探索工业 Metaverse ： 未来路线图

与剑桥大学合作探索工业 Metaverse ：通往未来的路线图B R I E F I N G P A P E RO C T O B E R 2 0 2 3 探索工业 Metaverse ： 未来路线图2封面 ： Midjourney ， Studio Miko 。图片 ： 盖蒂图片Contents1工业元宇宙 ： 定义 ， 它今天所处的位置对未来的展望 51.11.21.32工业 Metaverse 7 的基础和应用3工业元宇宙的未来 ： 路线图 114公司和政府的行动 15免责声明本文档由世界经济论坛作为对项目、洞察领域或互动的贡献。本文表达的调查结果、解释和结论是世界经济论坛促进和认可的合作进程的结果 ， 但其结果不一定是代表世界经济论坛的观点 ， 也不代表其所有成员、伙伴或其他利益攸关方的观点。© 2023 世界经济论坛。保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或任何方式复制或传播 ， 包括影印和记录 ， 或通过任何信息存储和检索系统。 探索工业 Metaverse ： 未来路线图32023 年 10 月探索工业 Metaverse ：通往未来的路线图前言Thomas Bohn é 剑桥大学网络人类实验室创始人兼负责人Cathy Li人工智能、数据和 Metaverse 负责人 ； 世界经济论坛执行委员会成员Kyriakos Triantafyllidis 世界经济论坛先进制造和供应链中心增长与战略负责人The industrial metaverse is likely to impact industry and shape its future. The path for the evolution and conceptualization of the industrial metaverse remains uncertain, especially regarding its short -, mid - and long - term developments within industry.为了帮助行业获得更好的理解 ， 世界经济论坛和剑桥大学的网络人类实验室与领先的行业合作伙伴和组织合作 ， 为工业元宇宙的复杂动力学、技术、用例和市场。作为定义和构建 Metaverse 计划的一部分 ， 本文是理解 Metaverse 背后的潜力的另一个里程碑 ， 其中调查已经开始关于揭秘消费者 Metaverse ， 其发展的社会影响 ， 以及在其建设中对互操作性 ， 隐私和安全的考虑。在这份简报中 ， 一份技术路线图概述了工业超宇宙的潜在发展道路 ， 并为行业领导者和政府提供了行动和讨论要点 ， 以跟上其最新发展。我们要感谢所有贡献者 ， 并邀请读者在本简报中探讨工业元宇宙的现状 ， 未来愿景和关键发展。 探索工业 Metaverse ： 未来路线图4执行摘要该路线图侧重于四个关键维度: 市场、用例、技术和资源。–路线图显示 ， 在市场方面 ，对于行业参与者来说 ， 评估工业元宇宙的经济、社会和环境价值非常重要。–在用例层面 ， 他们应该开始尝试第一个概念验证 ， 这些概念可以集成到更广泛的工业元宇宙平台中。–在技术方面 ， 公司应考虑建立确保互操作性的基础架构。–在资源方面 ， 他们应该围绕共同的愿景对员工进行教育 ， 提高技能和技能 ， 并促进跨学科的合作。未来几年 ， 工业元宇宙可能会扩大规模 ， 对于行业领导者来说 ， 了解其复杂的、多维度影响 ， 准备好利用其对组织和整个社会的潜力。Introduction这份简报旨在激发讨论 ， 帮助行业领导者了解工业超宇宙是什么 ， 以及它在短期、中期和长期前景中的潜力。工业元宇宙是一个新的概念最近引起了公众的广泛关注。但是 ， 行业领导者仍在努力了解工业超宇宙实际上是什么 ， 其当前状态是什么 ， 它的去向以及如何到达那里。