工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布《工業(yè)元宇宙白皮書(shū)》,。

　　一、工業(yè)元宇宙概述

　?。?一 ） 元宇宙基本內(nèi)涵

　　關(guān)于元宇宙目前尚無(wú)完全統(tǒng)一定義,，通常來(lái)說(shuō)元宇宙 是指利用科技手段創(chuàng)造的與現(xiàn)實(shí)世界映射交互的虛擬世界，在此基礎(chǔ)上形成具備新型社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的數(shù)字生活空間,。綜合元宇宙相關(guān)定義和釋義,，可以將元宇宙看作是基于多種信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，沉浸式,、自主化,、虛實(shí)融合的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)空間，是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)價(jià)值重構(gòu),，身份資產(chǎn)化,、內(nèi)容價(jià)值化、開(kāi)放互通的虛擬經(jīng)濟(jì)體系,，是基于現(xiàn)實(shí)世界社會(huì)活動(dòng)與人際關(guān)系時(shí)空深度延伸的新型網(wǎng)絡(luò)社會(huì),。元宇宙利用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈,、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字拓展,，可完成對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的空間延伸,、時(shí)間延伸和價(jià)值延伸。元宇宙概念示意如圖 1 所示,。

圖 1 元宇宙概念示意

　　1,、元宇宙概況

　　通常認(rèn)為元宇宙概念來(lái)源于 1992 年科幻作品《雪崩》 中提到的“Metaverse”,。2021 年是元宇宙的元年，3 月份隨著元宇宙概念第一股 Roblox 上市,，元宇宙開(kāi)始進(jìn)入公眾視野,，國(guó)外臉書(shū)、微軟,、英偉達(dá)等科技公司紛紛布局相關(guān)領(lǐng)域,，國(guó)內(nèi)騰訊、字節(jié)跳動(dòng),、百度等公司也緊隨其后,，10 月份，臉書(shū)正式改名為 Meta 徹底擁抱元宇宙,，使得全球范圍內(nèi)掀起了關(guān)注元宇宙發(fā)展的熱潮,。自此以后，世界各國(guó)開(kāi)始在擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),、人工智能等元宇宙重要的領(lǐng)域開(kāi)展了布局,，政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略等方面也有所傾斜。

　?。?）主要政策

　　國(guó)外,，主要國(guó)家在元宇宙技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展,、政策監(jiān)管等方面進(jìn)行了積極布局,。在技術(shù)研發(fā)上，韓國(guó)重點(diǎn)關(guān)注元宇宙城市,、虛擬數(shù)字人,、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)等方向,，且給予資金支持，2021 年 5 月,，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部發(fā)起成立包括現(xiàn)代,、SK 集團(tuán)等 200 多家韓國(guó)本土企業(yè)和機(jī)構(gòu)的“元宇宙聯(lián)盟”，專注元宇宙探索,。法國(guó)在數(shù)字資產(chǎn),、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)等方向積極展開(kāi)探索，成立配備虛擬實(shí)現(xiàn)工業(yè)中心位于西部盧瓦爾河大區(qū)的智能工廠創(chuàng)新科研中心,，擬通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)展新型工廠設(shè)計(jì),、新機(jī)器監(jiān)測(cè)、人體工學(xué)研究以及員工虛擬培訓(xùn)等研究,。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展上,，2021 年 7 月，韓國(guó)公布《數(shù)字新政 2.0》推出數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)業(yè)培育支援計(jì)劃,，共投資 2024 億韓元,，其中投資擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)內(nèi)容開(kāi)發(fā)、數(shù)字內(nèi)容開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)共計(jì) 760 億韓元,。2021 年 11 月 3 日,，首爾市長(zhǎng)提出首爾愿景 2030 計(jì)劃，計(jì)劃投資 30 億韓元建設(shè)元宇宙首爾,，涵蓋包括經(jīng)濟(jì),、教育、旅游,、通信,、城市、行政和基礎(chǔ)設(shè)施 7 個(gè)領(lǐng)域,。韓國(guó)產(chǎn)業(yè)界對(duì)元宇宙關(guān)注度極高,，主要側(cè)重于元宇宙平臺(tái)、虛擬人,、VR 等方 面,，并初步形成了游戲、虛擬偶像,、虛擬世界等領(lǐng)域應(yīng)用,。2021 年 7 月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《關(guān)于虛擬空間行業(yè)未來(lái)可能性與課題的調(diào)查報(bào)告》,，報(bào)告認(rèn)為,，政府應(yīng)著重防范和解決“虛擬空間”的法律問(wèn)題，并對(duì)跨國(guó),、跨平臺(tái)業(yè)務(wù)法律適用條款加以完善,；政府應(yīng)與業(yè)內(nèi)人士制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針,，并向全球輸出此類規(guī)范。2021 年 12 月,，成立元宇宙的業(yè)界團(tuán)體“ 一般社團(tuán)法人日本元宇宙協(xié)會(huì)”,，啟動(dòng)市場(chǎng)構(gòu)建，力爭(zhēng)使日本成為元宇宙發(fā)達(dá)國(guó)家,。

　　2022 年 4 月,，日本成立面向應(yīng)用推進(jìn)研究和規(guī)則完善的“元宇宙推進(jìn)協(xié)議會(huì)”。在政策監(jiān)管上,，2021 年 10 月,，美國(guó)出臺(tái)《政府對(duì)人工智能數(shù)據(jù)的所有權(quán)和監(jiān)督法案》，要求對(duì)人工智能系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù),，特別是面部識(shí)別數(shù)據(jù),， 進(jìn)行監(jiān)管。2022 年 3 月 9 日,，美國(guó)總統(tǒng)簽署“關(guān)于確保數(shù)字資產(chǎn)負(fù)責(zé)任發(fā)展”的行政命令,，要求各部門(mén)通力合作，就數(shù)字資產(chǎn)展開(kāi)相關(guān)研究,。2022 年 4 月和 7 月,，歐盟分別通過(guò)了《數(shù)字服務(wù)法》和《數(shù)字市場(chǎng)法》，重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)容安全,、保護(hù),、個(gè)人隱私安全以及惡性競(jìng)爭(zhēng)等關(guān)鍵問(wèn)題。

　　國(guó)內(nèi),，元宇宙產(chǎn)業(yè)也獲得了廣泛的重點(diǎn)關(guān)注,。2021 年 12 月，中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站發(fā)布《元宇宙如何改寫(xiě)人類社會(huì)生活》,，提出要“理性看待元宇宙帶來(lái)的新一輪技術(shù)革命和對(duì)社會(huì)的影響,，不低估 5-10 年的機(jī)會(huì)，也不高估 1-2 年的演進(jìn)變化”,。2022 年 1 月,，工信部召開(kāi)中小企業(yè)發(fā)展情況發(fā)布會(huì)，提出要注重培育一批深耕專業(yè)領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全,、智能傳感器等方面的“小巨人”企業(yè),，培育一批進(jìn)軍元宇宙、區(qū)塊鏈,、人工智能等新興領(lǐng)域的創(chuàng)新型中小企業(yè),。此外,，工信部工業(yè)文化發(fā)展中心于 2022 年 10 月發(fā)布的《工業(yè)元宇宙三年行動(dòng)計(jì)劃（2022-2025 年）》，以及工信部,、教育部等五部委 2022 年 11 月聯(lián)合發(fā)布的《虛擬現(xiàn)實(shí)與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022—2026 年）》,，更著重突出了對(duì)元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視。截止目前,，我國(guó)已有 24 省市相繼發(fā)布元宇宙方面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃或方案,，涉及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才引進(jìn),、稅收支持等,。

