“中國制造業正在面臨制造業外流、地緣經濟分裂、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中國工業元宇宙產業研究報告》如是寫道。

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

　　任何一個新物種的誕生都需要完整走完“概念層、產品端、產業化”三個階段才算是徹底成熟，工業元宇宙也是如此。

　　隨著工業元宇宙相關技術的逐步成熟，對于連接進入系統的主體、內容將會越來越多。相關機構表示，2020年，我國工業互聯網核心產業經濟增加值總體規模達到6520億元，2025年預計將達到16224億元。

　　工業元宇宙作為工業互聯網更高級的形態，可以在工業互聯網市場持續發力和滲透。

　　TrendForce集邦咨詢數據顯示，工業元宇宙將催動全球智能制造市場規模于2025年達5400億美元，2021至2025年復合成長率達15.35%。

　　工業元宇宙的未來固然是明亮的，但很多人依然想知道：工業元宇宙究竟給中國制造業帶來什么改變?排除掉元宇宙概念帶來的虛火，工業元宇宙是否真能扛起制造業彎道超車的大旗?從工業互聯網到工業元宇宙，是“扯虎皮拉大旗”，還是“順利交棒”?

　　工業元宇宙帶來了什么?

　　工業元宇宙的范疇遠比工業互聯網寬泛，兩者之間有很大區別。

　　工業互聯網是工業元宇宙的一部分，更多扮演基礎設施的角色，強調物理硬件和系統的聯動，主要負責物理現實世界的打通。而工業元宇宙，還要進一步結合5G、AR、VR、AI計算機視覺、區塊鏈等技術，按照元宇宙的規則重新整合。

　　比如在二維互聯網世界中，工廠操作人員只能通過二維的數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。

　　而在工業元宇宙中，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境，在虛擬工廠里，生產線、原材料、產品一一對應，甚至連物理規則都有嚴格設定。每輛車大小10GB左右，一個系統可同時模擬300輛車的生產過程。數字工廠讓全球工程師、設計師、專家等融合到一個場景中協作，共同從事產品規劃、設計、模擬等工作。

　　無獨有偶，意識到工業元宇宙價值的企業不止一個。此前，微軟宣布，川崎重工已成為其工業元宇宙業務的新客戶。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、維修和供應鏈管理。據悉，目前微軟的工業元宇宙已有亨氏和波音兩家重要客戶。

　　更加值得注意的是，工業元宇宙更大的意義還在于為工業互聯網中被“卡脖子”的基礎軟件、工業設備提供更高效率、低成本的解法。

　　以芯片為例，一位從事建模的業內人員曾表示：“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。現在做一個芯片生產車間，隨便一個小改動，現實環境里就是幾億元的投入。”

　　但若能在虛擬世界中模擬產品設計、規劃、生產、優化的全生命周期活動，就能避免在現實世界中實打實地投入這些成本。且等到在虛擬世界中將其余問題解決后，現實世界工廠能夠只負責生產，這一過程大大加快了產品設計迭代的速度。

　　基于此，2022年6月，西門子表示繼續與英偉達合作，將旗下Siemens Xcelerator平臺與NVIDIA Omniverse平臺結合，創建一個工業元宇宙，降低工廠、建筑物的運營成本，并加快新產品設計的速度。

　　而虛擬數字化工廠的搭建都離不開工業元宇宙底層技術支撐。

　　工業元宇宙底層技術

　　億歐參與撰寫的《元宇宙與碳中和》將元宇宙技術支撐分為六大底層技術：物聯網技術、區塊鏈技術、交互技術、電子游戲技術、人工智能技術、網絡及運算技術。這些技術融合到極致，將會打造出一個三維的、完全平行于現實社會的虛擬世界，將現實搬上虛擬世界將只是元宇宙的第一步。

　　根據《2022中國工業元宇宙產業研究報告》，工業元宇宙底層技術將分批次爆發，2030年以后工業元宇宙有望進入雛形階段：底層技術突破(2022-2027);產業躍升變革(2027-2032);工業元宇宙雛形(2032-2042)。具體為：

　　MR技術群：VR/AR/MR和全息投影技術在工業場景實現規模化落地，20%的生產一線員工可以熟練掌握如何借助新型頭盔提高工作效率。

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

　　數字孿生技術群：跨企業、跨行業的數字孿生術語、架構和模型等相關標準成熟且落地，從產品到設備、產線、工廠實現全要素數字孿生，且與物聯網實時數據聯動。

　　AIoT技術群：在邊緣智能計算優化的基礎上，標準化、低成本的工業大數據解決方案實現推廣復制。

　　區塊鏈：一方面，區塊鏈性能不足核心技術瓶頸得以突破，另一方面，區塊鏈技術不斷適配工業分布式協作場景，工業元宇宙經濟體系初步建立。

　　計算機圖形學：計算機圖形學技術與行業Know-how相結合實現深度融合，物聯網感知層數據借助3D建模軟件等轉化為海量實時的3D可視化內容。

　　工業元宇宙場景中，虛擬信息和現實信息難以完全分離，呈現“實中有虛、虛中帶實”的特點。據此，億歐智庫認為，考慮到場景需求相關性和設備替換成本，3至5年內，MR設備是最適合工業元宇宙的交互終端，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品和落地案例，未來要在工業元宇宙中實現更大規模應用，技術改進方向主要包括視場角、光學顯示、人機交互，以及提高設備穩定性、安全性、降低硬件成本以適應工業場景特點等。

　　此外，算力是工業元宇宙運行的基礎，支撐著數字資產運維、虛擬內容創作、用戶體驗等一切行為，算力技術成熟階段能滿足工業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技術大會上表示，元宇宙相關技術的實現需要依靠超強算力，AR/VR、區塊鏈、Al分別需達到3900EFLPOS、5500EFLPOS，以及6000EFLPOS級別算力，以提供連續長周期、突發短周期智能服務。

　　億歐智庫估算，全球算力規模已基本滿足元宇宙0.9的運行需求，從中國各行業算力應用分布來看，制造業算力占比僅4%，主要因為中國制造業整體數字化轉型成熟度較低，企業缺乏動力自建算力，因此，短期內發展工業元宇宙還需要普惠型公共算力基礎設施的支持。

　　尾聲

　　實際上，元宇宙在很長一段時間內都是處于概念階段。業界普遍預計，相關技術至少還需要10到20年的積累才能逐漸實現元宇宙產業雛形。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“以身試險”。

　　2020年以來，多家公司涉足并持續深入布局工業元宇宙，當前國內不少企業正在向智能制造靠攏，高度依靠全自動化生產線生產的手機行業是其中的典型之一。比如小米智能工廠一期已經下線生產，二期工廠也將預計2023年底開始投入生產。此外，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賽博物理系統，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作類場景需要重點把握，場景痛點將驅動技術持續突破。

　　其中，三維可視化可以實現信息的高效精準傳遞，使更多生產一線員工接觸到工業數據，并且更加直觀地了解隱性數據，快速分辨出“有用的”和“沒用的”數據，促進數據有效利用。

　　此外，疫情因素催化下，大批工業企業被迫停工，遠程協作逐漸成為剛需，員工借助XR眼鏡解放雙手，在虛擬場景中進行沉浸式協助有望成為效率最高、效果最好的工作方式之一。