微軟、聯想等巨頭們爭相布局的工業元宇宙究竟是什么 爲何它值得被追捧？

發表於 2022-11-16 20:38 作者： 元宇宙之心

衆所周知，工業是國民經濟的主體。近五年來，作爲我國工業發展關鍵支撐的工業互聯網已經取得了顯著的成績。

因此，工業的發展必須適應新時代的發展，我國工業互聯網必須進一步走上新的道路。

近日，工業元宇宙協同發展組織在京正式成立。會議通過了工業元宇宙協同發展組織章程和組織機構，並發布《工業元宇宙創新發展三年行動計劃（2022-2025年）》。

計劃提出3年實現“三個100”的目標，着力推動工業元宇宙的技術儲備、標准研制、應用培育和生態構建全方位健康發展。

通過創新能力提升、支撐體系健全、融合賦能深化、產業生態健壯四項行動，提供成功落地案例，建設創新中心，打造工業元宇宙標杆應用，並推動建設一批“工業元宇宙+垂直行業”的工業元宇宙开放平台。

作爲工業互聯網2.0的智慧工業互聯網系統，工業元宇宙正成爲工業領域對新科技技術發展和產業對於新發展方向思考與實踐的熱點。

那么，“異軍突起”的工業元宇宙究竟是什么？隨着技術發展，它又將被應用在哪些場景？人們將要面對的工業元宇宙究竟是機遇還是挑战？

什么是工業元宇宙？

元宇宙是一種技術的集合，它基於互聯網而生，是高度發展的數字信息產物。

目前元宇宙主要面向兩個方向進行布局，一個是线下場景的數字化，主要體現在消費互聯網領域的社交和娛樂上，另一個是產業和工業的數字化轉型需求，也就是工業元宇宙。

從技術層面來講，工業元宇宙以邊緣計算、雲計算搭建框架，新一代的AI技術驅動工業元宇宙中全產業鏈、全要素鏈、全價值鏈聯結，並促進了新信息通信技術與新工業技術融合，實現了全系統虛擬化、服務化，從而實現以用戶爲中心的虛實融合的智慧共享服務。

從應用場景來看，工業元宇宙是元宇宙在工業領域的落地與拓展，是新型工業數字空間、新型工業智慧互聯網系統、數字經濟與實體經濟融合發展的新型載體。

它借助了全新的融合技術，實現工業領域中人、實體工業鏈與虛擬空間的交互，提供智慧資源與產品，從而賦能現實產業發展。

工業元宇宙技術是五維的技術體系群，包括整體框架、支撐技術、安全技術、標准技術和工業軟件，且都處在不斷演進與發展的階段。在這個體系下誕生了工業元宇宙六大熱點技術：

• 工業數字孿生

工業數字孿生是工業系統的數字化鏡像，它爲工業元宇宙提供虛擬交互、虛實協同技術支撐，仿真反映相對應的工業實體系統的全生命周期過程，是產品、產業鏈仿真、預測、優化、執行的重要技術手段。

• 工業智能

工業智能是工業元宇宙的智能引擎和場景生成器，基於深度學習、知識圖譜、邊緣智能和新智能科學技術，爲工業元宇宙塑造豐富的虛擬場景，生成隨機內容和事件，實現“三鏈”的集成、協同與拓展。

• 工業靈境

工業靈境是工業從業者廣泛接入工業元宇宙的核心使能。工業靈境具有信息感知、意識交互和視覺輸出的特點，爲工業元宇宙提供語音識別、計算機視覺、腦機接口、VR、AR等基礎支持。

• 工業區塊鏈

工業區塊鏈是工業元宇宙去中心化經濟體系和工業價值實現的底層邏輯，作爲一種分布式账本，它爲工業元宇宙去中心化的運作方式提供了充分保障。

除此之外，基於區塊鏈的NFT以及標識解析技術，爲產品的版權和構建價值鏈的數字替身都起到了不可取代的作用。

• 工業網絡

工業網絡是工業元宇宙實現隨時隨地高效普適接入的關鍵基礎設施，其主要以分布式雲、服務定制骨幹網和數據中心組成，通過5G/6G、雲計算、邊緣計算、AI計算等技術實現網絡計算存儲一體化、廣域網絡服務化、數據中心網絡總线化。