　　（2）發(fā)展情況

　　當(dāng)前,，元宇宙整體還處在探索期,，相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品,、平臺(tái)和應(yīng)用還需要進(jìn)一步整合和發(fā)展,，但關(guān)鍵領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)布局趨勢(shì)已經(jīng)逐漸明朗。

　　在硬件方面,，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)設(shè)備,、算力芯片和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等已成為元宇宙產(chǎn)業(yè)關(guān)注重點(diǎn)。其中,，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)設(shè)備已經(jīng)成為元宇宙最直接入場(chǎng)券,，以美國(guó)為主的國(guó)外廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)占比較高,。2021 年第一季度臉書(shū)旗下的 Oculus 出貨量已占全球 VR/AR 頭顯出貨量 75%,，同比增長(zhǎng) 117%，行業(yè)呈現(xiàn)向頭部集中的趨勢(shì),。以 GPU 為代表的算力正逐步向元宇宙計(jì)算核心發(fā)展,，英偉達(dá)在該領(lǐng)域具有絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)和主導(dǎo)權(quán)，在前四大云供應(yīng)商亞馬遜,、谷歌,、阿里 巴巴、Azure 中 97.4% 的 AI 加速器實(shí)例部署了英偉達(dá) GPU,，同時(shí)英偉達(dá)主導(dǎo)著人工智能算法訓(xùn)練市場(chǎng),，全球 Top500 超級(jí)計(jì)算機(jī)中近 70%使用了英偉達(dá) GPU。以網(wǎng)絡(luò)為代表的基礎(chǔ)設(shè)施成為保障沉浸式體驗(yàn)的關(guān)鍵,，在傳統(tǒng)無(wú)線方式不能解決元宇宙終端設(shè)備需求的背景下,，5G 和新的 WIFI 標(biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)，蘋(píng)果 UWB 芯片、華為 5G 通信天罡基站和巴龍 5000 等都在向該方向發(fā)展,。

　　在核心技術(shù)上,，人工智能、區(qū)塊鏈等成為了重要元宇宙的重要支撐,。其中,，人工智能已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)元宇宙的內(nèi)在動(dòng)力，美國(guó)圍繞人工算法基礎(chǔ)框架開(kāi)展了大量的研究與應(yīng)用,。谷歌,、臉書(shū)、亞馬遜,、微軟等科技巨頭紛紛布局基礎(chǔ)算法框架,，開(kāi)發(fā)了 TensorFlow、MXNet,、CNTK,、Caffe 等重要產(chǎn)品，其中谷歌所研發(fā)的 TensorFlow 已被大量人工智能項(xiàng)目采納,。國(guó)內(nèi),，作為最早“All in AI”的公司，百度在 AI 領(lǐng)域的積累深厚,，基于百度大腦的 VR2.0 產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)為產(chǎn)業(yè)提供全棧式行業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用開(kāi)發(fā),，并提供全鏈路元宇宙內(nèi)容生態(tài)和 AI 支撐下的元宇宙新業(yè)態(tài)。區(qū)塊鏈技術(shù)作為元宇宙數(shù)字身份和數(shù)字資產(chǎn)的支撐也獲得了飛速發(fā)展,。據(jù) IDC 數(shù)據(jù),，我國(guó)區(qū)塊鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模已達(dá) 4.68 億美元，是全球的第二大區(qū)塊鏈支出單體,。隨著產(chǎn)業(yè)動(dòng)能的釋放,，我國(guó)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)一步完善，產(chǎn)業(yè)鏈上,、中,、下游持續(xù)補(bǔ)充，形成了具備成熟度與完備性的全產(chǎn)業(yè)鏈鏈條,，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)下,，應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)飆升，約占據(jù)我國(guó)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈條 61.37%,，同比增加 24.48%,。

　　在應(yīng)用方面，當(dāng)前游戲和社交領(lǐng)域仍是元宇宙應(yīng)用的主要方向,。國(guó)外作為元宇宙的發(fā)起方,，其在應(yīng)用方面積累了大量的優(yōu)質(zhì)企業(yè),，產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)明顯。我國(guó)科技企業(yè)在元宇宙應(yīng)用領(lǐng)域迅速跟進(jìn),，以騰訊、字節(jié)跳動(dòng),、華為,、阿里巴巴等為代表的巨頭整合業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)迅速布局，以米哈游,、莉莉絲等為代表的游戲企業(yè)升維游戲場(chǎng)景靠近虛擬世界,，A 股游戲公司中青寶、寶通科技,、湯姆貓等宣布開(kāi)發(fā)元宇宙概念游戲,。整體來(lái)看，得益于強(qiáng)大的基建能力及人口規(guī)模優(yōu)勢(shì)，我國(guó)元宇宙科技企業(yè)在后端基建、人工智能,、內(nèi)容與場(chǎng)景創(chuàng)新等方面的潛力巨大,。

　　在國(guó)家整體層面,，美國(guó)重視基礎(chǔ)研發(fā),，尤其在底層架構(gòu)方面,，整體領(lǐng)先水平較高,。中國(guó)掌握用戶基數(shù)與社交基因優(yōu)勢(shì),，在后端基建和人工智能領(lǐng)域持續(xù)布局和發(fā)力。日本有豐富的 ACG（動(dòng)畫(huà) Animation,、漫畫(huà) Comic,、游戲 Game）產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),，其應(yīng)用已逐步由游戲向其他場(chǎng)景延展。韓國(guó)元宇宙由政府引領(lǐng)，應(yīng)用場(chǎng)景主要由“偶像經(jīng)濟(jì)”驅(qū)動(dòng)，并在“虛擬數(shù)字人”上有一定技術(shù)領(lǐng)先,。

　　2,、元宇宙主要特性

　　元宇宙主要特點(diǎn)是幫助人們實(shí)現(xiàn)在虛擬世界的數(shù)字化身，進(jìn)而借助擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)等人機(jī)交互手段實(shí)現(xiàn)虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的融合。從元宇宙數(shù)字化身的角度上看,，元宇宙主要具備時(shí)空融合性,、多元共生性、價(jià)值融通性,、自主多樣性四個(gè)主要特性,。時(shí)空融合性是指元宇宙不僅完成對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字拓展，更是在時(shí)間和空間上提供了多種發(fā)展的可能,，時(shí)間和空間高度統(tǒng)一,，借助元宇宙，用戶可發(fā)展多個(gè)時(shí)間線,，體驗(yàn)不同空間,、不同場(chǎng)景下的生活，未來(lái)可能性大大增加,。多元共生性是指元宇宙可將多重身份進(jìn)行統(tǒng)一,，實(shí)現(xiàn)虛擬身份和現(xiàn)實(shí)身份的綁定，化身將成為元宇宙身份的主要特點(diǎn),。價(jià)值融通性是指元宇宙實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的價(jià)值流轉(zhuǎn)和融合,，新型經(jīng)濟(jì)體系將會(huì)出現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)世界的重要數(shù)據(jù)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾臄?shù)字資產(chǎn),，在虛擬世 界中的數(shù)字化創(chuàng)造也可能轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)財(cái)富,。自主多樣性是指元宇宙給予了用戶充分的自主和自由，用戶可自由掌握自身身份信息的應(yīng)用范圍,，選擇自己想要置身的場(chǎng)景,。