本出版物的目的是通过提供初步定义 ， 阐明当前状态并概述通过与领先的工业公司协商而产生的工业超宇宙的愿景。在此基础上，绘制了具有市场，用例，技术和资源的工业元宇宙的不同维度，以解释潜在的未来发展。最后，路线图将以行动和讨论要点结束。在这份简报中，人们都承认这是一种工业元逆向。并且其发展不确定。路线图应被视为促进进一步 ， 更深入的沟通和讨论的文件。在这样做的过程中 ， 寻求在对工业超领域的积极愿景与关键方面和决策点之间取得平衡。 探索工业 Metaverse ： 未来路线图5工业元宇宙 ： 定义 ， 今天所处的位置和对未来的展望虽然目前正在探索第一个用例 ， 但从长远来看 ， 工业元宇宙被设想为一个开放的生态系统平台。1.1什么是工业元宇宙 ？“工业元体 ” 是通常应用于为工业用户设计的一组元体应用的术语。1作为数字孪生的下一个进化步骤 ， 工业元宇宙超越了机械或制造工厂的数字副本。实际上 ， 它可以定义为在组织 ， 价值链和产品生命周期中实施的持久性 3D 平台 ， 作为数字整个组织在其运营环境中的反映。在其组合性质中 ， 它将流程 ， 材料 ， 机器和人员集成在现实世界和虚拟世界之间的双向流动中。它建立在支持技术的基础上 ， 包括扩展现实 （ XR ） ， 机器人 ， 传感器和执行器作为物联网 （ IoT ） ， 人工智能 （ AI ） ， 开发工具 ， 区块链 ， 计算和连接的一部分。1 探索工业 Metaverse ： 未来路线图61.2工业元潮的现状时至今日 ， 各行业在采用工业元宇宙时存在显著差异 ， 一些公司在这一领域处于领先地位 ， 特别是在汽车、航空航天、能源和制药领域。尽管这些行业的发展水平不同 ， 但公司在采用工业元宇宙时遇到的机遇和挑战是相似的。更具体地说 ， 工业公司正在尝试初步的概念验证 ， 例如虚拟现实 （ VR ） 安全培训和混合现实 （ MR ） 陈列室。 3D 建模和仿真软件的使用变得越来越普遍用于开发和测试。但是 ， 这些试点项目通常缺乏与现有软件基础架构或工业 Metaverse 平台的集成。为了实现更高级的用例，许多公司面临着挑战，例如与工厂的高速，低延迟连接不足，以及现有机器和其他设备中的传感器缺乏结构化数据。此外，虽然几乎所有公司都收集数据，但由于格式不兼容，他们很难解释这些数据。通过诸如 3D 扫描设备或 AI 生成的内容之类的技术来创建新的 3D 内容是有希望的, 但是相关联的成本仍然被认为是高的。除了这些障碍之外 ， 许多公司还被工业元宇宙创新的复杂性和速度所淹没。到今天为止 ， 整个工业元宇宙概念的清晰愿景 ， 战略和治理流程都缺失了。1.3工业元宇宙的愿景行业专家预计 ， 人工智能将成为工业超宇宙的重要推动者 ， 并有可能将其他使能技术提升到新的高度。基于不同的行业视角 ， 工业元宇宙主要被设想为一个基于定义和共享标准的开放生态系统平台。它应该嵌入一个公平、道德和国际协调的法律体系中 ， 为许多参与者提供经济、社会和环境价值。2根据公司的说法 ， 在几年内 ， 用例将从未连接的概念证明演变为集成平台 ， 从而实现多个且日益复杂的应用程序 ，包括虚拟设计、测试、生产计划、运营以及监控和维护。在这个集成的平台 ， 用例应该沉浸式和直观地访问。在这种情况下 ， 预计将广泛建立连接和计算基础设施 ， 以实现这种可互操作的开放平台。此外 ， 行业专家预计人工智能将成为工业元宇宙的重要推动者 ， 并有可能将其他使能技术提升到新的高度。在内部 ， 行业专家将建立一个共同的 ， 针对公司的愿景 ， 战略和灵活的治理机制 ， 以确保技术的负责任和可持续实施。 Economic开放的工业元生态系统应该为各行各业的所有公司创造经济价值。Environmental在整个工业超生命周期中 ， 净环境效益应超过环境成本。Legal公平 ， 道德和国际协调的法律框架应规范工业超宇宙。Social应该设计一个工业元宇宙 ， 使每个人的工作更加愉快 ， 富有成效 ， 包容和健康。