未来制造：工业元宇宙发展现状与发展历程分析

2024-08-30 2324

1、工业元宇宙发展现状

工业元宇宙的发展现状可以从以下几个方面来看。

技术发展：目前，工业元宇宙已经集合了多种前沿技术，包括虚拟现实、增强现实、5G 通信、大数据分析、AI 智能等，这些技术为工业元宇宙的发展提供了强大的支撑。同时，量子计算等领域也在不断发展，在未来将大大推动工业元宇宙的技术进步。

投资活跃度波动：中国元宇宙行业的融资活跃度在2022 年达到高峰后有小幅震荡，但一直保持在较高的位置，部分投资者对工业元宇宙产业有信心，未来将继续支持该领域的发展，从而进一步提升工业元宇宙产业发展水平。

全球发展：随着技术的发展，工业元宇宙产业及其应用正在全球范围内发展，不仅在国内拥有广泛的应用，而且还在全球范围内获得广泛的关注和支持。

应用场景不断扩大：目前，工业元宇宙的应用场景已经涵盖了能源管理、制造过程优化、产品设计和创新、供应链管理、设备维护和故障预测等多个领域。随着技术的不断进步和应用的深入挖掘，工业元宇宙的应用场景范围还将不断扩大。

未来，工业元宇宙将以赋能制造业为主要目标，大力探索虚实互促的制造业创新变革，在工业关键流程的元宇宙化改造、重点行业工业元宇宙布局和探索工业元宇宙创新应用模式三个方向发力。基于当前现状的发展方向，为建设工业元宇宙基础通用模型数据库，打造高精度、可交互、沉浸式的工业虚拟映射空间。部分城市的产业园区和企业已经开始探索基于元宇宙的产线运维、产

品监测新模式，打造工业元宇宙的营销平台和虚拟培训系统。未来会开发面向不同产品的个性化全生命周期管理系统，围绕资产设备、订单数据等开展供应链金融服务等，这也是通过发展工业元宇宙赋能新型工业化的重要措施。

2．工业元宇宙基础设施与产业生态

（1）“硬性”与“软性”基础设施

工业元宇宙的基础设施包括“硬性”和“软性”基础设施两大类。“硬性”基础设施主要体现为硬件及底层基础设施的技术支撑，“软性”基础设施主要体现为保障体系、标准体系和服务体系的建设，如图5 所示。

在硬件及底层基础设施搭建上，需要建设5G-A/6G、千兆光网/万兆光网、FTTR、卫星互联网等新型网络，满足工业元宇宙高速率、低时延、全域立体覆盖的应用需求。建设云边一体、算网一体、智能调度、绿色低碳的新型算力1，为工业元宇宙超高内容拟真度、实时交互自由度提供算力保障。发展工业元宇宙信任的“硬性”基础设施，试点去中心化场景应用，支撑元宇宙可信存储需

求。此外，还需打造元宇宙基础设施综合管理平台，实现计算、存储和通信能力的分布式协同，提升运营效率与可靠性。

工业元宇宙的软性基础设施中，保障体系和服务体系的详细内容将在第二章第四节进行阐述。工业元宇宙的标准体系尚处于发展的萌芽阶段，需要开展工业元宇宙标准化路线图研究，建设工业元宇宙产业标准规范体系，全面梳理工业元宇宙产业链标准化需求。按照《行动计划》的要求，围绕基础共性、互联互通、安全可信、隐私保护和行业应用等，组织开展国家标准、行业标准和团体标准制定和预研。

（2）“软性”基础设施推进产业聚集

工业元宇宙的保障体系、标准体系、服务体系三位一体，从以下几个方面共同推进工业元宇宙的基础设施建设和产业聚集。

强化战略规划和顶层设计：国家和地方政府加强对工业元宇宙发展的战略规划和顶层设计，明确发展目标、重点领域和实施方案，是推动工业元宇宙产业聚集的先决条件。

健全法律法规和标准体系：加强工业元宇宙领域的法律法规建设，完善知识产权保护、数据安全、网络安全等方面的法律法规。同时，加快制定工业元宇宙相关标准，推动形成统一、开放、互操作的标准体系。

加强产业协同和合作创新：促进工业元宇宙产业链各环节的协同合作，推动产学研用深度融合，共同推进技术研发、标准制定和产业化应用。鼓励企业加强合作创新，共享资源，协同发展。

优化政策扶持和资源配置：政府通过加大对工业元宇宙相关企业的扶持力度，如给予税收优惠、专项资金支持、优先采购等政策支持，优化资源配置，推动工业元宇宙产业的聚集发展。

建立人才培养和引进机制：建立健全工业元宇宙领域的人才培养和引进机制，加大人才培养力度，推动人才跨领域交流与合作，为工业元宇宙发展提供强有力的人才保障。

推进示范应用和场景建设：鼓励各地结合产业基础和资源禀赋，建设工业元宇宙特色产业园，推动关键技术产品和重点领域应用的示范应用。同时，加强与相关领域的数字化、智能化、网络化进程紧密衔接，加速工业元宇宙与实体经济各领域的深度融合发展。

加强风险防控和监管治理：建立健全工业元宇宙领域的风险防控和监管治理体系，加强数据安全、网络安全、市场监管等方面的工作，防范化解各类风险，保障工业元宇宙产业的健康发展。

总之，从战略规划、法律法规、标准制定、产业协同、政策扶持、人才培养、示范应用、风险防控等多方面入手，完善工业元宇宙的基础设施和产业生态建设，推动其健康、可持续发展。

3．工业元宇宙发展阶段

工业元宇宙的发展可分为四个阶段2：在初期发展的虚实映射阶段，产业形态较为单一，现实世界的工业生产过程和消费需求结构尚未改变，需要对物理

设备进行数字化建模。在虚实融合的第二阶段，物理设备数字化建模完成后，通过传感器实时采集设备运行过程中的数据，设备的运行状态被实时传输到工业元宇宙的虚拟世界中，为下一阶段虚拟世界中进行物理仿真提供基础。现实世界与虚拟世界虚实融合的程度有待发展，工业元宇宙相关服务和支撑保障体系还处在早期发展阶段。在以实控虚的第三阶段，现实场景虚拟化进程加快，AR/VR 硬件从娱乐设备向生产力工具转型，虚拟世界的工具和技术深入参与到改造现实世界的生产过程，产品设计、生产制造、交易流通等生产经营活动加速向虚拟世界迁移，工业元宇宙可以在虚拟世界中对物理设备进行高度精确的仿真，完全还原物理世界中的即时情景。在以虚强实的成熟发展阶段，工业元宇宙将实现工业生产的虚实统一，虚拟世界和现实世界之间实现完整映射和无缝交互，网络化协同体系完善，如图6 所示。

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