　　3,、元宇宙發(fā)展趨勢(shì)

　　元宇宙的發(fā)展趨勢(shì)可以從虛實(shí)融合、生態(tài)連通,、人機(jī)交互和信息交互四方面描述,。一是虛實(shí)融合性將不斷加強(qiáng)。元宇宙是現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的總和,，從世界融合的角度上看,，元宇宙可能會(huì)經(jīng)歷獨(dú)立發(fā)展、虛實(shí)結(jié)合和虛實(shí)相生三個(gè)階段,。在獨(dú)立發(fā)展階段,，數(shù)字世界是現(xiàn)實(shí)世界的附屬，兩者之間不存在太多的交互,。在虛實(shí)結(jié)合階段,，現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界交互頻繁，兩者相互影響,。在虛實(shí)相生階段，數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界高度融合,，數(shù)字世界在時(shí)間,、空間、經(jīng)濟(jì)等體量上逼近甚至超越現(xiàn)實(shí)世界,，出現(xiàn)新的社會(huì)形態(tài),。二是應(yīng)用覆蓋范圍不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)看,，元宇宙要經(jīng)歷自發(fā)階段,、領(lǐng)域互聯(lián)階段和全連接階 段。在初始階段,，一些相互獨(dú)立的應(yīng)用零散出現(xiàn),，然后應(yīng)用開(kāi)始按照領(lǐng)域、應(yīng)用目標(biāo)等不斷聚合,，形成領(lǐng)域生態(tài),，最后實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)，形成元宇宙應(yīng)用生態(tài),。三是人機(jī)交互體驗(yàn)不斷提升,。從交互技術(shù)發(fā)展上看，元宇宙將推動(dòng)現(xiàn)有 文字,、視頻等傳統(tǒng)交互向以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)為主的音視頻沉浸式交互轉(zhuǎn)變,，最終可能涵蓋甚至超越人體五感的全方位沉浸式交互，實(shí)現(xiàn)真正意義的元宇宙交互模式,。四是信息交互方式向去中心化轉(zhuǎn)變,。從信息交互理念上看，元宇宙將推 動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)從信息只讀的網(wǎng)-人交互,、人-人交互向以智能化的人- 網(wǎng)交互為主的 web3 邁進(jìn),。

　　目前，元宇宙還在初期階段：一是核心關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展,，如擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)上尚未完全解決人機(jī)交互的根本問(wèn)題,，沉浸式體驗(yàn)有待加強(qiáng)，人工智能技術(shù)仍舊停留在模式識(shí)別階段,，元宇宙迫切需要的意識(shí)層面還尚未實(shí)現(xiàn),，區(qū)塊鏈技術(shù)面臨“不可能三角”問(wèn)題,。二是基礎(chǔ)設(shè)施能力與理想需求還存在很大差距，元宇宙的發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施提供更高能力要求,，以算力為例，元宇宙的算力需求預(yù)測(cè)過(guò)千甚至超萬(wàn) EFLOPS,，根據(jù) IDC 統(tǒng)計(jì),，2020 年全球的算力只有 429EFLOPS,，兩者存在巨大的缺口。三是應(yīng)用內(nèi)容還需進(jìn)一步豐富,。元宇宙雖在游戲,、社交等領(lǐng)域取得一定進(jìn)展，但能夠代表行業(yè)突破的現(xiàn)象級(jí)應(yīng)用尚未出現(xiàn),，應(yīng)用的廣度和深度有待加強(qiáng),，標(biāo)桿應(yīng)用有待進(jìn)一步培育。

　?。ǘ┕I(yè)元宇宙基本內(nèi)涵

　　李伯虎院士指出“工業(yè)元宇宙是指在新發(fā)展理念指引下,，在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，借助新時(shí)代各類新技術(shù)群跨界融合,，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域中‘人,、虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間’虛實(shí)映射/交互/融合、以虛促實(shí),、以虛強(qiáng)實(shí)的工業(yè)全要素鏈,、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈（三鏈）智慧、協(xié)同,、開(kāi)放,、服務(wù)、互聯(lián)的復(fù)雜數(shù)字工業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”,。

　　工業(yè)元宇宙是元宇宙重要應(yīng)用領(lǐng)域,，是以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),、數(shù)字孿生,、內(nèi)容生成等為代表的新一代信息通信技術(shù)與實(shí)體工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型工業(yè)生態(tài)。工業(yè)元宇宙與元宇宙的關(guān)系如圖 2 所示,。

圖 2 工業(yè)元宇宙與元宇宙

　　與消費(fèi)場(chǎng)景下超現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容創(chuàng)造和用戶體驗(yàn)感相比,，工業(yè)元宇宙構(gòu)建的場(chǎng)景和對(duì)象是一個(gè)確切物理系統(tǒng)，所要解決的問(wèn)題,、組織關(guān)系和任務(wù)都是明確的,。得益于工業(yè)領(lǐng)域的堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)和明確的工業(yè)場(chǎng)景，未來(lái)工業(yè)元宇宙將可能是元宇宙優(yōu)先落地應(yīng)用的方向,。

　　二,、工業(yè)元宇宙可能引發(fā)的變革

　　工業(yè)元宇宙是元宇宙在工業(yè)領(lǐng)域的落地與拓展，是新型工業(yè)數(shù)字空間,、新型工業(yè)智慧互聯(lián)系統(tǒng),、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展的新型載體。工業(yè)元宇宙為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,、實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、企業(yè)智慧化管理等方面提供更大創(chuàng)新空間,，并引發(fā)更加廣泛的工業(yè)變革,。

　　（一）時(shí)空交融的平臺(tái)化設(shè)計(jì)

　　工業(yè)元宇宙可以通過(guò)模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì),、生產(chǎn)和使用環(huán)境,，對(duì)產(chǎn)品、產(chǎn)品零部件之間的作用方式進(jìn)行更加直觀,、精準(zhǔn)的模擬和展示,。設(shè)計(jì)研發(fā)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者們可以通過(guò)工業(yè)元宇宙構(gòu)建的虛實(shí)融合環(huán)境,，打破協(xié)作時(shí)空邊界,，實(shí)現(xiàn)協(xié)作體驗(yàn)和效率大幅度提升。設(shè)計(jì)者還可以通過(guò) VR 或 AR 眼鏡,，沉浸式的感受設(shè)計(jì)效果,，通過(guò)“真實(shí)”的管理實(shí)驗(yàn)，完成各種人機(jī)工程的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。

