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  “中國(guó)制造業(yè)正在面臨制造業(yè)外流、地緣經(jīng)濟(jì)分裂、勞動(dòng)力成本上升等‘灰犀牛風(fēng)險(xiǎn)’，元宇宙元年之后，褪去科幻外衣的元宇宙將成為未來(lái)10-20年的科技風(fēng)口�！眱|歐智庫(kù)《2022中國(guó)工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》如是寫(xiě)道。

  實(shí)際上，在很多人眼里，工業(yè)元宇宙是“一次留給中國(guó)制造業(yè)彎道超車的歷史性機(jī)遇”，也是全球智能制造的“未來(lái)形態(tài)”。而上一個(gè)獲得“彎道超車機(jī)遇”的主體——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，在中國(guó)的發(fā)展尚不足十年。

  任何一個(gè)新物種的誕生都需要完整走完“概念層、產(chǎn)品端、產(chǎn)業(yè)化”三個(gè)階段才算是徹底成熟，工業(yè)元宇宙也是如此。

  隨著工業(yè)元宇宙相關(guān)技術(shù)的逐步成熟，對(duì)于連接進(jìn)入系統(tǒng)的主體、內(nèi)容將會(huì)越來(lái)越多。相關(guān)機(jī)構(gòu)表示，2020年，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值總體規(guī)模達(dá)到6520億元，2025年預(yù)計(jì)將達(dá)到16224億元。

  工業(yè)元宇宙作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更高級(jí)的形態(tài)，可以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)持續(xù)發(fā)力和滲透。

  TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)元宇宙將催動(dòng)全球智能制造市場(chǎng)規(guī)模于2025年達(dá)5400億美元，2021至2025年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)15.35%。

  工業(yè)元宇宙的未來(lái)固然是明亮的，但很多人依然想知道：工業(yè)元宇宙究竟給中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)什么改變？排除掉元宇宙概念帶來(lái)的虛火，工業(yè)元宇宙是否真能扛起制造業(yè)彎道超車的大旗？從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到工業(yè)元宇宙，是“扯虎皮拉大旗”，還是“順利交棒”？

  工業(yè)元宇宙帶來(lái)了什么？

  工業(yè)元宇宙的范疇遠(yuǎn)比工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)寬泛，兩者之間有很大區(qū)別。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)元宇宙的一部分，更多扮演基礎(chǔ)設(shè)施的角色，強(qiáng)調(diào)物理硬件和系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，主要負(fù)責(zé)物理現(xiàn)實(shí)世界的打通。而工業(yè)元宇宙，還要進(jìn)一步結(jié)合5G、AR、VR、AI計(jì)算機(jī)視覺(jué)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，按照元宇宙的規(guī)則重新整合。

  比如在二維互聯(lián)網(wǎng)世界中，工廠操作人員只能通過(guò)二維的數(shù)字大屏來(lái)觀測(cè)虛擬的工廠，需要鼠標(biāo)點(diǎn)擊設(shè)備、工位等才能查看實(shí)時(shí)狀態(tài)。

  而在工業(yè)元宇宙中，理想情況下，操作人員只需要帶上VR/AR設(shè)備，便能進(jìn)入到虛擬世界的工廠中，不僅體驗(yàn)更逼真，而且信息傳輸也更及時(shí)，直接輸入指令，就可以知道目標(biāo)信息。

  寶馬汽車曾用英偉達(dá)Omniverse平臺(tái)來(lái)模擬完整的工廠環(huán)境，在虛擬工廠里，生產(chǎn)線、原材料、產(chǎn)品一一對(duì)應(yīng)，甚至連物理規(guī)則都有嚴(yán)格設(shè)定。每輛車大小10GB左右，一個(gè)系統(tǒng)可同時(shí)模擬300輛車的生產(chǎn)過(guò)程。數(shù)字工廠讓全球工程師、設(shè)計(jì)師、專家等融合到一個(gè)場(chǎng)景中協(xié)作，共同從事產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、模擬等工作。

  無(wú)獨(dú)有偶，意識(shí)到工業(yè)元宇宙價(jià)值的企業(yè)不止一個(gè)。此前，微軟宣布，川崎重工已成為其工業(yè)元宇宙業(yè)務(wù)的新客戶。川崎重工計(jì)劃讓車間工人佩戴微軟HoloLens頭戴設(shè)備來(lái)輔助生產(chǎn)、維修和供應(yīng)鏈管理。據(jù)悉，目前微軟的工業(yè)元宇宙已有亨氏和波音兩家重要客戶。

