“中國制造業(yè)正在面臨制造業(yè)外流、地緣經(jīng)濟分裂、勞動力成本上升等‘灰犀牛風險’，元宇宙元年之后，褪去科幻外衣的元宇宙將成為未來10-20年的最強科技風口。”億歐智庫《2022中國工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報告》如是寫道。

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

　　任何一個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，對于連接進入系統(tǒng)的主體、內(nèi)容將會越來越多。相關(guān)機構(gòu)表示，2020年，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增加值總體規(guī)模達到6520億元，2025年預計將達到16224億元。

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

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

　　工業(yè)元宇宙的未來固然是明亮的，但很多人依然想知道：工業(yè)元宇宙究竟給中國制造業(yè)帶來什么改變?排除掉元宇宙概念帶來的虛火，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)元宇宙帶來了什么?

　　工業(yè)元宇宙的范疇遠比工業(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)設施的角色，強調(diào)物理硬件和系統(tǒng)的聯(lián)動，主要負責物理現(xiàn)實世界的打通。而工業(yè)元宇宙，還要進一步結(jié)合5G、AR、VR、AI計算機視覺、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二維的數(shù)字大屏來觀測虛擬的工廠，需要鼠標點擊設備、工位等才能查看實時狀態(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設備，便能進入到虛擬世界的工廠中，不僅體驗更逼真，而且信息傳輸也更及時，直接輸入指令，就可以知道目標信息。

　　寶馬汽車曾用英偉達Omniverse平臺來模擬完整的工廠環(huán)境，在虛擬工廠里，生產(chǎn)線、原材料、產(chǎn)品一一對應，甚至連物理規(guī)則都有嚴格設定。每輛車大小10GB左右，一個系統(tǒng)可同時模擬300輛車的生產(chǎn)過程。數(shù)字工廠讓全球工程師、設計師、專家等融合到一個場景中協(xié)作，共同從事產(chǎn)品規(guī)劃、設計、模擬等工作。

　　無獨有偶，意識到工業(yè)元宇宙價值的企業(yè)不止一個。此前，微軟宣布，川崎重工已成為其工業(yè)元宇宙業(yè)務的新客戶。川崎重工計劃讓車間工人佩戴微軟HoloLens頭戴設備來輔助生產(chǎn)、維修和供應鏈管理。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：“古時候開個鐵匠鋪，哪里放鍋爐，哪里放鐵砧，影響不大，因為改錯的成本很低?，F(xiàn)在做一個芯片生產(chǎn)車間，隨便一個小改動，現(xiàn)實環(huán)境里就是幾億元的投入?！?/p>

　　但若能在虛擬世界中模擬產(chǎn)品設計、規(guī)劃、生產(chǎn)、優(yōu)化的全生命周期活動，就能避免在現(xiàn)實世界中實打?qū)嵉赝度脒@些成本。且等到在虛擬世界中將其余問題解決后，現(xiàn)實世界工廠能夠只負責生產(chǎn)，這一過程大大加快了產(chǎn)品設計迭代的速度。

　　基于此，2022年6月，西門子表示繼續(xù)與英偉達合作，將旗下Siemens Xcelerator平臺與NVIDIA Omniverse平臺結(jié)合，創(chuàng)建一個工業(yè)元宇宙，降低工廠、建筑物的運營成本，并加快新產(chǎn)品設計的速度。

　　而虛擬數(shù)字化工廠的搭建都離不開工業(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)絡及運算技術(shù)。這些技術(shù)融合到極致，將會打造出一個三維的、完全平行于現(xiàn)實社會的虛擬世界，將現(xiàn)實搬上虛擬世界將只是元宇宙的第一步。

　　根據(jù)《2022中國工業(yè)元宇宙產(chǎn)業(yè)研究報告》，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)場景實現(xiàn)規(guī)?；涞?，20%的生產(chǎn)一線員工可以熟練掌握如何借助新型頭盔提高工作效率。

　　算力技術(shù)群：性能計算機、智能超算中心、邊緣計算中心等實現(xiàn)低成本擴張，運算量約為2022年的500-800倍，且能保證高并發(fā)實時運算需求。

　　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、架構(gòu)和模型等相關(guān)標準成熟且落地，從產(chǎn)品到設備、產(chǎn)線、工廠實現(xiàn)全要素數(shù)字孿生，且與物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)聯(lián)動。

　　AIoT技術(shù)群：在邊緣智能計算優(yōu)化的基礎(chǔ)上，標準化、低成本的工業(yè)大數(shù)據(jù)解決方案實現(xiàn)推廣復制。

　　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)作場景，工業(yè)元宇宙經(jīng)濟體系初步建立。

　　計算機圖形學：計算機圖形學技術(shù)與行業(yè)Know-how相結(jié)合實現(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)化為海量實時的3D可視化內(nèi)容。

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

　　目前，MR硬件和軟件都已有相對成熟的產(chǎn)品和落地案例，未來要在工業(yè)元宇宙中實現(xiàn)更大規(guī)模應用，技術(shù)改進方向主要包括視場角、光學顯示、人機交互，以及提高設備穩(wěn)定性、安全性、降低硬件成本以適應工業(yè)場景特點等。

　　此外，算力是工業(yè)元宇宙運行的基礎(chǔ)，支撐著數(shù)字資產(chǎn)運維、虛擬內(nèi)容創(chuàng)作、用戶體驗等一切行為，算力技術(shù)成熟階段能滿足工業(yè)元宇宙設備無限量接入、時延趨近于零的要求。

　　中國工程院院士劉韻潔在2022年全球6G技術(shù)大會上表示，元宇宙相關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)需要依靠超強算力，AR/VR、區(qū)塊鏈、Al分別需達到3900EFLPOS、5500EFLPOS，以及6000EFLPOS級別算力，以提供連續(xù)長周期、突發(fā)短周期智能服務。

　　億歐智庫估算，全球算力規(guī)模已基本滿足元宇宙0.9的運行需求，從中國各行業(yè)算力應用分布來看，制造業(yè)算力占比僅4%，主要因為中國制造業(yè)整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度較低，企業(yè)缺乏動力自建算力，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)設施的支持。

　　尾聲

　　實際上，元宇宙在很長一段時間內(nèi)都是處于概念階段。業(yè)界普遍預計，相關(guān)技術(shù)至少還需要10到20年的積累才能逐漸實現(xiàn)元宇宙產(chǎn)業(yè)雛形。中信證券都無奈表示，“當前時間點很難給出元宇宙的短期受益投資標的”。

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

　　2020年以來，多家公司涉足并持續(xù)深入布局工業(yè)元宇宙，當前國內(nèi)不少企業(yè)正在向智能制造靠攏，高度依靠全自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)的手機行業(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)，二期工廠也將預計2023年底開始投入生產(chǎn)。此外，國內(nèi)汽車廠商吉利汽車從新車設計、工藝開發(fā)、試產(chǎn)驗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。

　　億歐智庫表示，未來1-3年，工廠三維可視化場景和跨空間多人協(xié)作類場景需要重點把握，場景痛點將驅(qū)動技術(shù)持續(xù)突破。

　　其中，三維可視化可以實現(xiàn)信息的高效精準傳遞，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“沒用的”數(shù)據(jù)，促進數(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，在虛擬場景中進行沉浸式協(xié)助有望成為效率最高、效果最好的工作方式之一。