　　以寶馬新型數(shù)字工廠為例,，借助英偉達(dá) Omniverse 平臺(tái),，設(shè)計(jì)人員可以在全球范圍內(nèi)獲得 31 座工廠的各類數(shù)據(jù)，借助平臺(tái)的協(xié)作工具,，設(shè)計(jì)人員可以無(wú)視距離和時(shí)間的限制,，達(dá)成全球范圍內(nèi)的高效協(xié)作，有效解決了設(shè)計(jì)規(guī)劃耗時(shí),、產(chǎn)品無(wú)法兼容和數(shù)據(jù)更新滯后的問(wèn)題,。設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)階段體驗(yàn)建成后的真實(shí)工廠，進(jìn)而可以對(duì)工廠進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),，并進(jìn)行模擬生產(chǎn),。

　　（二）虛實(shí)結(jié)合的智能化制造

　　工業(yè)元宇宙將可以通過(guò)在虛擬世界中復(fù)刻,、聚合現(xiàn)實(shí)世界生產(chǎn)資源,，提升全球化生產(chǎn)協(xié)同能力和水平，構(gòu)建全球“大生產(chǎn)線”模式,。工業(yè)元宇宙中,，時(shí)空界限變得模糊，可以通過(guò)構(gòu)建親臨現(xiàn)場(chǎng)感的遠(yuǎn)程作業(yè)模式,，提升生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者對(duì)作業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)感知,，避免生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)的人身安全問(wèn)題，還可以實(shí)現(xiàn)多用戶沉浸式遠(yuǎn)程生產(chǎn)監(jiān)控,、作業(yè)操作指導(dǎo)等,。

　　以微軟 Azure 平臺(tái)為例，借助內(nèi)部強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì),，微軟將軟硬件產(chǎn)品整合為“元宇宙技術(shù)?！保⑼ㄟ^(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建出一個(gè)能復(fù)刻現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字化工作空間,，從而加快維修和啟動(dòng)新的生產(chǎn)線等流程,。目前，日本川崎重工已成為微軟工業(yè)元宇宙業(yè)務(wù)的新客戶,，工廠員工將佩戴 HoloLens（全息眼鏡）開(kāi)展機(jī)器人制造,、設(shè)備維修等該工作，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的透明化管理,。

　?。ㄈ┏两w驗(yàn)的個(gè)性化定制

　　工業(yè)元宇宙可以在虛擬世界中構(gòu)建虛實(shí)融合、開(kāi)放透明,、可直觀體驗(yàn)的產(chǎn)品全生命周期情景視圖,，吸引更多人以各種形式參與到產(chǎn)品生產(chǎn)中來(lái)。用戶可以在工業(yè)元宇宙構(gòu)建的虛擬世界中，參與產(chǎn)品設(shè)計(jì),，觀摩甚至參與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程,，進(jìn)行產(chǎn)品虛擬體驗(yàn)，并隨時(shí)可以反饋產(chǎn)品改進(jìn)或優(yōu)化建議,，也可在上述過(guò)程后直接進(jìn)行產(chǎn)品消費(fèi)并追蹤產(chǎn)品物流進(jìn)程,、進(jìn)行產(chǎn)品使用反饋。

　　以國(guó)內(nèi)某服裝生產(chǎn)企業(yè)的個(gè)性化定制為例,，通過(guò)在生產(chǎn)中應(yīng)用 3D 量體系統(tǒng),、手持式 3D 掃描等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速人體建模和數(shù)字化量體,，根據(jù)用戶需求建立精準(zhǔn)的“人-號(hào)- 型”對(duì)應(yīng)關(guān)系,，同時(shí)用戶可全程監(jiān)控過(guò)程生產(chǎn)，實(shí)施跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度,，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行反饋來(lái)進(jìn)一步明確定制需求,，從而實(shí)現(xiàn)了服裝的個(gè)性化定制。

　?。ㄋ模┤挚梢暤木W(wǎng)絡(luò)化協(xié)同

　　工業(yè)元宇宙可進(jìn)一步深化產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈組織模式變革,，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈上的企業(yè)和合作伙伴可以在虛擬世界中進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同生產(chǎn),、協(xié)同服務(wù),，協(xié)同體驗(yàn)更加直觀,、高效，并且通過(guò)虛實(shí)融合,、3D 展示,、沉浸體驗(yàn),，精準(zhǔn)展示完整的協(xié)作進(jìn)程和協(xié)作視圖,，進(jìn)而促進(jìn)資源共享,、能力交易以及業(yè)務(wù)優(yōu)化配置。

　　以百度天工物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為例,，平臺(tái)通過(guò)傳感器連接所有物理資產(chǎn)，并將物理世界的數(shù)據(jù)和狀態(tài)傳送到元宇宙應(yīng)用數(shù)字程序的數(shù)字虛擬空間,，結(jié)合百度地圖的海量數(shù)據(jù)處理能力和物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)間聚合分析能力,，構(gòu)建一整套時(shí)空大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并采用時(shí)空時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)用于存儲(chǔ)和管理時(shí)間序列數(shù)據(jù)及地理空間數(shù)據(jù),，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)治理及共享，使得需要結(jié)合空間與時(shí)間的應(yīng)用落地就會(huì)變得簡(jiǎn)單，提升了工業(yè)協(xié)同效率。

　?。ㄎ澹┨搶?shí)共生的服務(wù)化延伸

　　工業(yè)元宇宙可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的映射、化身等技術(shù),，支撐企業(yè)打造多種虛擬化形象、虛擬場(chǎng)景,，打破時(shí)空界線與用戶進(jìn)行更高效的交流,，更精準(zhǔn)的獲取用戶產(chǎn)品使用信息,。企業(yè)產(chǎn)品客戶通過(guò) VR 、AR 設(shè)備,，可以實(shí)時(shí)看到產(chǎn)品操作流程和使用要求，從而有效降低培訓(xùn)難度,，減少操作失誤率,。企業(yè)設(shè)備供應(yīng)商通過(guò) AR,、VR 進(jìn)入虛擬工廠，可以獲取更精確的情景信息,，加快故障定位,、原因排查和故障修復(fù),。

　　以百事可樂(lè)的 AR 生產(chǎn)支持為例，在 AR 技術(shù)未引入前,，百事可樂(lè)位于南非德班的 Prospecton 工廠需要員工掌握四種以上的語(yǔ)言才能保證工作的順利進(jìn)行,，這對(duì)一線員工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。借助 AR 技術(shù),，一些不具備外語(yǔ)能力的當(dāng)?shù)毓と?，就可以在?chē)間接受培訓(xùn)和開(kāi)展工作，同時(shí)結(jié)合 AR 眼鏡內(nèi)置的 Zoom 應(yīng)用,，就可實(shí)現(xiàn)居家辦公人員與現(xiàn)場(chǎng)人員遠(yuǎn)程溝通,，讓工人可以便捷開(kāi)展工作交流,，最終提升生產(chǎn)效率。

