訂閱電子報∣ 友善列印字體大小 文章分享-Facebook 文章分享-Plurk 文章分享-Twitter
數位分身實踐元宇宙願景
CTimes沈勤譽
獲取產業訊息零時差!立即訂閱電電公會電子報。

在類似戰情室的螢幕上,看著3D可視化的中央管理平台,不僅可以一手掌握人、產品、流程、整套系統的現場即時狀態,統整各式設備收到的數據,快速決策並下達指令,也能在虛擬環境中模擬、分析並評估各種實際場域的情況,這就是數位分身(Digital Twin)技術的基本概念。

數位分身的這對雙胞胎,分別處於現實世界與數位平台中,一個是真實本尊,一個則是虛擬分身。受到元宇宙概念的推波助瀾,數位分身技術近幾年來開始被大量應用在產品開發、建築管理、智慧製造、城市治理、娛樂遊戲等領域。但許多人不免好奇,數位分身技術究竟跟過去的3D模型或營運管理系統有何不同?

圖1 2019~2026年全球數位分身市場成長概況

從建造到營運 精準掌握3D建築空間

簡單來說,數位分身技術串連了虛擬與實體這兩個世界,讓虛擬世界可以完整反映實體世界的資訊流程,它通常是以3D模型的方式呈現,藉由感測器及物聯網設備,蒐集真實物體及其周邊活動的影像或數據,即時傳輸到3D模型中,而真實物體與3D模型的視覺表現始終保持一致。

如此就可讓管理者透過上帝視角,在整合介面上監控和管理設備、預測故障、提高生產或服務效率,甚至可模擬物體或系統的運行狀態,並透過數據與演算法來預測未來的行為。

目前數位分身技術最常被導入的應用,應與智慧建築及空間場域有關的營運管理流程。在建築設計業,過去一直很習慣採用建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)來進行3D建模,但現在有了數位分身技術後,等於讓BIM系統如虎添翼。

事實上,過去因系統各自獨立、資訊分散、協定也各異,導致管理效率低落且成本提高。業者運用數位分身技術,將物聯網資訊整合進來,可實現數位代理人的目標,在建築的全生命週期扮演重要工具,其整合場域資料與感測數據,讓管理更為直覺、反應更為即時,提供更高的延展性與易讀性,並減少人力與狀況排除成本。

透過3D可視化中央管理系統平台,在視覺與運作上,幾乎能與實體目標同時同步,涵蓋建築物分層分區管理、場域環境參數控管、節能控管、人員追蹤定位、安全監控等功能,並可結合虛擬實境與擴增實境等技術,進行遠端操控與決策建議。

以杰悉科技為例,其結合物聯網與數位分身技術,開發出一套3D中央營運管理平台,以資料庫為基礎,配合3D建築模型及GIS地理資訊打造自由視角的監看管理方式,透過視覺科技、互動科技與數據分析,將感測器裝置、物聯網應用等收納於單一平台中,提供資料收集、影像分析、串連獨立系統等,實現全面且有效的空間管理。

再以救災應用為例,宜蘭消防局與杰悉科技合作,導入3D智慧消防實境管理系統,並整合救災系統。由於營業用建築均有先進行數位建模,一旦發生火警,消防局在出勤前就能事先掌握建築物的內部結構,並取得起火點位置、附近救災設備與相關能量;指揮官也能即時掌握火場內部情形,並紀錄所有消防員的救災軌跡,提高救災安全與效能。

圖2 全球數位分身應用領域

虛擬驗證有一套 工業4.0好幫手

在工業4.0領域,數位分身也被廣泛應用於智慧工廠維運管理,一方面可統一監控廠房的通風、空調、照明系統,快速識別故障並提出解決方案建議;一方面也能利用感測器監控所有機台設備與產線,即時控制生產流程和營運效能。

舉例來說,在興建智慧工廠前,如果能逐一將生產設備、機具都進行數位建模,並輸入參數在管理平台上模擬,產線運作時只要偵測到溫度過高、電壓不正

常、馬達轉速過快等任何問題,管理平台就會跳出異常警示,並對應到現場機台的位置,即刻進行處置。如此就能在中央戰情室,輕鬆透過5G在遠端管理分散在全球各地的各個工廠。

事實上,工具機業者就大量利用數位分身與虛擬驗證技術,搭配工業機器人、AI視覺辨識等應用,只要一台筆電就可在虛擬環境,進行99%相符的加工模擬、干涉檢查等,堪稱實體機台的最佳代理人。

如果將場域從單一建築、單一工廠擴大到整座城市,就是智慧城市治理的實踐。從智慧建築管理出發的工一科技,就整合了BIM、GIS、AIoT等不同數據,為城市管理者打造單一管理平台,不僅可以協同作業,且事後調閱資料也相當便利。

數位分身技術最大的價值之一,就是可蒐集過去不易蒐集的場景,例如施工中的機具、施工車輛、人流等資訊都可數據化,並且有效管理;此外,管理者還能在100%模擬的世界中,操縱並觀察任意物件,進行情境模擬與狀況分析,例如將兩棟大樓互相調換後,可評估土地面積的使用變化,或是估算需要開挖多少土方、是否會波及鄰近建物與環境等。

隨著各界日益重視節能減碳議題,數位分身技術還能透過感測器捕捉碳排放數據,評估相關活動所產生的碳足跡,並且繪製出熱點圖,讓城市管理者可以有效調整永續資源的配置,而這些來自眾多物聯網與智慧系統的洞察見解,也能讓決策者提出城市規劃發展更好的政策方案。

圖3 2020~2030年北美數位分身市場成長概況

虛擬穿搭、家具擺設 商業應用深具潛力

在商業市場,數位分身也逐步展現其應用潛力。例如在原型產品的開發階段,可透過數位分身技術來模擬及驗證不同流程,減少實際開模或物理測試的成本與時間,在虛擬環境中就可提早發現產品設計上的漏洞與潛在困難,在生成成品前加以修正改進。

消費性品牌業者也開始為客戶建立虛擬分身,讓他們能夠在現場、網站、App上試穿衣服、配件與化妝品,或者模擬室內空間想要的設計、裝潢與家具,成為虛實整合、體驗行銷中的重要一環。

例如優微視科技(ULSee)就採用3D Virtual Try-On軟體打造智慧穿衣鏡,讓消費者建立自己的虛擬人物影像,即時模擬服飾穿搭的影像,也會完整紀錄其互動紀錄,進行大數據管理與AI分析,判斷消費者的喜好,推薦更適合的服飾穿搭商品。

當然,數位分身的發展還只是在起步階段,在元宇宙勾勒的願景中,未來在現實世界中的所有人、物件或活動,在虛擬世界都可能有相對應的數位分身,在另一個鏡射空間中進行各種生活、娛樂、生產、消費與社交活動,那是一個全新的世界,也是全新的經濟體。

訂閱電子報 友善列印 字體大小:
獲取產業訊息零時差!立即訂閱電電公會電子報。