2022中国工业元宇宙产业研究报告亿欧智库https://www.iyiou.com/researchCopyrightreservedtoEqualOceanIntelligence,July, 2022 前言2研究背景核心结论◆报告核心立场：工业元宇宙的叙事逻辑重在工业，将以工业领域细分应用场景的具体业务痛点为导向实现落地，并且落地效果好坏直接决定是否继续推行相关案例，相较消费元宇宙的的梦幻畅想，工业元宇宙必须脚踏实地。◆技术实现路径：工业元宇宙存在一条直接有效的技术实现路径，亿欧智库将相关技术概括为“Meta-X”技术群，这决定了现阶段工业元宇宙至少能实现：①优化人机交互方式和体验；②云-边-端泛在算力；③数字孪生体（人货场）；④打通多源异构数据。◆场景分析结果：工业元宇宙有着痛点分明的应用场景，且相关案例落地效果清晰可见，亿欧智库据此提出了“工业元宇宙场景评估模型”，帮助各方更直观地理解、分析、评价工业元宇宙给中国制造业带来的实际作用，比较遗憾地是，目前工业元宇宙以单点应用为主，后续还需调研更多案例来验证优化该模型。◆未来趋势展望：综合“Meta-X”技术群爆发节点预测和场景分析结果，亿欧智库认为2030年以后，中国工业元宇宙有望进入雏形阶段，1-3年内XR软硬件企业、工业软件企业将最先受益，3-5年工业元宇宙将实现绿色低碳算力。每只“黑天鹅”的背后都隐藏着一头巨大的“灰犀牛”，不时爆发的疫情按下生产暂停键，是灰天鹅，而比疫情这只灰天鹅更可怕的，是中国制造业正在面临的制造业外流、地缘经济分裂、劳动力成本上升等灰犀牛风险，科技创新与转型升级已然是中国制造业抗住风险的必然选择。元宇宙元年之后，褪去科幻外衣的元宇宙成为未来10-20年的最强科技风口，它将给中国制造业带来哪些改变？亿欧智库延续以往工业互联网系列研究经验，深入研究工业元宇宙给工业互联网带来的“升维”效果，给出了对工业元宇宙概念的定义和理解，并在此基础上，探究底层技术演变特点、应用场景痛点及落地案例等，得出了中国工业元宇宙发展的趋势展望，希望给各方带来有益参考。 工业元宇宙产业概况工业元宇宙技术洞察工业元宇宙场景分析工业元宇宙趋势展望目录C O N T E N T S 工业元宇宙产业概况 概念界定：工业互联网三大维度升级，元宇宙时代初启5◆从工业发展阶段来看，工业元宇宙将开启工业5.0时代，相关技术创新更加强调人的价值；从具体概念来看，工业元宇宙是工业互联网的升维形态，主要体现在：底层技术范畴更广、场景应用更强调虚实融合、智能制造效果更优。来源：公开资料，亿欧智库分析1760-1850标志：蒸汽机发明瓦特改良蒸汽机，开创机器代人的工业浪潮，尽管彼时只能用蒸汽或水力驱动，效率较低，但奠定了机器代人的工业思想基础。1870-1900标志：电力广泛应用内燃机和发电机被发明，机器拥有了足够的动力，汽车、飞机、轮船等提高了运输效率，电话等提高了信息传递效率，机器功能趋向多样。1950-至今标志：电子与信息技术互联网信息技术快速普及，各类生产机器人取代人类劳动力，生产效率大幅提升，原子能、航天技术、人工材料等前沿科技发展壮大。2011年首次提出标志：信息物理系统企业能以信息物理系统的形式建立全球网络，整合机器、仓储系统和生产设施，将生产中的供应链、制造、销售信息数据化，智慧化。工业1.0机械制造时代工业2.0电气化与自动化时代工业3.0电子信息化时代工业4.0智能化时代工业5.0工业元宇宙时代2020年引发业界讨论标志：工业元宇宙技术创新：个性化的人机交互；以生物为灵感的技术和智能材料；数字孪生；数据、传输存储和分析技术；能源效率、可再生能源、储存。工业互联网底层技术范畴更广场景应用更强调虚实融合智能制造效果更优是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。