  更加值得注意的是，工業(yè)元宇宙更大的意義還在于為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中被“卡脖子”的基礎(chǔ)軟件、工業(yè)設(shè)備提供更高效率、低成本的解法。

  以芯片為例，一位從事建模的業(yè)內(nèi)人員曾表示：“古時(shí)候開(kāi)個(gè)鐵匠鋪，哪里放鍋爐，哪里放鐵砧，影響不大，因?yàn)楦腻e(cuò)的成本很低。現(xiàn)在做一個(gè)芯片生產(chǎn)車間，隨便一個(gè)小改動(dòng)，現(xiàn)實(shí)環(huán)境里就是幾億元的投入�！�

  但若能在虛擬世界中模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)、規(guī)劃、生產(chǎn)、優(yōu)化的全生命周期活動(dòng)，就能避免在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)打?qū)嵉赝度脒@些成本。且等到在虛擬世界中將其余問(wèn)題解決后，現(xiàn)實(shí)世界工廠能夠只負(fù)責(zé)生產(chǎn)，這一過(guò)程大大加快了產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代的速度。

  基于此，2022年6月，西門子表示繼續(xù)與英偉達(dá)合作，將旗下Siemens Xcelerator平臺(tái)與NVIDIA Omniverse平臺(tái)結(jié)合，創(chuàng)建一個(gè)工業(yè)元宇宙，降低工廠、建筑物的運(yùn)營(yíng)成本，并加快新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的速度。

  而虛擬數(shù)字化工廠的搭建都離不開(kāi)工業(yè)元宇宙底層技術(shù)支撐。

  工業(yè)元宇宙底層技術(shù)

  億歐參與撰寫(xiě)的《元宇宙與碳中和》將元宇宙技術(shù)支撐分為六大底層技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、交互技術(shù)、電子游戲技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)算技術(shù)。這些技術(shù)融合到，將會(huì)打造出一個(gè)三維的、完全平行于現(xiàn)實(shí)社會(huì)的虛擬世界，將現(xiàn)實(shí)搬上虛擬世界將只是元宇宙的第一步。

  根據(jù)《2022中國(guó)工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》，工業(yè)元宇宙底層技術(shù)將分批次爆發(fā)，2030年以后工業(yè)元宇宙有望進(jìn)入雛形階段：底層技術(shù)突破（2022-2027）；產(chǎn)業(yè)躍升變革（2027-2032）；工業(yè)元宇宙雛形（2032-2042）。具體為：

  MR技術(shù)群：VR/AR/MR和全息投影技術(shù)在工業(yè)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地，20%的生產(chǎn)一線員工可以熟練掌握如何借助新型提高工作效率。

  算力技術(shù)群：性能計(jì)算機(jī)、智能超算中心、邊緣計(jì)算中心等實(shí)現(xiàn)低成本擴(kuò)張，運(yùn)算量約為2022年的500-800倍，且能保證高并發(fā)實(shí)時(shí)運(yùn)算需求。

  數(shù)字孿生技術(shù)群：跨企業(yè)、跨行業(yè)的數(shù)字孿生術(shù)語(yǔ)、架構(gòu)和模型等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)成熟且落地，從產(chǎn)品到設(shè)備、產(chǎn)線、工廠實(shí)現(xiàn)全要素?cái)?shù)字孿生，且與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)。

  AIoT技術(shù)群：在邊緣智能計(jì)算優(yōu)化的基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的工業(yè)大數(shù)據(jù)解決方案實(shí)現(xiàn)推廣復(fù)制。

  區(qū)塊鏈：一方面，區(qū)塊鏈性能不足核心技術(shù)瓶頸得以突破，另一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)不斷適配工業(yè)分布式協(xié)作場(chǎng)景，工業(yè)元宇宙經(jīng)濟(jì)體系初步建立。

  計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)與行業(yè)Know-how相結(jié)合實(shí)現(xiàn)深度融合，物聯(lián)網(wǎng)感知層數(shù)據(jù)借助3D建模軟件等轉(zhuǎn)化為海量實(shí)時(shí)的3D可視化內(nèi)容。