　?。┤⒍床斓臄?shù)字化管理

　　工業(yè)元宇宙可以在虛擬世界中實(shí)時(shí)展示智能工廠的建設(shè),、運(yùn)營(yíng)管理、生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài),，更加直觀,、便捷地優(yōu)化、創(chuàng)新乃至重塑企業(yè)相關(guān)活動(dòng)。在智能工廠建設(shè)前期，建設(shè)與現(xiàn)實(shí)智能工廠的建筑結(jié)構(gòu),、產(chǎn)線布置、生產(chǎn)流程,、設(shè)備結(jié)構(gòu)一致的虛擬智能工廠,，對(duì)產(chǎn)能配置,、設(shè)備結(jié)構(gòu)、人員動(dòng)線等的合理性進(jìn)行提前驗(yàn)證,。在智能工廠運(yùn)行階段，可以在虛擬智能工廠中進(jìn)行全場(chǎng)景,、全環(huán)節(jié),、全要素、全過(guò)程的 3D 化直觀展示,、模擬和預(yù)測(cè)分析，極大提升經(jīng)營(yíng)管理效率,。

　　以 ALVA Systems 打造的基于 AR 數(shù)字孿生的研發(fā)量產(chǎn)研究中心為例,，中心將 數(shù)據(jù)分析以及虛擬仿真等過(guò)程“搬”到現(xiàn)場(chǎng)，管理人員能夠?qū)?shù)字模型投放在任意平面,，進(jìn)行區(qū)域,、產(chǎn)線、設(shè)備等不同層級(jí)的內(nèi)容信息查看,、觸摸、抓取,、移動(dòng),、縮放等 AR 交互操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與運(yùn)維管理,。

　　三,、工業(yè)元宇宙概念框架和發(fā)展階段

　　（一）概念框架

　　工業(yè)元宇宙作為元宇宙的重要應(yīng)用場(chǎng)景,，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)實(shí)世界到虛擬世界的映射,，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)在虛擬世界中的新發(fā)展。工業(yè)元宇宙的概念框架如圖 3 所示,。

圖 3 工業(yè)元宇宙概念框架

　　現(xiàn)實(shí)世界,。除工業(yè)生產(chǎn)外，現(xiàn)實(shí)世界還包含對(duì)工業(yè)全要素,、全產(chǎn)業(yè)鏈,、全價(jià)值鏈的全面感知。其中,，全要素包括人,、機(jī)、料,、法,、環(huán)、質(zhì),，全產(chǎn)業(yè)鏈包括采購(gòu),、生產(chǎn)、物流,、銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的完整的產(chǎn)業(yè)鏈,，全價(jià)值鏈包括所有參與者和生產(chǎn)銷售等活動(dòng)的組織及其價(jià)值,、利潤(rùn)分配。現(xiàn)實(shí)世界通過(guò)對(duì)全要素,、全產(chǎn)業(yè)鏈,、全價(jià)值鏈的數(shù)字化，構(gòu)建了工業(yè)元宇宙堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。

　　基礎(chǔ)設(shè)施,。工業(yè)元宇宙在網(wǎng)絡(luò)、算力,、存儲(chǔ)等關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的支撐下,，進(jìn)一步打造體驗(yàn)、身份,、資產(chǎn)和平臺(tái)等具有工業(yè)元宇宙特色的基礎(chǔ)設(shè)施,，形成社會(huì)、時(shí)空,、經(jīng)濟(jì)和治理四大體系,。其中，體驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施主要聚焦虛實(shí)交互和內(nèi)容與渲染引擎的打造,，是工業(yè)元宇宙中虛實(shí)交互的關(guān)口,，也是用戶進(jìn)入虛擬世界的關(guān)鍵,。身份基礎(chǔ)設(shè)施主要實(shí)現(xiàn)虛實(shí)身份的表征并實(shí)現(xiàn)身份的關(guān)聯(lián)與映射,，是支撐工業(yè)元宇宙中“化身”實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)元宇宙內(nèi)部社會(huì)關(guān)系的重要支撐,。資產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施主要是將工業(yè)全要素進(jìn)行資產(chǎn)化,，實(shí)現(xiàn)工業(yè)全要素的表征，并支撐表征下的工業(yè)數(shù)字資產(chǎn)的交易,。平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施支撐工業(yè)元宇宙 中的虛實(shí)資源協(xié)同,，面向整個(gè)體系提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)智能與服務(wù)，支撐體驗(yàn),、身份,、資產(chǎn)之間的關(guān)聯(lián)交互，支撐面向工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的新型社會(huì),、經(jīng)濟(jì),、時(shí)空和治理體系的構(gòu)建，支撐虛擬世界構(gòu)建和各種工業(yè)元宇宙創(chuàng)新應(yīng)用 支撐,。工業(yè)元宇宙構(gòu)建在整個(gè)元宇宙社會(huì),、經(jīng)濟(jì)、時(shí)空和治理基礎(chǔ)之上,，適配新型工業(yè)化需求并持續(xù)進(jìn)行迭代演進(jìn),，其中時(shí)空體系和社會(huì)體系通過(guò)虛擬世界實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字拓展，通過(guò)分布式標(biāo)識(shí)、數(shù)字化身等技術(shù)賦予用戶更強(qiáng)的身份自主能力,，通過(guò)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字孿生和虛擬原生構(gòu)建更加豐富多彩的虛擬世界,，并跨越時(shí)空限制；經(jīng)濟(jì)體系既涵蓋又可以超越現(xiàn)實(shí)世界的經(jīng)濟(jì)體系,，甚至在虛擬世界中構(gòu)建全新的經(jīng)濟(jì)體系并影響現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)體系,，如創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)等；治理體系為元宇宙安全可靠及平穩(wěn)運(yùn)行的制度和規(guī)則基礎(chǔ),。

　　虛擬世界,。以現(xiàn)實(shí)世界映射而來(lái)的鏡像為基礎(chǔ)，以工業(yè)元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施為支撐,，在社會(huì),、時(shí)空、經(jīng)濟(jì)和治理體系下,，構(gòu)建包含虛擬物,、虛擬人、虛擬組織和虛擬環(huán)境等數(shù)字化要素的虛擬世界,。其中,，虛擬物主要是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界生產(chǎn)資料的映射，包括數(shù)字化的物料,、設(shè)備和產(chǎn)品,；虛擬人主要是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)參與者的映射，包括數(shù)字化的生產(chǎn)者,、設(shè)計(jì)者,、經(jīng)營(yíng)管理者和消費(fèi)者；虛擬組織主要是對(duì)生產(chǎn)主體的映射,，包括數(shù)字化的工廠,、車(chē)間、企業(yè)和園區(qū),；虛擬環(huán)境主要是對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的映射,，包括數(shù)字化的時(shí)空、天地和建筑,。未來(lái),，虛擬世界將成為工業(yè)元宇宙時(shí)代進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的重要載體。

　　新興模式和應(yīng)用,。工業(yè)元宇宙借助虛實(shí)結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)現(xiàn)實(shí)世界的極大擴(kuò)展，消除時(shí)空限制并實(shí)現(xiàn)物理資源,、數(shù)字資源在更大范圍內(nèi)的整合調(diào)度,，同時(shí)借助工業(yè)元宇宙帶來(lái)的交互手段,、展現(xiàn)方式、協(xié)作模式以及社會(huì)體系,、經(jīng)濟(jì)體系,、治理體系的變革，促進(jìn)平臺(tái)化設(shè)計(jì),、智能化制造,、個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,、服務(wù)化延伸,、數(shù)字化管理六大典型應(yīng)用模式進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì),、生產(chǎn),、制造、服務(wù),、管理的全面提升,。