• 工業元宇宙平台及先進計算

工業元宇宙平台及先進計算是構建工業元宇宙系統的核心支撐服務。

其平台技術由智慧雲端平台和智慧邊緣處理平台構成，爲工業提供雲服務、應用領域支撐服務；先進計算技術包含算力、算法、算據以及“計算+”四大部分技術群，面向工業元宇宙需求的先進計算系統，如AI計算、量子計算，是先進計算技術與產業的研究新課題。

以上六大技術相互滲透，共同構造出了工業元宇宙的技術與產業生態。

工業元宇宙發展到什么階段了？

自工業元宇宙的概念以及政策推出後，受到了各方積極響應，在共同努力下，我國工業元宇宙發展取得了顯著成效，其在網絡基礎、平台中樞、數據要素以及安全保障領域發揮了重要作用。

目前工業互聯網基礎設施質量正在不斷提升，新模式、新業態布局範圍愈加廣泛，產業綜合實力明顯增強。

我國相關指導文件指出，2021-2023年是我國工業互聯網的快速成長期，爲了促進工業互聯網革新發展，推動工業化和信息化在更高層次上融合發展，我國工業元宇宙必須沿着新型基礎設施、融合應用、技術創新能力、產生發展生態以及安全保障能力這五個方向着力。

同時，工業領域裏有大量相關的工業軟件、系統、互聯網平台，步入元宇宙時代後的這些軟件、系統、平台也將踏上一個新台階。

因此，工業元宇宙也可以按照工業管理模式將主要發展技術劃分成四類，分別爲技術類、設備及生產類、經營類和綜合類。

目前，工業元宇宙應用主要分爲以下幾個類別：

• 設備級應用——設備數字孿生

設備數字孿生技術支持設備遠程預測性維護，爲裝備生產廠家提供“賣產品到賣服務”轉型。該項技術已成功運用至瑞松科技機器人、重慶軌道交通工業智能維護等落地方案。

此項應用不僅大幅減少人力成本，降低設備故障，而且實現了部分故障遠程調控，增加了用戶粘性。

• 產業級應用——熱處理工藝數字孿生

熱處理工藝數字孿生進一步優化了工藝過程與整體產品質量。例如，制造企業、熱處理爐工廠正在投入使用熱處理工藝數字孿生技術，實現了5G+VR遠程巡檢，模擬做工流程，適時調整爐內參數，使得全過程可視化，大幅度降低了作業風險和產品報廢率。

• 工廠級應用——數字孿生驅動的黑燈工廠

工廠將滿足多品種、小批量柔性化生產模式，節能減排綠色電力，可視化打造智慧虛擬電廠，其通過協調控制、智能計量等不同類型的分布式能源，加以協調優化運作，達到資源的優勢配置和使用，並作爲一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。

• 產業鏈級應用——構建產業級數字大腦

使能服務產業鏈治理與供應鏈優化，做到產業鏈、供應鏈管理實時、准確、可控、可調；帶動上下遊企業全面復工達產；提升產業鏈水平，助力企業推進供應鏈轉型，提高企業應變和協同能力。

• 研發階段應用——虛擬研發衆包

設計師和用戶可以在工業元宇宙虛擬協同制造產品，並根據實時反饋進行設計迭代。

• 生產階段應用——生產性物流規劃仿真與產品質量控制

生產性物流規劃仿真通過工業元宇宙相關技術能實現物流全過程自動感知，生成精確的調度方案，提高生產效率；質量工作人員可以通過VR、AR等工業元宇宙技術進行產品質量評估和優化。

• 管理階段應用——虛擬企業

企業信息可以通過工業元宇宙實現數字化，並與物理企業聯結起來，虛擬結合的企業架構將更有利於多方的協同和管理。

• 銷售階段應用——數字產品試用

涉及到人機交互的商品可以通過數字化與虛擬人進行試用，用戶可以憑此判斷操作性同時進行實時反饋完成優化動作。

• 試用階段應用——虛擬實訓

工業元宇宙爲所有工業設備的培訓提供了可以反復學習的沉浸式虛擬培訓，增加交互並減少實訓設備成本。

元宇宙作爲一種新理念和新技術，正成爲科技領域對技術發展競相探討和實踐的熱點。而工業元宇宙作爲元宇宙技術在工業領域的落實與拓展，使現實的物理世界和虛擬的數字世界緊密結合。