  工業(yè)元宇宙場(chǎng)景中，虛擬信息和現(xiàn)實(shí)信息難以完全分離，呈現(xiàn)“實(shí)中有虛、虛中帶實(shí)”的特點(diǎn)。據(jù)此，億歐智庫(kù)認(rèn)為，考慮到場(chǎng)景需求相關(guān)性和設(shè)備替換成本，3至5年內(nèi)，MR設(shè)備是最適合工業(yè)元宇宙的交互終端，當(dāng)然不排除部分場(chǎng)景中VR、AR設(shè)備滲透率更高。

  目前，MR硬件和軟件都已有相對(duì)成熟的產(chǎn)品和落地案例，未來(lái)要在工業(yè)元宇宙中實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模應(yīng)用，技術(shù)改進(jìn)方向主要包括視場(chǎng)角、光學(xué)顯示、人機(jī)交互，以及提高設(shè)備穩(wěn)定性、安全性、降低硬件成本以適應(yīng)工業(yè)場(chǎng)景特點(diǎn)等。

  此外，算力是工業(yè)元宇宙運(yùn)行的基礎(chǔ)，支撐著運(yùn)維、虛擬內(nèi)容創(chuàng)作、用戶體驗(yàn)等一切行為，算力技術(shù)成熟階段能滿足工業(yè)元宇宙設(shè)備無(wú)限量接入、時(shí)延趨近于零的要求。

  中國(guó)劉韻潔在2022年全球6G技術(shù)大會(huì)上表示，元宇宙相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要依靠超強(qiáng)算力，AR/VR、區(qū)塊鏈、Al分別需達(dá)到3900EFLPOS、5500EFLPOS，以及6000EFLPOS級(jí)別算力，以提供連續(xù)長(zhǎng)周期、突發(fā)短周期智能服務(wù)。

  億歐智庫(kù)估算，全球算力規(guī)模已基本滿足元宇宙0.9的運(yùn)行需求，從中國(guó)各行業(yè)算力應(yīng)用分布來(lái)看，制造業(yè)算力占比僅4%，主要因?yàn)橹袊?guó)制造業(yè)整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度較低，企業(yè)缺乏動(dòng)力自建算力，因此，短期內(nèi)發(fā)展工業(yè)元宇宙還需要普惠型公共算力基礎(chǔ)設(shè)施的支持。

  尾聲

  實(shí)際上，元宇宙在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都是處于概念階段。業(yè)界普遍預(yù)計(jì)，相關(guān)技術(shù)至少還需要10到20年的積累才能逐漸實(shí)現(xiàn)元宇宙產(chǎn)業(yè)雛形。中信證券都無(wú)奈表示，“當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)很難給出元宇宙的短期受益投資標(biāo)的”。

  這也讓很多人對(duì)工業(yè)元宇宙也持有保留意見(jiàn)，但在眾人觀望的同時(shí)，并不妨礙頭部企業(yè)“以身試險(xiǎn)”。

  2020年以來(lái)，多家公司涉足并持續(xù)深入布局工業(yè)元宇宙，當(dāng)前國(guó)內(nèi)不少企業(yè)正在向智能制造靠攏，高度依靠全自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)的手機(jī)行業(yè)是其中的典型之一。比如小米智能工廠一期已經(jīng)下線生產(chǎn)，二期工廠也將預(yù)計(jì)2023年底開(kāi)始投入生產(chǎn)。此外，國(guó)內(nèi)汽車廠商吉利汽車從新車設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)、試產(chǎn)驗(yàn)證等都已大量使用賽博物理系統(tǒng)，大大縮減了新車研制的周期。

  億歐智庫(kù)表示，未來(lái)1-3年，工廠三維可視化場(chǎng)景和跨空間多人協(xié)作類場(chǎng)景需要重點(diǎn)把握，場(chǎng)景痛點(diǎn)將驅(qū)動(dòng)技術(shù)持續(xù)突破。

  其中，三維可視化可以實(shí)現(xiàn)信息的高效精準(zhǔn)傳遞，使更多生產(chǎn)一線員工接觸到工業(yè)數(shù)據(jù)，并且更加直觀地了解隱性數(shù)據(jù)，快速分辨出“有用的”和“沒(méi)用的”數(shù)據(jù)，促進(jìn)數(shù)據(jù)有效利用。

  此外，疫情因素催化下，大批工業(yè)企業(yè)被迫停工，遠(yuǎn)程協(xié)作逐漸成為剛需，員工借助XR眼鏡解放雙手，在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行沉浸式協(xié)助有望成為效率、效果的工作方式之一。

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