　　在此基礎(chǔ)上，用戶,、內(nèi)容創(chuàng)作者,、運(yùn)營(yíng)方、平臺(tái)建設(shè)方,、基礎(chǔ)設(shè)施提供方和平臺(tái)監(jiān)管者等參與主體,，圍繞工業(yè)元宇宙基礎(chǔ)共性以及制造、能源,、醫(yī)療,、交通等行業(yè)領(lǐng)域,，開(kāi)展創(chuàng)新探索,，推進(jìn)新型工業(yè)化體系建設(shè)與發(fā)展。

　?。ǘ┌l(fā)展階段

　　作為元宇宙的重要應(yīng)用場(chǎng)景,，工業(yè)元宇宙發(fā)展遵循元宇宙發(fā)展的一般規(guī)律，在虛實(shí)融合,、生態(tài)連通,、人機(jī)交互和信息交互等方面有類似的發(fā)展脈絡(luò)，但由于工業(yè)應(yīng)用的復(fù)雜性及與生產(chǎn)綁定的耦合性,，工業(yè)元宇宙的發(fā)展還具有其自身的特點(diǎn),。

　　在初期發(fā)展階段，現(xiàn)有現(xiàn)實(shí)世界的生產(chǎn)過(guò)程和需求結(jié)構(gòu)尚未改變,，虛擬物,、虛擬人,、虛擬組織和虛擬環(huán)境等的構(gòu)建需要結(jié)合實(shí)際需要和場(chǎng)景逐步展開(kāi)，現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界虛實(shí)結(jié)合及虛實(shí)融合的程度,、深度和廣度有待培育,，并受限于工業(yè)元宇宙相關(guān)支撐體系的發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)治理體系的發(fā)展以及工業(yè)場(chǎng)景的復(fù)雜度,，工業(yè)元宇宙聚焦“單點(diǎn)”探索,。在快速發(fā)展階段，虛擬世界變得更加真實(shí)感,，并深入?yún)⑴c到改造現(xiàn)實(shí)世界的生產(chǎn)過(guò)程,。工業(yè)元宇宙相關(guān)的技術(shù)、交互設(shè)備,、基礎(chǔ)設(shè)施等支撐體系較完善,，設(shè)計(jì)、生產(chǎn),、制造,、服務(wù)、管理等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)加速向虛擬世界進(jìn)行映射或遷移,，出現(xiàn)大量可復(fù)制可推廣的創(chuàng)新應(yīng)用模 式,，創(chuàng)新社交模式和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)推動(dòng)治理體系變革。在成熟發(fā)展階段,，工業(yè)元宇宙將工業(yè)生產(chǎn)的虛實(shí)統(tǒng)一,。虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界之間實(shí)現(xiàn)完整映射和無(wú)縫交互，人們借助虛實(shí)融合參與到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié),。

　　四,、工業(yè)元宇宙支撐體系

　　（一）總體視圖

　　工業(yè)元宇宙的發(fā)展需要構(gòu)建強(qiáng)有力的支撐體系,，涉及支持工業(yè)元宇宙發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),、技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育以及配套政策法規(guī)建立等,。結(jié)合當(dāng)前業(yè)界對(duì)工業(yè)元宇宙的研究與探索,，我們給出了工業(yè)元宇宙的支撐體系的總體視圖如圖 4 所示。

圖 4 工業(yè)元宇宙支撐體系

　?。ǘ┗A(chǔ)設(shè)施

　　1,、感知與控制

　　感知是工業(yè)元宇宙重要的數(shù)據(jù)來(lái)源和運(yùn)行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過(guò)音視頻采集,、測(cè)量,、傳感、射頻識(shí)別,、位置信息采集等數(shù)據(jù)采集手段,，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的全方位感知,。控制將工業(yè)信息與控制系統(tǒng),、虛擬世界的控制信息和指令作用到現(xiàn)實(shí)世界,，改變現(xiàn)實(shí)世界資產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，使得虛擬交互界面下用戶可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的操控,。

　　2,、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算與存儲(chǔ)

　　工業(yè)元宇宙帶來(lái)的數(shù)據(jù)量爆炸式的增長(zhǎng),，全息通信,、虛實(shí)互動(dòng)、數(shù)字資產(chǎn)交易,、去中心化交互等需求,，以及塑造支撐工業(yè)元宇宙發(fā)展的社會(huì)體系、經(jīng)濟(jì)體系,、時(shí)空體系和治理體系等,，都對(duì)現(xiàn)有信息基礎(chǔ)設(shè)施提出跨越式的發(fā)展要求， 網(wǎng)絡(luò)帶寬,、傳輸時(shí)延,、算力等方面需求的持續(xù)提高也對(duì)通信技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。通信技術(shù)中,，工業(yè)以太網(wǎng),、5G/6G、Wi-Fi 6 等為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供更可靠,、快捷,、靈活的數(shù)據(jù)傳輸能力，并且需要適應(yīng)工業(yè)元宇宙應(yīng)用需求發(fā)展,，如虛實(shí)融合場(chǎng)景下的高實(shí)時(shí)應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)毫秒級(jí)時(shí)延,。邊緣計(jì)算、云計(jì)算,、算力中心等計(jì)算技術(shù)為不同工業(yè)場(chǎng)景提供分布式,、低成本數(shù)據(jù)計(jì)算能力,，特別是區(qū)塊鏈等分布式技術(shù)應(yīng)用以及數(shù)字化身,、數(shù)字資產(chǎn)交易等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力都將帶來(lái)巨大挑戰(zhàn),。

　　3,、平臺(tái)

　　平臺(tái)為工業(yè)元宇宙的構(gòu)建、運(yùn)行提供通用能力支撐,，通過(guò)聚合虛實(shí)數(shù)據(jù),、虛實(shí)資產(chǎn),、虛實(shí)資源、模型工具,、數(shù)字身份,、時(shí)空狀態(tài)等信息，提供海量數(shù)據(jù)分析,、時(shí)空建模,、內(nèi)容創(chuàng)作、資源協(xié)同,、資產(chǎn)交易,、工業(yè)控制、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等功能,，是工業(yè)元宇宙的核心,。