如今，發展萬物智聯的智慧工業互聯網新需求已然推動工業元宇宙從概念階段發展到需求的落地階段。

由此可見，工業元宇宙有潛力在數字和物理領域爲制造商提供真正的附加值和優越性。那么，全球範圍內又有哪些企業率先關注到工業元宇宙賽道並开始積極布局相關應用？

哪些企業在關注工業元宇宙？

元宇宙的潛在價值以及市場規模龐大，沉浸式的應用場景爲消費者帶來了全新的體驗，科技巨頭和創新企業紛紛搶佔消費元宇宙新陣地。

此外，隨着制造工廠的高度數字化，以及工業物聯網、數字孿生等基礎的逐步完善，企業們又將工業元宇宙視爲新的着力點。

據TrendForce集邦咨詢數據顯示，工業元宇宙將推動全球智能制造市場規模於2025年達5400億美元。工業元宇宙勢頭持續增長，那么有哪些企業涉足並且深入布局了工業元宇宙？

今年5月，微軟宣布日本的川崎重工成爲他們“工業元宇宙”的新客戶，HoloLens頭顯將對工廠的工人在生產、維修和管理供應鏈等方面提供幫助，同時該設備還能夠幫助生產機器人。

HoloLens於2016年首次推出，通過將數字圖像疊加在真實世界的環境中來讓佩戴者體驗增強現實。對於微軟的工業元宇宙來說，這意味着將該公司的許多技術如雲計算、Azure Percept結合在一起，以幫助工廠工人和管理人員更快、更有效地構建產品。

這個想法是爲了創建微軟所謂的工作空間“數字孿生”，這可以加快維修和啓動新生產线等過程。

此前微軟還宣布與卡夫亨氏達成協議，通過使用自動化運營和在线復制該公司的生產設備，來幫助其供應鏈的穩定高效。

例如，零售商下訂單後，團隊需要有人查看訂單以及提醒倉庫配貨等一系列步驟，但在微軟的幫助下，公司能夠通過虛擬場景來解決問題，卡夫亨氏可以自動執行這些步驟，加快產品流程。

不只是川崎重工和卡夫亨氏，博世、比利時的百威英博、現代汽車集團、丹麥的諾和諾德都已部署微軟Azure數字孿生。諸多案例都表明工業元宇宙在企業供應鏈優化上發揮了重要作用。

11月9日，2022聯想創新科技大會开幕，聯想集團首席執行官楊元慶稱，聯想是全球啓動工業元宇宙开創性研究最早的企業，把虛實映射、虛實疊加、虛實聯動等技術應用於生產、維修等各種環節，提升產業智能化水平。

以電力行業的工業元宇宙爲例，聯想打造了虛實融合的工業元宇宙解決方案，解決了電力巡檢中過程中巡檢工人遇到的安全風險，以及電力設施維護成本高昂等難點。

在聯想看來，元宇宙能夠將虛實兩個世界的信息進行整合和相互增強，進而實現1+1>2的效果。

工業用例已經在元宇宙中建立起來，數字孿生、虛實融合可能是當前工業元宇宙的核心，但我們仍需要更強大的人工智能、更高的算力和更先進的虛擬現實技術，以繼續探索和構建更加成熟的工業元宇宙。

工業元宇宙爲何值得關注？

面對衆多企業紛紛下注工業元宇宙，作爲喫瓜群衆的我們難免好奇這背後究竟反映出了什么，以及爲何工業元宇宙开始備受追捧？

• 科技企業亟待新的突破口

首先，關注工業元宇宙的企業大多都是像微軟、聯想、華爲這樣的巨頭型企業，而這背後反映出的是他們從原本熟悉的領域开始跨越尋找新的增長點，就像所謂的“第二增長曲线”一樣，工業元宇宙可能是他們亟待尋找的另一個突破口。

正如Unity中國總裁兼首席執行官張俊波在最近的大會上分享的觀點一樣，“最早能實現元宇宙的場景應該是有經濟效益的地方，也就是工業元宇宙與企業元宇宙”，側面印證了大型科技企業紛紛布局元宇宙的誘因。