是工业元宇宙技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过打造与现实工业经济映射和交互的虚拟世界，构建起工业产品全生命周期的虚实共生、企业和消费者智能高效闭环下的全息智能制造、智能经济体系，推动工业互联网走向更有效落地、更虚实融合的阶段。工业元宇宙 概念辨析：乱花渐欲迷人眼，抓住内在联系和关键区别6亿欧智库：工业元宇宙VS消费元宇宙亿欧智库：工业元宇宙VS未来工厂3.0现实世界虚拟世界实际价值发展路径发展瓶颈发展前景风险因素为 消 费 者 创造 全 新 的 虚拟体验科技尝鲜者-采纳者-追随者-从众者虚无主义、数字霸权克 服 硬 件 瓶颈后，快速进入爆发期终 端 硬 件 性能瓶颈实际价值发展路径发展瓶颈发展前景风险因素以 虚 实 融 合的 生 产 方 式降本增效产业痛点-试点解决方案-推广复制难复制、难标准化以 落 地 价 值为标准，以项 目 制 形 式稳步推进价 值 落 地 及应 用 推 广 困难工业元宇宙“由虚向实”，消费元宇宙“由实向虚”，短期来看，消费元宇宙爆发力更强，长期来看，工业元宇宙更稳健，更易被社会接受。来源：公开资料，亿欧智库分析由虚向实由实向虚消费元宇宙工业元宇宙从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均无需人工操作，把工厂交给机器，利用工业机器人取代工厂人力，降低生产成本提高生产效率。未来工厂1.0：黑灯工厂、无人车间利用物理模型、传感器实时数据、运行历史等数据，在虚拟空间中完成联动，反映相对应的实体装备的全生命周期过程仿真，优化产线运营效率、改善生产不足。未来工厂2.0：全连接数字工厂利用元宇宙及其相关技术，实现概念验证、产品测试、仿真运营等，将大幅度提升生产效率，减小试错成本。未来工厂3.0：工业元宇宙落地形态之一工业元宇宙在企业管理、产业链生态等层面，还会有其他落地形态。 发展背景：智能制造瓶颈明显，元宇宙应用机遇初现7亿欧智库：中国推进智能制造发展实施“两步走”战略来源：公开资料，亿欧智库分析•设备互联互通信息孤岛问题：一条生产线涉及大量不同的设备底层通信和数据交互协议等，要实现设备之间有效的数据流动和融合，难度较大•在目前的人工智能发展阶段，对依托工业生产所产生的大数据进行智能化自动决策依然是有难度的。•工业互联网设备的专用软件难以通用也是当前工业互联网发展的一个较大瓶颈数据流动与融合问题到2020年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展。•成本：工业互联网安全涉及专业人员、数据中心、云计算等方面的成本•安全：工业互联网的数据泄露和网络攻击风险等成本和安全问题•工业互联网行业标准多，各个制造业的垂直领域专业壁垒高，难以找到通用的盈利和发展模式盈利模式仍需摸索到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。☆海量数据共建共享•工业元宇宙建设初期，将会投入海量传感器和智能化设备，收集生产现场数据、企业业务数据、产业链数据、客户市场数据等，便于后期依据现实数据构建虚拟世界。•现阶段，数据孤岛等问题，除了受限于技术，还受制于工业各主体间信任机制缺乏，区块链及智能合约等技术的应用将消除信任危机，推动各主体主动共享数据信息。☆算力普惠与隐私计算•工业元宇宙同样面临成本问题，且集中体现为算力成本，主要依托于算力平台的集约化建设、服务化使用。网络安全方面则主要依靠隐私计算和区块链等技术的成熟应用。☆数据确权与经济系统•区块链等技术应用使得数据资产得以确权，成为工业元宇宙交易体系的基石，未来以数据资产为交付物，以数据价值为定价标准。