“由虛向實”的工業元宇宙

       人類工程技術創新經歷了蒸汽時代、電氣時代、信息時代和互聯網時代，工業元宇宙作為工業互聯網更高級的形態，正得到社會各界的廣泛關注。

       早在2013年，德國提出的工業4.0中，虛實融合仿真技術就被認為是智能制造的核心。有觀點認為，通過將信息物理系統、數字孿生與5G引發的AR、VR、AI計算機視覺、低時延遠程控制等應用按照“元宇宙”的概念有機整合，便構建起了“工業元宇宙”。

       與消費元宇宙相比，工業元宇宙更重視“由虛向實”的過程，關注解決確切場景中的具體問題，將覆蓋工業生產全鏈條環節，元宇宙在工業領域的應用價值或遠大于消費領域。

       工業元宇宙現階段的落地情況如何，未來又將走向何方？

       01 巨頭集體押注

       目前，元宇宙戰場上硝煙彌漫，雖然人們在虛擬世界里生活、游戲、工作聽起來像一個美好的藍圖，但實際來看，微軟、英偉達、Meta等全球巨頭的目光并沒有局限在普通消費者的需求，這也是工業元宇宙商業應用發展更快的原因之一。

       據外媒報道，微軟的“工業元宇宙”計劃正在成形，公司內部成立了一個新的團隊，名為“工業元宇宙核心”，該團隊將專注于創建身臨其境的軟件界面，用于為發電廠、工業機器人和運輸網絡等應用提供動力的工業控制系統。

       例如，微軟在與川崎重工的合作中，通過AR創建出一個能復刻現實世界的數字化工作空間，從而加快維修和啟動新的生產線等流程。川崎重工的車間工人可以佩戴微軟HoloLens頭顯設備來輔助生產、維修和供應鏈管理。

       在AR的幫助下，工人能夠更快發現生產線發生故障的原因。同時，專業維修人員可不再親自到現場，而是直接通過AR的視覺提示，指導現場佩戴頭顯的工人修理損壞部件。

       可以說，從單個螺絲到整個工廠，物理世界的所有細節都能夠在虛擬空間得到復制，此技術還能讓車間管理人員遠程管理新開設的生產線，有效解決供應鏈問題。

       02 制造業距離元宇宙還有多遠

       我國是全球唯一擁有全部工業門類的國家，豐富的制造業應用場景正等待著元宇宙潮水的潤澤。

       工信部發布的《虛擬現實產業發展白皮書5.0》中明確提出“通過財政資金促進虛擬現實技術產業化，支持面向工業、文化、教育等重點行業的虛擬現實技術應用”。


       2022年開始，國內多地政府也開始推動元宇宙產業前瞻性布局，并陸續出臺相關配套政策、構建產業園區、設立專項基金、引進相關企業與人才，引導元宇宙產業發展。

       但對于傳統制造業而言，不管名詞有多么深奧，只有真正能夠應用到工廠的技術，才有現實價值和意義。根據中國信息通信研究院發布的數據，2020 年中國數字經濟規模達到 39.2 萬億元人民幣，占 GDP 比重達 到 38.6%。傳統產業在 GDP 所占比重更大，在數字化轉型過程中，傳統制造業距離元宇宙究竟還有多遠？

       當前國內不少企業正在向智能制造靠攏。作為高度依靠全自動化生產線生產的手機行業，就是典型之一。

       目前，小米智能工廠一期已經下線生產，二期工廠也將預計于2023年底開始投入生產。小米智能工廠是高度智能化的“黑燈工廠”，內部可以實現全程自動化無人生產，僅進行人工物料補給，真正做到自動化、信息化、智能化，年產量達到百萬臺級別。

       此外，汽車制造也需要高度的全自動化智能生產線。國內汽車廠商吉利汽車從新車設計、工藝開發、試產驗證等都已大量使用到賽博物理系統，大大縮減了新車研制的周期。

       在國內諸如中國石油、國家電網、寶鋼股份、伊利等知名企業已經開始采用AR遠程協助解決方案，應用于物流倉儲、能源電力、快消制造等應用場景。

       而隨著元宇宙相關技術的逐步成熟，工業元宇宙的應用場景將覆蓋產品從研發設計到銷售售后的全生命周期，“虛實協同”指導和推進工業流程優化和效率提升，以實現降本增效、高效協同和節能減排。

       03 工業元宇宙的“未來形態”

       有業內專家預測，預計到2027年工業元宇宙將在底層技術上取得突破，2032年前實現跨越式轉型，并在2032年前初具規模。

       在京東集團高級副總裁、探索研究院院長陶大程看來，目前元宇宙在實體經濟的賦能落地上逐漸分化為兩條路徑，首先是生產范式的轉變，“創造一個高精度的數字孿生場景，把現實世界中的問題映射進元宇宙中，在元宇宙中仿真尋找解決方案，再把最優解部署回現實世界。”他認為這可以大大減少物理世界的調優與試錯等環節，達到研發周期縮短、創新能力提高等效果。


       其次是優化范式的轉變。在他看來，傳統制造業一大痛點是冗長的生產環境中各個信息孤島，只能進行單點優化，效率提升非常困難。而工業元宇宙將打破數據孤島，以統一的元宇宙信息模型對全鏈路信息進行表達，將單點優化范式轉型升級為全鏈路協同優化。

       另有觀點認為，工業元宇宙是使用數字技術對現實世界中的社會屬性和自然屬性進行重構和再創造的能力集合，不止于實現生產力的升級，還會帶來數字融合為主題的商業模式和產業結構的轉變，為不同層次的實體企業共享數字經濟的增長紅利敞開機會窗口。