中国工业元宇宙发展洞见（2022）

　　近日，由Unity中国联合腾讯云与沙利文咨询共同呈现的《2022年元宇宙系列白皮书》之《中国工业元宇宙发展洞见》（后称“白皮书”）正式刊发。

　　工业元宇宙最重要的价值在于，对现代工业的复杂系统，做彻底的，全方位的、系统的数字孪生，使整个工业处于完全的数字化、智能化和信息化的直观状态，并且使整个工业体系能够在虚拟化的背景下重构，这种重构打破了传统工业、行业和企业的边界与束缚，真正实现在技术支撑下的产业融合，最大化地提高生产效率。

　　通过设备数字孪生及流程全面数字化，提供生产系统的全数字孪生镜像，工业元宇宙能够实现生产托管，对物流、物资配送等，提供供应链的全链条管理；对能源、电力等，提供镜像分析与模拟试错场景；解决迭代试错成本高昂、升级困难的问题，实现可持续性的降本增效。

　　工业元宇宙丰富的特征和广泛的应用决定它的实现具有高复杂度，涉及多类技术群的融合和创新。工业元宇宙技术体系包括数字孪生技术群、智能网络技术群、泛AI技术群、新信息通信技术群以及工业制造相关技术群。

　　其中，智能网络、大数据、人工智能、云计算、区块链等相关基础技术是工业元宇宙的技术底座；感知互联、实体映射、多维建模、时空计算、仿真推演、可视化、虚实交互七个数字孪生相关技术构成了工业元宇宙的关键技术体系。

　　在制造业领域，工业元宇宙聚焦于产品数字化设计、工艺流程管控和重大设备管理等场景；在城市管理领域，工业元宇宙赋能城市规划、建设、治理、优化等全生命周期环节；在交通与汽车领域，工业元宇宙应用于交通工具的功能设计与研发、仿真测试、自动驾驶、故障诊断与设备维护等细分场景；在建筑领域，工业元宇宙赋能建筑规划设计、实施、运营维护等环节；在能源领域，工业元宇宙的应用覆盖能源生产、储运、管理和消费等场景。

　　工业元宇宙产业分析工业元宇宙产业链可分为基础设施层、核心层和应用层，中国企业在基础设施层的布局相对领先，基本可实现自主可控；核心层的关键技术、软硬件等主要依赖进口；应用层多为本土企业与外企协同合作。

　　包括通信网络基础设施、算力基础设施和新技术基础设施，主要负责数据的实时传输与分发、存储计算与处理、数据挖掘与分析决策，保障工业元宇宙的正常运转。目前中国企业在基础设施层的布局处于较为领先的位置，基本上可实现完全的自主可控。

　　由交互体验、产业平台、建模仿真和数字孪生组成，其中数字孪生是工业元宇宙最为核心的组成部分。数字孪生为工业元宇宙虚实交互、虚实协同提供技术支撑，完成从现实工厂的设备或者装置到虚拟世界的全真映射。

　　现阶段工业元宇宙的应用场景主要集中在智慧城市、智慧交通、智能制造、智慧建筑、智能汽车、智慧能源等领域，通常由中国企业协同海外企业共同完成。在中国数字化转型浪潮下，工业元宇宙以实现物理世界与信息世界交互与共融的需求应运而生，数据标准化、数字人才培养、核心技术、数据安全等相关领域的企业将迎来黄金发展机遇。

　　在政策规划支撑下，工业元宇宙的技术架构链条逻辑上分为基础层、技术层、能力层、终端层、应用层五大板块。其中核心技术层涉及多类技术群的融合和创新并集成于平台，实现工业相关领域深度赋能。

　　工业元宇宙的崛起涉及多类技术群的融合和创新，实现工业元宇宙的关键技术包括数字孪生技术、虚拟引擎技术、人工智能技术、物联网技术、区块链技术、人机交互技术、智能网络技术。

　　数字孪生建模是将物理对象建立对应的虚拟数字模型，该模型可以通过接收来自物理对象的数据而实时演化。建模、仿真和基于数据融合的数字线程是数字孪生体的三项核心技术。

　　虚拟引擎是一套帮助开发者实现实时交互的软件开发工具，旨在帮助开发者实现实时3D的高效率开发。虚拟引擎广泛应用于汽车、建筑、城市等工业领域，工业元宇宙或将成为虚拟引擎未来的蓝海市场。

　　AI算法和AI技术的能力持续拓宽正加速“AI+工业元宇宙”的快速部署，AI在工业元宇宙中的应用持续深化。AI技术改造工业的生产方式和决策模式，达到增效和提质的作用，助推工业AI+快速落地。

　　物联网是工业元宇宙底层伴生技术，通过将工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作，为实现工业元宇宙万物链接和虚实共生打下基础。物联网在工业领域应用将由简单场景应用向深层次应用演进。

　　XR（AR、VR、MR）技术具备的三维可视化效果，能够加快与工业场景中几何设计、仿真模拟融合。智能交互技术有望持续赋能工业元宇宙的数字孪生应用效果，在各应用场景中实现仿线.智能交互（数字全息）

　　业务场景：基于数字孪生的不断发展，工业元宇宙所能覆盖的虚拟场景广度、产品生命周期长度、精细化及仿真程度亦随着上升，可覆盖产品从研发设计、生产制造、运维管理、到销售服务阶段全生命周期的业务场景。

　　功能应用：工业元宇宙的功能应用是在基础设施的支撑下实现，包括数字孪生、云渲染、虚实交互、大数据可视化、工业互联网等相关技术、工具与平台。基于这些技术、工具与平台，物理世界中产品、服务或生产流程数据可同步至虚拟空间中，虚拟世界中的模型和数据能够与对应的真实物理对象进行交互，这一系列过程的实现包括三维建模、远程虚拟控制、工业模拟仿真、实时监控与运维、数字工厂展示等功能的输出。