　　（1）工業(yè)人工智能

　　工業(yè)人工智能（AI）是建設(shè)和驅(qū)動(dòng)工業(yè)虛擬世界,、實(shí)現(xiàn)虛實(shí)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵,。虛擬世界的創(chuàng)造需要 AI，在工業(yè)元宇宙中,，用戶突破了時(shí)間和空間限制進(jìn)行交流,，但虛擬場(chǎng)景的搭建需要進(jìn)行大量工作，需要借助AI 技術(shù)打造智能“大腦”來(lái)創(chuàng)新內(nèi)容,，降低用戶內(nèi)容創(chuàng)作門(mén)檻,。虛擬世界的“數(shù)字人”需要 AI，化身是工業(yè)元宇宙提供用戶的主要功能,，數(shù)字化身除具備與現(xiàn)實(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)字身份外,，還存在一 些專為虛擬場(chǎng)景服務(wù)的“數(shù)字人”，這些角色需要 AI 技術(shù)賦予一定的智能來(lái)完成相應(yīng)的職責(zé),。工業(yè)元宇宙的自動(dòng)化管理需要 AI,，自治是工業(yè)元宇宙運(yùn)行的關(guān)鍵能力，在應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況時(shí),，工業(yè)元宇宙能夠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,，優(yōu)化自 身行為，保障自身的運(yùn)轉(zhuǎn),。工業(yè) AI 未來(lái)會(huì)在生成算法,、多模態(tài)、內(nèi)容生成以及預(yù)訓(xùn)練模型等方面持續(xù)發(fā)展,。

　?。?）工業(yè)數(shù)據(jù)管理與工具

　　工業(yè)數(shù)據(jù)管理與工具為工業(yè)元宇宙實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)分析、管理,、治理以及在此基礎(chǔ)上形成的智能決策提供重要支撐,。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界中工業(yè)生產(chǎn),、經(jīng)營(yíng)、管理等各類數(shù)據(jù)的匯聚,，借助數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí),、數(shù)據(jù)治理等工業(yè)模型與數(shù)據(jù)科學(xué),，并與工業(yè)人工智能技術(shù)結(jié)合,，構(gòu)建工業(yè)元宇宙數(shù)據(jù)體系，推動(dòng)工業(yè)數(shù)據(jù)的知識(shí)化和資產(chǎn)化,，形成更深度更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)洞察,、分析預(yù)測(cè),、決策反饋和可視化展示，并作用于現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界中的工業(yè)活動(dòng),，為工業(yè)元宇宙的自動(dòng)化,、智能化運(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ),。

　　（3）工業(yè)軟件

　　工業(yè)軟件為工業(yè)元宇宙提供工具組件，如 CAD,、MES、ERP 等,，使用流程優(yōu)化,、仿真驗(yàn)證等核心技術(shù)將工業(yè)知識(shí)進(jìn)一步顯性化,，支撐工廠,、產(chǎn)線虛擬建模與仿真,、多品種變批量任務(wù)動(dòng)態(tài)排產(chǎn)等先進(jìn)應(yīng)用,。未來(lái)需要與 3D 呈現(xiàn),、數(shù)字孿生、虛實(shí)交互等技術(shù)結(jié)合,，支撐工業(yè)元宇宙中各種虛實(shí)結(jié)合/虛實(shí)融合的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng),。

　?。?）內(nèi)容生成平臺(tái)

　　內(nèi)容生成平臺(tái)為工業(yè)元宇宙建立現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字映像、打造虛擬世界、構(gòu)建數(shù)字化身或數(shù)字人以及虛實(shí)交互提供文字,、圖片,、音視頻等內(nèi)容生成服務(wù),，包括時(shí)空引擎,、內(nèi)容引擎、實(shí)時(shí)渲染等工具,，當(dāng)前人工智能生成內(nèi)容（AI-Generated Content,，AIGC） 正在成為元宇宙內(nèi)容生成的重要解決方案。工業(yè)元宇宙中,，內(nèi)容生成平臺(tái)需要和工業(yè)活動(dòng)需求銜接起來(lái)以加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)落地,。

　　（5）區(qū)塊鏈 BaaS 平臺(tái)

　　區(qū)塊鏈技術(shù)能夠賦予數(shù)據(jù)難以篡改的特性,，進(jìn)而支持?jǐn)?shù)據(jù)/資源/資產(chǎn)的跨平臺(tái)管理和流通,，用戶真正擁有數(shù)字資產(chǎn)，是工業(yè)元宇宙打造可信價(jià)值網(wǎng)絡(luò)和新型經(jīng)濟(jì)體系的基礎(chǔ)底座,。區(qū)塊鏈 BaaS 平臺(tái)可以提供智能合約,、共識(shí)算法、隱私計(jì)算,、跨鏈機(jī)制等服務(wù),，促進(jìn)區(qū)塊鏈在工業(yè)元宇宙中的應(yīng)用，促進(jìn)各種虛實(shí)數(shù)據(jù)/資源/資產(chǎn)在不同制造主體之間的流轉(zhuǎn)與協(xié)作共享,，加速重構(gòu)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯和商業(yè)模式,。

　　（6）通用 PaaS 平臺(tái)

　　通用 PaaS 平臺(tái)通過(guò)云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為工業(yè)元宇宙平臺(tái)提供系統(tǒng)資源調(diào)度與運(yùn)維管理等基礎(chǔ)共性支撐,。

　　4、身份與資產(chǎn)

　　工業(yè)元宇宙將是一個(gè)持久運(yùn)行,、虛實(shí)融合的世界,，價(jià)值性是其存在的重要基礎(chǔ)。資產(chǎn)的確權(quán),、定價(jià)和交易是激發(fā)數(shù)據(jù)要素,、數(shù)字原生創(chuàng)新、虛實(shí)資源/資產(chǎn)進(jìn)行流通進(jìn)而達(dá)到經(jīng)濟(jì)作用的基礎(chǔ)保障,，特別是面向工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)尤為重要,。資產(chǎn)的確權(quán)、定價(jià)和交易除了需要政策保障,、行業(yè)自律等,，還需要依賴區(qū)塊鏈等信息化手段和機(jī)制，既需要考慮虛擬世界對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值延伸,，還需要考慮與現(xiàn)實(shí)世界的經(jīng)濟(jì)體系銜接,。

　　數(shù)字身份是現(xiàn)實(shí)世界的人/機(jī)/物及虛擬世界中的人/機(jī)/物在工業(yè)元宇宙的唯一表征,，涉及數(shù)字身份的唯一標(biāo)識(shí)、關(guān)聯(lián)信息以及身份驗(yàn)證,、關(guān)聯(lián)信息查找與定位等,，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系以及以分布式標(biāo)識(shí)代表的新型標(biāo)識(shí)體系將提供重要基礎(chǔ)支撐，同時(shí)還可以借助數(shù)字錢(qián)包技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字身份與數(shù)字資產(chǎn)的綁定以及在此基礎(chǔ)之上數(shù)字資產(chǎn)交易,。借助數(shù)字化身等技術(shù),，既可以支撐企業(yè)打造多種虛擬化形象、虛擬場(chǎng)景,，還可以吸引人們打破時(shí)空界線,，借助數(shù)字化身參與到工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