应用机遇面临瓶颈工业互联网三大痛点VS工业元宇宙解决之策 发展背景：关键领域和新型技术人才缺乏，元宇宙更适合“Z世代”员工89509094501034845442711电力装备新一代信息技术产业高档数控机床和机器人航天航空装备海洋工程装备及高技术船舶节能与新能源汽车先进轨道交通装备新材料生物医药及高性能医疗器械亿欧智库：2025年中国制造业人才缺口预测（单位：万人）45%55%工业互联网相关非工业互联网相关亿欧智库：2019年、2020年国家发布新职业构成数据工程技术人员、云计算工程技术人员占比44.8%Ｚ世代一般指1995-2009年间出生的人，又称网络世代、互联网世代，统指受互联网、即时通信、短信、MP3、智能手机和平板电脑等科技产物影响很大的一代人。超过60%欢迎人工智能和其他先进技术，认为它们能增加他们的工作经验。超过78%认为学校已经准备好培养他们成为数字劳动力人与机器成为工作伙伴来源：教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合发布的《制造业人才发展规划指南》，工业互联网研究院，Accenture，亿欧智库分析亿欧智库：2019年、2020年国家发布新职业构成 发展背景：多地政策快速响应，5年内工业元宇宙将自上而下推动9地区工业元宇宙相关政策发展目标实施路径广东“元宇宙10条”指出，重点培育工业元宇宙、数字虚拟人、数字艺术品交易等体现元宇宙发展趋势的领域，以期抢占互联网下一个“风口”，为推动数字经济高质量发展集聚发展新势能。暂未披露建设具有黄埔特色的元宇宙标志性场景、元宇宙关键共性技术与通用能力的价值创新与公共服务平台、特定研究方向的元宇宙相关项目等三个层面进行奖励，最高补贴分别达500万元。上海鼓励元宇宙在公共服务、商务办公、社交娱乐、工业制造、安全生产、电子游戏等领域的应用。暂未披露暂未披露无锡不断深化元宇宙在技术、产业、生态、人才、应用等方面的推进举措，加速推进“一区”（元宇宙核心产业区）、“一园”（元宇宙创新孵化园）和“一地”（元宇宙先进智造地）的打造。暂未披露依托九龙湾智造城功能布局，对接国内外“元技术”科研资源和科技成果，推动虚拟现实整机设备、感知交互设备、内容采集制作设备等制造项目落地，大力发展关键系统、总装集成、成套设备等制造业环节，探索建设虚拟现实产业发展基地。合肥培育打造元宇宙应用场景。除了游戏、娱乐、社交体验等场景以外，我省可着力培育以下几方面应用，一是加快工业仿真、数字孪生在生产制造中应用，打造“元宇宙+智能制造”示范应用。未来5年，合肥将培育3个千亿企业、300个专精特新企业，加快建成具有国际竞争力的先进制造业高地。重点突破工业软件。支持工厂仿真、生产线仿真等软件研发创新，依托安徽省现有工业软件基础，大力开展“产学研用”协同攻关，形成重点核心工业软件产品。山东根据山东省工业和信息化厅等七部门联合发布的《山东省推动虚拟现实产业高质量发展三年行动计划（2022-2024年）》，山东将用三年时间在全省培育推广百项应用场景及解决方案，打造国内一流、具有国际竞争力的千亿级虚拟现实产业高地。到2024年，全省虚拟现实领域累计新增申请国际、国内专利3000项以上，龙头企业研发投入强度达到6%以上，累计培育虚拟现实产业相关专业人才1万人以上。•潍坊重点打造全国虚拟现实整机与核心部件研发、生产基地•烟台重点打造工业领域虚拟现实特色应用基地，威海重点打造高端消费智能硬件产业园来源：公开资料，亿欧智库分析 工业元宇宙产业图谱10底层技术基础算力基础设施通信基础设施传感器区块链操作系统引擎内容场景应用交互入口数字孪生人工智能物联网装备引擎开发平台3D引擎XR内容/应用引擎3D建模软件XR核心硬件XR(VR/AR/MR)终端仿真设计软件体感/定位脑机接口单一场景（按照工业一般流程划分）多元场景（按照细分赛道划分）能源港口工业互联网升级衣联网时尚研发设计生产制造运维管理销售服务 工业元宇宙技术洞察 MR技术群作为虚实世界通道，发挥着促进数据双向反馈、快速迭代的作用Compute Engine（算力引擎）技术群工业元宇宙天文集数据处理的底层能量来源技术实现路径：“Meta-X”技术群打造可落地的工业元宇宙12数据生成阶段AIoT技术群采集、连接、融合、分析数据数据利用阶段DigitaTwin技术群映射现实、构建虚拟世界数据反馈阶段来源：亿欧