou Nvidia Omniverse (vpravo), což umožňuje v reálném čase vytvořit naprosto věrné fotorealistické digitální dvojče

Obr. 3. Roland Busch (vpravo), generální ředitel Siemens AG, a Jensen Huang, zakladatel a generální ředitel společnosti Nvidia, při představení platformy Siemens Xcelerator a oznámení o zahájení spolupráce obou firem (29. června 2022, Mnichov)