　?。ㄈ┙换ヅc應(yīng)用

　　工業(yè)元宇宙將帶來(lái)全新的人機(jī)交互模式和體驗(yàn),，借助自然語(yǔ)言、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),、腦機(jī)接口,、數(shù)字智能體等交互技術(shù)和設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合或虛實(shí)融合,，并且可以根據(jù)工業(yè)場(chǎng)景定制開(kāi)發(fā)所需要的交互環(huán)境,，使交互體驗(yàn)更加真實(shí)、流暢,。工業(yè)元宇宙發(fā)展，對(duì)交互設(shè)備在光學(xué),、芯片,、傳感、感知交互等技術(shù)能力水平不斷提出更高要求,，包括穩(wěn)定性,、精確性、實(shí)時(shí)性,、用戶友好度,、更低成本等。交互形式如腦機(jī)接口正在不斷創(chuàng)新發(fā)展,，交互范圍也由傳統(tǒng)的人人交互向人與數(shù)字智能體的混合交互發(fā)展,。

　　應(yīng)用方面，工業(yè)元宇宙將賦能千行百業(yè),，通過(guò)虛實(shí)結(jié)合/虛實(shí)融合促進(jìn)設(shè)計(jì),、生產(chǎn)、制造,、服務(wù),、管理各環(huán)節(jié)的創(chuàng)新發(fā)展,。

　　（四）其他支撐

　　當(dāng)前工業(yè)元宇宙還處于發(fā)展初期階段,，但對(duì)現(xiàn)有社會(huì) 經(jīng)濟(jì)體系帶來(lái)新的沖擊和挑戰(zhàn),，需要結(jié)合工業(yè)元宇宙發(fā)展不斷完善法律、政策和國(guó)際治理,，以確保工業(yè)元宇宙規(guī)范健康發(fā)展。此外,，還需要頻譜,、IP 地址、標(biāo)識(shí)編碼等關(guān)鍵資源保障,。安全與隱私保護(hù)為工業(yè)元宇宙發(fā)展的重要前提,，以區(qū)塊鏈為代表的分布式技術(shù)應(yīng)用、數(shù)字化身模式,、內(nèi)容生產(chǎn)以及數(shù)據(jù)/資源/資產(chǎn)的跨主體,、跨平臺(tái)流通，對(duì)工業(yè)元宇宙的安全與隱私保護(hù)都提出了更高要求,，涉及安全防護(hù)、身份安全,、交易安全、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與隱私保護(hù)等,，并且需要考慮隱私計(jì)算等技術(shù)應(yīng)用以保障數(shù)據(jù)的全生命周期安全可信、用戶有能力自主控制數(shù)據(jù),、支持各方進(jìn)行分布式協(xié)同治理。工業(yè)元宇宙的發(fā)展離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育以及配套創(chuàng)新環(huán)境和公共服務(wù)能力建設(shè),，包括創(chuàng)新載體,、投融資,、開(kāi)源與標(biāo)準(zhǔn)化,、技術(shù)與應(yīng)用服務(wù)商等。

　　五,、工業(yè)元宇宙推進(jìn)建議

　?。ㄒ唬┮龑?dǎo)應(yīng)用創(chuàng)新探索

　　結(jié)合工業(yè)元宇宙相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品成熟度情況，引導(dǎo)各行業(yè)結(jié)合自身發(fā)展基礎(chǔ)和發(fā)展需求，圍繞設(shè)計(jì),、生產(chǎn)、制造,、服務(wù),、管理等環(huán)節(jié)，選擇典型場(chǎng)景,，開(kāi)展工業(yè)元宇宙應(yīng)用探索,，以應(yīng)用促發(fā)展。

　?。ǘ┘涌礻P(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

　　加強(qiáng)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),、人工智能、區(qū)塊鏈,、內(nèi)容生成等新一代信息技術(shù)研發(fā)投入,，基于工業(yè)需求、虛實(shí)結(jié)合/虛實(shí)融合需求開(kāi)展融合性技術(shù)創(chuàng)新,。加強(qiáng)工業(yè)知識(shí)的挖掘與轉(zhuǎn)化,。注重創(chuàng)新載體建設(shè)，為工業(yè)元宇宙技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化提供平臺(tái)和環(huán)境,。

　?。ㄈ┡嘤P(guān)鍵產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈

　　工業(yè)元宇宙對(duì)相關(guān)軟硬件產(chǎn)品的可靠性、精準(zhǔn)性要求更高,，可以結(jié)合落地難度相對(duì)小場(chǎng)景,，如維修、培訓(xùn)等,，開(kāi)發(fā)工業(yè)元宇宙產(chǎn)品,，實(shí)現(xiàn)工業(yè)元宇宙的快速落地，促進(jìn)產(chǎn)品迭代升級(jí),。同時(shí)建立產(chǎn)品目錄，圍繞重點(diǎn)產(chǎn)品鍛造產(chǎn)業(yè)鏈,。

　?。ㄋ模┘訌?qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

　　目前全球都在加速構(gòu)建面向信任和價(jià)值傳遞的新型基礎(chǔ)設(shè)施。面向工業(yè)元宇宙未來(lái)發(fā)展,，持續(xù)推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),、標(biāo)識(shí)、平臺(tái),、安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),，同步推進(jìn) 6G、新型標(biāo)識(shí),、工業(yè)元宇宙平臺(tái),、隱私計(jì)算等能力建設(shè)與應(yīng)用,，快速構(gòu)建支撐工業(yè)元宇宙發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施。

　?。ㄎ澹┨剿鞅O(jiān)管機(jī)制

　　工業(yè)元宇宙將帶動(dòng)區(qū)塊鏈等分布式技術(shù),、數(shù)字智能體與數(shù)字化身、原生虛擬資產(chǎn),、人工智能生成內(nèi)容等快速發(fā)展,，同時(shí)也帶來(lái)分布式系統(tǒng)監(jiān)管、企業(yè)數(shù)據(jù)與活動(dòng)保護(hù),、虛擬資產(chǎn)炒作,、生成內(nèi)容知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等系列監(jiān)管挑戰(zhàn)，需要結(jié)合工業(yè)元宇宙發(fā)展提前研究可能的機(jī)制和手段,。

　　六,、發(fā)展展望

　　工業(yè)元宇宙通過(guò)打造與現(xiàn)實(shí)工業(yè)經(jīng)濟(jì)映射和交互的虛擬世界，構(gòu)建圍繞產(chǎn)品,、企業(yè)自身,、企業(yè)上下游、消費(fèi)者乃至整個(gè)工業(yè)生態(tài)體系虛實(shí)共生環(huán)境下智能高效協(xié)作閉環(huán),，推動(dòng)工業(yè)向全息智能生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的更高階段發(fā)展,。當(dāng)前，工業(yè)元宇宙仍處發(fā)展初期,，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力,、內(nèi)容引擎開(kāi)發(fā)、應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新,、虛實(shí)映射與交互等方面還面臨很多限制,，工業(yè)元宇宙應(yīng)用的實(shí)時(shí)性、交互感,、沉浸感和真實(shí)感仍有待提高,，特別是面向制造過(guò)程孿生化的核心業(yè)務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)較少，工業(yè)元宇宙離落地應(yīng)用仍有較大差距,，但工廠數(shù)字孿生,、產(chǎn)品沉浸式體驗(yàn)、AR/VR 培訓(xùn)等等應(yīng)用已經(jīng)展示出了成效,。未來(lái),，隨著應(yīng)用探索和技術(shù)創(chuàng)新不斷展開(kāi)，工業(yè)元宇宙將逐漸走向成熟,。