畢竟當元宇宙距離普通用戶還很遙遠的時候，工業元宇宙可能已經爲企業發展埋下了希望的種子。

• 制造業需要“新鮮血液”

當我們談論過去幾年制造業的發展時，總會以“智能制造”或者“工業4.0”來描繪，不過故事到了現在，制造業同樣需要尋找更好的契機，這也是爲什么工業元宇宙突然火熱起來的原因。

畢竟工業元宇宙可以爲制造業帶來更加真實的體驗感，產品設計者也能創造出更加貼近用戶使用習慣的工業制品。

同時隨着數字孿生的出現和普及，工業制造的效率會大大提升，它會讓時間和空間在工廠中進一步被磨平，讓制造端與消費者的距離被拉近，從而帶來全新的交互體驗。

而工業元宇宙對制造業來說更像一次升級，將產品生產、產品流轉和產品售賣的流程進一步優化，這在很大程度上爲制造業帶來了新的方向，相比於“4.0”的廣闊，工業元宇宙似乎更貼近現實許多。

• 工業元宇宙符合數字經濟主旋律

最後，當企業供給端（元宇宙技術提供方）和企業需求端（制造企業）互相融合時，便構成了另一個更加宏大的主題——數字經濟。

在《全球數字經濟白皮書（2022年）》中顯示，2021年，全球47個主要國家數字經濟增加值規模達到38.1萬億美元。

其中，中國數字經濟規模達到7.1萬億美元，位居世界第二；美國數字經濟蟬聯世界第一，規模達到15.3萬億美元。

從這個簡單的統計數據可以看出，我國數字經濟依然有不少增長空間。如果加上市場仍然會共同增長的前提條件，那么未來5-10年，至少是10萬億美金的市場。

因此，當工業元宇宙裹挾而來時，其實也是數字經濟撲面而來。

所以，工業元宇宙的火熱可能並不是企業家們拍腦袋的問題，而是宏大敘事裏的一個重要環節，必然會引得衆多科技企業入局。

工業元宇宙發展面臨哪些難題？

不過客觀來說，入局歸入局，問題依舊是問題。

工業元宇宙從概念的提出到如今成爲一個較爲流行的詞匯，可能也就短短2年時間，2年對於一個行業發展來說是非常早期的階段，甚至可以說還不成規模，因此免不了還有不少障礙需要跨越。

首先，就工業元宇宙的供給端來說，目前的產品大多還是實驗階段，尤其是國內工業元宇宙的布局，因爲數字化的緩慢，很難做到全方位的數字孿生，畢竟沒有真實數據的支持，工業元宇宙的實現程度會被大大減弱。

其次，對需求端來說，大部分制造企業還停留在較爲原始的生產方式上，這點反而需要工業互聯網的接入來打好基礎，否則快進到工業元宇宙只會出現“還沒學會走路，就要奔跑”的節奏。

然後，回到元宇宙行業本身來說，不管是技術還是接受度都還處於早期，工具集依然還不完善，諸多企業的效用可能還需要時間來檢驗，因此並不適合企業的大範圍普及。

通過上面的描述，我們會發現工業元宇宙還面臨着不少問題，但回歸本質來說，其發展脈絡與任何新興技術都一樣，既需要企業努力實踐，也需要市場緩慢接受。

而現在我們正處於這樣的時刻，所以也必然會出現質疑與肯定這兩種聲音，但這才是市場真實的體現。

盡管工業元宇宙還被認爲是企業增長的又一噱頭，但這正如早年“互聯網+”一樣，當概念出現時，我們除了批評，更重要的是找到背後的真實價值，畢竟在過去20年的互聯網發展進程中，玩概念實在是充滿太多鄙夷。

最後，我們還是回到“第一性原理”來描述工業元宇宙的當下與未來，引用一句知名科技評論“我們總是高估了某項技術當下的影響力，而往往低估了它的長期影響力”。

或許對於工業元宇宙來說，這是目前最好的描述，畢竟沒人知道或者能准確描述清楚未來工業元宇宙能走向何方。

當然，對於瞄准工業元宇宙的企業來說，我們不要去看它說什么，而要去觀察它在做什么，假以時日，才能看到企業的發展，也才能看到行業的推進。

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