工业元宇宙构建未来工业新蓝图

文 | 本刊记者 石菲

在人类历史上，从来没有任何一个时代像今天这样——科技领域最尖端的进步能够以极快的速度推动产业和商业走向成熟，给亿万普通人的生活带来巨大的变化。云计算、人工智能（AI )、虚拟现实（VR )、数字孪生等不断涌现的新技术，一次次地刷新着人们的认知，从底层改造和重塑我们的生活方式、消费习惯、生产关系和商业结构。

当前，数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。

随着数字经济步入从量变到质变的新阶段，人类思考问题的方式已经逐渐由以物理世界为重心向以数字世界为中心迁移。元宇宙概念恰逢其时，成为近几年业界追逐的热点。

继2 0 2 1年底将“元宇宙”写入地方“十四五”产业规划后， 7月8日，上海发布《上海市培育“元宇宙”新赛道行动方案（2022-2025年）》，提出到2025年元宇宙相关产业规模达到3500亿元，带动全市软件和信息服务业规模超过1.5万亿元、电子信息制造业规模突破5500亿元。

元宇宙在受到追捧的同时，也有一些劣势不容回避。在概念火爆的同时，缺乏落地路径，容易落入炒作怪圈，使得元宇宙颇有一些“脱实向虚”的味道。

而元宇宙在工业领域的应用价值远远大于消费领域。特别是近年来制造业转型升级为工业元宇宙打下了技术基础。从两化融合到工业4.0，再到制造强国战略，工业数智化成为传统工业转型升级，实体经济振兴，中国经济换道超车的最重要抓手。工业元宇宙可以加速工业企业的数智化进程，助力实体经济转型升级，帮助中国经济换道超车。

工业元宇宙可以覆盖工业生产全链条环节，工信部《虚拟现实产业发展白皮书5.0》中明确提出“通过财政资金促进虚拟现实技术产业化，支持面向工业、文化、教育等重点行业的虚拟现实技术应用”。今年5月消息，工业互联网平台企业雪浪云宣布完成超3亿元人民币B轮融资。本轮融资后，雪浪云将强化核心技术平台雪浪OS，建设工业元宇宙的数字底座。

工业元宇宙同样也是各个地方政府的规划重点，上海、广州、无锡、武汉等多地的相关政策均鼓励元宇宙在包括工业制造、社交娱乐等领域的应用，推动元宇宙与实体经济相融合。

本期封面故事聚焦工业元宇宙，尝试为读者解释工业元宇宙的概念与应用场景，涉及到的技术以及未来的发展趋势。

“由虚向实”的工业元宇宙

与消费元宇宙相比，工业元宇宙更重视“由虚向实”的过程，关注解决各种应用场景中的具体问题。

根据业内提及较多的定义：工业元宇宙是以XR、数字孪生为代表的新型信息通信技术与实体工业经济深度融合的新型工业生态。通过XR、AI、loT、云计算、数字孪生等技术，打通人、机、物、系统等领域的无缝连接，实现数字技术与现实工业结合，促进实体工业高效发展。

与数字孪生不同，工业元宇宙要实现的不是单个领域和生产线中的信息互动，而是将客户、供应商等行业内多个企业的信息在工业生产、流通等整个生命周期中实现互联互通，让所有信息能够为多个主体所服务。

换句话说，工业元宇宙在虚拟空间中实现对研发设计、生产制造、营销销售、售后服务等环节和场景的全面模拟，将覆盖工业生产全链条环节。将现实工业环境中的研发设计、生产制造、营销销售、售后服务等环节和场景在虚拟空间实现全面部署，通过打通虚拟空间和现实空间实现工业的改进和优化，形成全新的制造和服务体系，达到降低成本、提高生产效率、高效协同的效果，促进工业高质量发展。

工业元宇宙拓展企业视野

与消费元宇宙不同，工业元宇宙的重点是成熟技术的场景创新。例如，工业元宇宙可能会把数字孪生带到一个全新的水平。

在“工业元宇宙”的蓝图中，数字孪生技术扮演了举足轻重的角色。数字孪生技术不仅可以让我们看到产品外部的变化，更可以看到产品内部每一个零部件的工作状态，进行预测性的决策。

在工业元宇宙中，数字孪生技术将向更广泛的部署和更深入的操作发展，如数字孪生的使用可能会从员工培训、远程诊断、能源监控和预防性维护等领域扩展到整个工厂的所有流程，甚至参与公司跨部门协作框架。

再加上AR、VR等技术，工业元宇宙可以进行协作产品开发，提升供应链透明度，加快生产过程，降低生产误差等，新产品只有在仿真验证过之后才转入物理世界实际生产，并且可以随时得到 AI 的指导与决策支撑，提前验证结果实时纠错。在工业元宇宙中，企业的产品设计、工艺开发、试产测试、经营管理、市场营销都可以以开放的形式面向全社会。虚拟世界与现实世界的各项决策与结果都可以通过区块链记录下来，作为考核与审计的依据。

由于贯穿工业产品的整个生命周期，工业元宇宙会将现在所有智能制造的应用场景和空间进行延伸，比如会从数字孪生扩展到数字原生，智能技术的应用会从车间扩展到整个企业，从单个企业扩展到供应链。

以工业互联网为例，如果说工业互联网是将虚实连接在一起，而工业元宇宙下的虚体和实体不仅要共生，还要相互协同，指导实体的同时又不断丰富虚体的相应运行。

工业互联网扮演的主要是基础设施的角色，更强调物理硬件和系统的联动，主要负责物理现实世界的打通。而工业元宇宙，还要进一步结合5G、AR、VR、AI计算机视觉、区块链等技术，按照全新的规则重新整合。工业元宇宙会继续强化虚拟世界和现实世界的联动，让数据信息更深入地服务于企业运营、资源调度、人员协同等方面。

此外，伴随着元宇宙概念的外延，工业元宇宙内部隐藏的应用价值正在为各行业所逐步挖掘。工业元宇宙的价值功能，除了满足企业已经存在的需求外，还将带动新的需求，拓展企业视野，打破市场边界，衍生新兴产业。

因此，工业元宇宙也被誉为将是未来产业的竞争战场。

不过当下，工业元宇宙仍处于初级阶段。支撑工业元宇宙发展的，既包括强大的算力、AI、数字孪生等基础技术，也包括强大的芯片、传感器、光学镜头、VR/AR等硬件设备，在技术发展的同时生态体系建设同样不可或缺。