政治国家和国际政治应同样考虑工业超宇宙的社会 ， 经济和环境利益。工业元宇宙的基础与应用四个维度是确保有价值 ， 负责任和协作的工业元空间的关键。基于对工业元宇宙是什么以及如何广泛设想它的共享社区理解 ， 目标是绘制出可能的实现路径。通常 ， 路线图是一种强大的技术 ， 用于在动态环境中构造和可视化复杂系统。3,4该方法使用四个关键维度进行应用 ：1)市场驱动因素 ， 2) 基础技术 ，3 ） 所需的资源 ， 以及 4 ） 潜在的用例 ， 用子类别和愿景描述每个底层维度。建立工业 Metaverse 的关键市场影响为了使工业超市场以负责任的方式扩大规模并使社会所有利益相关者受益 ， 需要考虑五个关键的市场驱动因素 ： 经济 ， 社会 ， 环境 ， 政治和法律。随着工业超市场跨越具有不同政治和法律制度的国际边界 ， 它们的复杂性可能会增加。F I G U R E 1工业元宇宙的市场驱动因素Market探索工业 Metaverse ： 未来路线图 721 Interaction输入 / 输出 (I / O) 设备可以通过 XR 和 MR （ 或脑机 ） 接口实现具有高分辨率和长电池续航时间的舒适 ， 工业上合适的 （ 移动 ） 设备和可穿戴设备 ， 从而可以与工业超宇宙平台进行无缝和精确的交互。工业 Metaverse 平台工业 Metaverse 平台一个可互操作的开放平台 ， 它结合了底层技术并集成了不同的用例 ， 它应该是人类直观可操作的。工业系统机器人技术灵活可靠的机器人系统 ， 能够自主决策。机器人技术还应该能够实现直观的人机协作。传感器和执行器 / IoT工业对象以标准化格式收集数据 ， 并且可以远程操作。软件基础设施人工智能AI 可以实现更好的扩展 ， 自主决策和更直观的交互。它增强了工业超宇宙的许多其他基础技术。开发工具这些工具可帮助开发人员构建工业元空间 ， 并实现工业环境的精确和经济高效的虚拟复制 ， 以及更轻松地创建和修改虚拟内容和资产。分布式账本技术 (DLT)DLT 可以集成到其他技术中 ， 在这些技术中 ， DLT 可以提高工业元宇宙的安全性 ， 互操作性和可听性。硬件基础设施连通性安全可靠、高带宽、工业元宇宙对象和系统之间的低延迟连接。Computing云、边缘和现场中的灵活、无处不在的计算。工业元宇宙的基础技术The industrial metaverse is enabled by multiple technologies that can be conceptualized in a five - layer technology stack. The hardware infrastructure includes connectivity and computing. One layer above, the software infrastructure layer includes依赖于底层硬件的 AI ， 开发工具和分布式账本技术 （ 例如区块链 ） 。在软件基础设施的基础上 ， 工业系统可能包括机器人 ， 各种传感器和执行器 （ IoT ） 。所有这些技术都为工业 Metaverse 平台奠定了基础。在所有这些之上 ， 与输入 / 输出 （ XR ） 设备的交互层代表了用户的接口。F I G U R E 2工业超宇宙的技术堆栈技术探索工业 Metaverse ： 未来路线图 82 Human管理层管理层应建立清晰 ， 共享的公司愿景和战略 ， 以实现工业超宇宙。员工应该不断建立有关工业元宇宙及其实现的知识。Organizational组织结构组织结构应该是灵活的 ， 并使跨学科 ， 跨职能的团队和专门的工业元角色。Governance治理结构应能够负责任地实施工业元逆向用例 ， 并致力于开放标准和互操作性。文化开放 ， 负责拥抱技术的支持性文化可以促进公司内部和公司之间的协作和共同创造。工业 Metaverse 所需的资源资源维度是指公司为成功实施工业元资产并实现大规模影响而需