作者：Curt Schwaderer，Brandon Lewis，Doug Migliori

Gartner將元界定義為“由虛擬增強的物理和數(shù)字現(xiàn)實融合而成的集體虛擬開放空間。它在物理上是持久的，并提供增強的沉浸式體驗。IDC將元宇宙定義為當今互聯(lián)網(wǎng)的演變，它利用移動設備、增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實耳機以及下一代網(wǎng)絡來創(chuàng)建具有強烈存在感的持續(xù)和持續(xù)的用戶體驗。

兩者都不準確。然而，兩者都沒有準確地描繪出元宇宙的深度、規(guī)模和潛力，超越了它目前的、新生的形式，也沒有描繪出它的價值超越了基本的人類娛樂，作為解決世界上一些最緊迫、最復雜問題的方法。

事實上，元宇宙代表了一個巨大的范式轉(zhuǎn)變，有望重新定義我們?nèi)绾瓮ㄟ^技術(shù)解決問題。應用其概念的最早和最大的機會在于行業(yè)，領(lǐng)先的組織已經(jīng)在利用元宇宙的構(gòu)建塊 - 無論他們是否知道 - 在數(shù)字孿生體的部署中，有朝一日將形成構(gòu)成整個虛擬世界的系統(tǒng)系統(tǒng)。

這是涵蓋工業(yè)元宇宙和數(shù)字孿生技術(shù)、應用、當前行業(yè)活動和標準潛力的系列文章中的第一篇。我們鼓勵您關(guān)注本系列，發(fā)表評論并提出問題。參與和協(xié)作至關(guān)重要，因為我們踏上了可能是技術(shù)史上最重要的轉(zhuǎn)折點。

變革的當務之急

人類已經(jīng)走過了漫長的道路。自互聯(lián)網(wǎng)發(fā)明以來，我們的全球社會取得了巨大的經(jīng)濟和社會進步。我們可以通過單擊按鈕從字面上了解任何內(nèi)容。我們可以為每平方英畝更多的人提供食物，治愈更多的疾病，在一天內(nèi)環(huán)游世界，并與世界上任何地方的任何人從我們的家中進行交流。

與這些令人印象深刻的進步形成鮮明對比的是，人們意識到發(fā)生了多少浪費。IBM全球商業(yè)服務公司2010年的一份執(zhí)行報告指出，全球超過50%的食品供應從未提供給消費者。每年使用的所有水的35%因農(nóng)業(yè)管理不善而浪費。每年產(chǎn)生的電力中有25%從未被消耗掉。僅在美國，道路擁堵和糟糕的基礎(chǔ)設施布線問題每年就浪費了足夠的原油，足以滿足德國和荷蘭兩年的全部需求。

到目前為止，給定領(lǐng)域（例如基礎(chǔ)設施）的進步是在自己的上下文中設計，部署和推進每個系統(tǒng)的結(jié)果 - 幾乎沒有考慮該系統(tǒng)作為我們?nèi)蛏鐣囊徊糠秩绾蜗嗷プ饔?。今天的挑?zhàn)——充足的食物、清潔水供應、能源短缺、氣候變化——無法通過同樣的孤立方法來解決。這些挑戰(zhàn)受到許多系統(tǒng)和行業(yè)的影響，需要在單個系統(tǒng)內(nèi)進行多項改進。

新的思維方式對于解決這些挑戰(zhàn)至關(guān)重要。

系統(tǒng)系統(tǒng)方法

IBM的報告將我們的世界視為一個復雜的“系統(tǒng)系統(tǒng)”，每個系統(tǒng)都以各種方式與其他系統(tǒng)進行交互?？偟膩碚f，這個系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成了我們國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的100%。

IBM的報告得出結(jié)論，這些系統(tǒng)不僅僅是相互關(guān)聯(lián)的，它們彼此高度依賴。效率低下不僅在于每個系統(tǒng)，還在于這些系統(tǒng)的相互關(guān)系。

多年來，我們一直在提高效率并清除系統(tǒng)中的廢物。然而，當在一個系統(tǒng)內(nèi)確定目標和目的時，它可能導致其他相關(guān)系統(tǒng)內(nèi)的效率降低到浪費總體凈增加的程度。

例如，如果兩家非競爭制造商在美國彼此靠近，并且各自優(yōu)化了自己的物流系統(tǒng)以將產(chǎn)品運往海外，則交付這些產(chǎn)品的運輸系統(tǒng)可能會以未使用的容量運行次優(yōu)。

如果這些跨域物流系統(tǒng)能夠連接和共享信息，它們就可以共享相同的運輸服務，以提高整體產(chǎn)能利用率，從而減少燃料消耗、污染和交通擁堵，同時降低自己的運輸成本——這對所有利益相關(guān)者來說都是一個積極的結(jié)果。

