研究报告/2022/10 2022年元宇宙审系列白皮书： 中国工业元宇宙发展洞见 2022 China Industrial Metaverse White Paper 报告标签：元宇宙、工业数字李生、工业互联网 沙利文 头豹 Unity 腾讯云IRAYDATA 讲究报告12022/10 研究目的与摘要 2021年被称为“元宇宙元年”，元宇宙概念迅速点燃市场。本篇报告聚焦于元宇宙相关技术在泛工业领域的应 用研究，从结合行业政策、机遇与挑战、技术架构、应用场景及落地案例、国内外代表性企业等分析维度，给 出对工业元宇宙的理解与解读 此研究将会回答的关键问题： 研究区域范围：中国 ①工业元宇宙的定义、价值、发展机遇与挑战 研究周期：2022年 ②工业元宇宙涉及的技术群及其关键技术 研究对象：中国工业元宇宙产业 ③工业元宇宙在各行业的场景落地情况 01 工业元宇宙使整个工业体系能够在虚拟化的背景下重构，突破传统边界 与束缚，促使产业融合，实现可持续性的降本增效 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、系统的数字李生，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。通过设备数字李生及流程全面数字化，提供生产系统的全数字李生镜像，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 工业元宇宙涉及多类技术群的融合和创新，其中数字李生相关技术构成 了工业元宇宙的关键技术体系 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李生技术群、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、虚实交互七个数字李生相关 技术构成了工业元宇宙的关键技术体系 03 当前工业元宇宙整体仍处于发展初期，行业应用场景逐步落地，在制造、 城市管理、交通、汽车、建筑、能源等行业已有不同程度的应用 在制造业领域，工业元宇宙聚焦于产品数学化设计、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 头豹ewww.leadleo.com Leadle.e 400-072-5588 白皮书|2022/10 名词解释 →ADAS：AdvancedDriverAssistanceSystem，先进驾驶辅助系统，是利用安装于车上的各式各样的 传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处 理，从而能够让驾驶者察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术 AR：AugmentedReality，是一种将虚拟信息与真实世界融合的技术 BIM：BuildingInformationModeling，建筑信息模型，一种应用于工程设计、建造、管理的数据化 工具 CAD：ComputerAidedDesign，指运用计算机软件在图形化开发界面上进行管理软件的设计，通过 设计管理软件的流程结构、数据结构，最终通过计算机软件系统的自动数据加载、解析生成能够独 立应用的管理软件的过程 CAE：ComputerAidedEngineering，指工程设计中的计算机辅助工程 HMI：HumanMachineInterface，是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介 IloT：IndustrialInternetofThings，工业物联网，是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器 或控制器，以及移动通信，智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造 效率，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段 ◆loT：InternetofThings，指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激 光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、 热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物 与人的凡仔连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理 MBD：ModelBasedDefinition，是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体 UI：UserInterface，用户界面，是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部 形式与人类可以接受形式之间的转换 →VR：Virtual Reality，虚拟现实，利用计算机模拟创建一个三维空间的虚拟世界，是一种多源信息融 合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真 →管理壳AAS：资产管理壳(Asset Administration Shell)是一个(组)资产的数字表示。AAS由许多子模型 组成，可以描述特定资产的所有信息和功能，包括其特征、特性、属性、状态、参数、测量数据和 能力。其中，资产不仅是指设备和物料，也包括CAD模型、电气图，甚至包括合同、订单 白皮书|2022/10 Chapter 1 工业元宇宙产业 发展综述 ■定义与价值：工业元宇宙即将元宇宙相关技术应用在工业领 域，在虚拟世界中对现实工业环境进行全面模拟，通过融合 虚拟世界和现实世界，实现工业的改进与优化，达到降本增 效的效果，最大化地提高生产效率 政策分析：从国家层面看，以数字李生、工业互联网、元宇 宙为代表的数字产业成为“十四五”规划国家政策规划的重 点，政策在驱动关键技术发展的同时，推动企业进行数字化 转型，深化元宇宙技术在工业领域的应用 发展机遇：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，以实现制造 业、工业等行业全要素、全产业链、全价值链的互联互通， 从而不断催生新业态、新模式和新产业，相关企业将在这次 数字化浪潮中尽享时代发展红利 白皮书|2022/10 中国：工业元宇宙系列 中国工业元宇宙产业分析 一工业元宇审的定义与价值 工业元宇审即将元宇审相关技术应用在工业领域，在虚拟世界中对现 实工业环境进行全面模拟，通过融合虚拟世界和现实世界，实现工业 的改进与优化，达到降本增效的效果，最大化地提高生产效率 工业元宇宙的特征 数字员工 新文明 虚拟AI员工参与生产全过程， 探索数字文明新形态 形成全新的企业组织形态 STAFF 虚拟生产 自主创造 在元宇宙中完成生产制造， 每一个参与者都可以 或通过3D打印输出产品 工业 发明创造并参与交易 元宇宙 虚拟经济 在元宇宙中构建新经济 社会生态 体系，形成新经济生态 构建虚拟社会， 运营社区生态 数字产业链 上中下游产业链在同一 个元宇宙中组织生产 2021年，全球47个国家数字经济规模总量达到38.1万亿美元，同比名义增长15.6%， 占GDP比重为45.0%。中国数字经济规模为7.1万亿美元，位居世界第二，同比增长 16.2%，增速高于世界平均水平。从发展方向看，全面推行数字化转型和升级是中国 当前发展的战略重点，工业元宇宙则是数字化发展的必然趋势 ■工业元宇宙即是将元宇宙相关技术应用于工业领域 工业元宇宙即将元宇宙相关技术，包括物联网技术、AI技术、交互技术、智能网络 技术、超级算力技术、区块链技术、数字李生技术和虚拟引擎技术等，应用在工业 领域，在虚拟世界中实现对现实工业环境中的研发设计、生产制造、运维管理、销 售服务等环节和场景的全面模拟，覆盖工业生产全链条环节，通过融合虚拟世界和 现实世界，实现工业的改进和优化，形成全新的制造和服务体系 ■数字李生使整个工业体系能够在虚拟化的背景下重构，突破传统边界与束缚，促 使产业融合，实现可持续性的降本增效 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 统的数字李生，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 其次，工业元宇宙实现可持续性的降本增效。通过设备数字李生及流程全面数字化 提供生产系统的全数字李生镜像，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 来源：《工业元宇宙》、沙利文，头豹研究院 头豹ewww.leadleo.com 沙利文 Leade.e 400-072-5588 白皮书|2022/10 中国：工业元宇宙系列 中国工业元宇宙产业分析 -工业元宇宙发展历程 工业元宇审是在工业4.0和工业互联网的基础之上进行再次改造和升级 对现代工业的复杂系统进行数字李生，打破传统工业的边界，在虚拟 现实世界构建工业模型，最大化地提高社会生产力 工业元宇宙的发展历程 持续降本增效，生产效率大幅提升