挑戰(zhàn)不僅僅是技術(shù)或后勤方面的。這個例子表明，我們最大的挑戰(zhàn)是克服我們運營的當前思維方式。我們的計劃是在我們的領(lǐng)域內(nèi)以最高效率實現(xiàn)短期目標，而不考慮更大的后果。

我們今天面臨的挑戰(zhàn)不能通過繼續(xù)在企業(yè)或系統(tǒng)級別進行優(yōu)化來解決 - 只有通過對所有系統(tǒng)進行全面，協(xié)調(diào)和持續(xù)的努力才能解決。

利用元宇宙

元宇宙代表了通過采用系統(tǒng)中的系統(tǒng)方法來解決復雜問題的機會。從全球角度來看，Metaverse中每個系統(tǒng)的目標都可以與提高整體效率和可負擔性以及減少浪費相關(guān)聯(lián)。單個系統(tǒng)內(nèi)的積極或消極變化與對系統(tǒng)系統(tǒng)的整體影響相平衡。

這是我們解決受許多相關(guān)系統(tǒng)影響的復雜問題的唯一方法。

本系列重點介紹元宇宙的工業(yè)和經(jīng)濟方面，以及使用元宇宙和數(shù)字孿生技術(shù)如何幫助建模和完善系統(tǒng)，評估對其他系統(tǒng)的相關(guān)影響，并預測對全球系統(tǒng)系統(tǒng)的整體影響。

當然，實現(xiàn)這一目標的唯一方法是，這些系統(tǒng)能夠在域內(nèi)和跨域相互操作。

系統(tǒng)互操作性的七大原則

幸運的是，組織已經(jīng)開始朝著這些目標努力。例如，數(shù)字孿生體聯(lián)盟采用了系統(tǒng)級系統(tǒng)的方法，并通過基于以下關(guān)鍵概念定義“系統(tǒng)互操作性框架”奠定了重要的基礎(chǔ)：

以系統(tǒng)為中心的設計。將產(chǎn)品和應用程序設計為系統(tǒng)類型，簡化了它們實時連接和交互以形成動態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)的能力。

普通元模型。當所有系統(tǒng)共享一個通用的元模型來封裝功能、目的和接口時，它們就變得本質(zhì)上是可互操作的。

整體信息流。用于整體理解和最佳決策的信息可以跨多個領(lǐng)域產(chǎn)生，并且必須共享和理解。

有狀態(tài)交互。每個系統(tǒng)的狀態(tài)表示信息，狀態(tài)的變化反映在系統(tǒng)之間交換的信息中。

聯(lián)合存儲庫。信息必須持久化，并在需要時復制，以便做出最佳決策，而不能局限于集中式存儲庫。

可操作信息。共享信息必須符合上下文、可信、有彈性且經(jīng)過讀取優(yōu)化，以便對系統(tǒng)之間的狀態(tài)變化做出及時和適當?shù)姆磻?/p>

可擴展的機制。嵌入在每個系統(tǒng)中的通用互操作性機制必須設計簡單，才能從兩個系統(tǒng)之間的單個連接和交互擴展到復雜的全球生態(tài)系統(tǒng)中分布式、自主和異構(gòu)系統(tǒng)的動態(tài)聯(lián)盟。

該框架的一個關(guān)鍵目標是幫助統(tǒng)一高價值、多供應商服務的新興生態(tài)系統(tǒng)，這些服務可以無縫插入到多維、可互操作的系統(tǒng)系統(tǒng)中。更具體地說，它為構(gòu)建可互操作的數(shù)字孿生體的交互式生態(tài)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

要使這些全球體系中的所有利益相關(guān)者達成共識，首先要使用通用術(shù)語并就基本原則達成一致。這不是一項小任務，但聯(lián)盟的系統(tǒng)互操作性框架代表了使系統(tǒng)之系統(tǒng)心態(tài)成為現(xiàn)實的分水嶺時刻。

所有貢獻者在元宇宙中理解和構(gòu)建可互操作的雙胞胎，將允許組成優(yōu)化的協(xié)作系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以以積極的方式改變世界，而無需盲目地實現(xiàn)基于未經(jīng)證實的假設的良好意圖系統(tǒng)。

前所未有的機遇

展望未來，我們對成功的定義不能在系統(tǒng)組件的縮影中。我們都必須改變我們的思維方式——短期思維和孤立的優(yōu)化不能決定我們的未來。對擬議的系統(tǒng)優(yōu)化及其對其他系統(tǒng)的積極或消極影響的分析必須在我們心中根深蒂固。我們必須利用工業(yè)元宇宙和可互操作的數(shù)字孿生體，為最棘手的世界問題實現(xiàn)突破性的解決方案。

工業(yè)元宇宙代表了歷史上最大的范式轉(zhuǎn)變。采用者有機會推動我們的世界向前發(fā)展，否則最終面臨滅絕的風險。

審核編輯：郭婷