2023工业元宇宙创新城市白皮书

工业元宇宙协同发展组织工业和信息化部工业文化发展中心2023年12月 主要参编单位与组织 工 业 和 信 息 化 部 工 业 文 化 发 展 中心工 业 元 宇 宙 协 同 发 展 组织工业云制造（四川）创新中心有限公司成 都 市 新 经 济 发 展 研 究院四 川 见 山 科 技 有 限 责 任 公司大 连 市 人 工 智 能 产 业 协会投 资 北 京 投 资 顾 问 有 限 公司广 东 省 电 信 规 划 设 计 院 有 限 公司广 州 博 日 信 息 科 技 有 限 公司苏 州 海 赛 人 工 智 能 有 限 公司广 州 壹 宸宇 宙 文 化 传 播 有 限 公司（排名不分先后） 编写说明 本白皮书是在工业和信息化部工业文化发展中心和工业元宇宙协同发展组织的指导和组织下，由工业和信息化部工业文化发展中心工业元宇宙实验室会同工业云制造（四川）创新中心有限公司等单位编写完成。其中，工业元宇宙概念、技术体系等内容是基于在调研了工业元宇宙协同发展组织内外近百家企业，以及咨询清华大学、北京航空航天大学、中国传媒大学、大连理工大学等高校院所相关专家的基础上编写形成，并得到李伯虎院士团队的指导和支持。 工业元宇宙协同发展组织组建了专题研究组，在广泛调研并查阅公开资料和数据的基础上，选取发布了支持元宇宙发展政策和布局了相关产业园区的十个典型城市进行深入研究，城市之间不予排名，只根据研究需要进行归类。本白皮书的亮点在于尝试提出了工业元宇宙城市发展实施框架，专题研究组对这一框架进行了广泛的讨论和征求意见，得到了成都市经济和信息化局市新经济发展委员会、大连市工业和信息化局、苏州市工业和信息化局等单位元宇宙相关部门的支持和反馈，在此一并致谢！ 此外，受编写时间仓促、编写人员知识积累有限、产业发展尚在初期等因素的影响，内容或有疏漏，敬请指正。 版权声明 本白皮书版权由工业和信息化部工业文化发展中心、工业元宇宙协同发展组织共有。 使用说明：未经工业和信息化部工业文化发展中心或工业元宇宙协同发展组织同意，不得以任何方式复制、抄袭、影印、翻译本文档的任何部分。凡转载或引用本文的观点、数据，请注明来源：工业和信息化部工业文化发展中心或工业元宇宙协同发展组织。 违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前言 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（以下简称“十四五”规划纲要）提出，要发展壮大战略性新兴产业，着眼于抢占未来产业发展先机；加快数字化发展，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。“十四五”规划纲要明确了数字经济七大重点产业：大数据、云计算、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实与增强现实；数字化十大应用场景：智能交通、智慧能源、智能制造、智慧农业及水利、智慧教育、智慧医疗、智慧文旅、智慧社区、智慧家居、智慧政务。元宇宙是数字与物理世界融通作用的沉浸式互联空间，是新一代信息技术集成创新和应用的未来产业，是数字经济与实体经济融合的高级形态，对推动产业链、技术链、创新链全面提升至关重要。 今年九月，工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国务院国资委、广电总局联合印发《元宇宙产业创新发展三年行动计划（2023-2025年）》，将从科技创新、产业融合、人才培养等多维度为中国元宇宙发展带来重要影响。支撑元宇宙实现的技术储备和装备基础来自工业产业，元宇宙技术和装备能促进传统制造业转型升级，在这个过程中不断产生新的应用场景，乃至拓展到交通、能源、教育、医疗、文旅、农业等其他行业。工业元宇宙是元宇宙在工业领域的落地与拓展，是新型工业数字空间，是新型工业智慧互联网系统，是数字经济与实体经济融合发展的新型载体。工业元宇宙技术体系是由多种技术群综合而成，其热点技术包括大数据处理、云计算、物联网/CPS、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实与增强现实、网络通讯、新材料等。 工业元宇宙的主要技术与“十四五”规划纲要中数字经济七大产业有着高度的交叉与融合，能够赋能数字化十大应用场景；工业元宇宙作为数实融合的新载体，与现代产业体系有着紧密关联，有助于推进新型工业化，是未来产业的代表性方向之一。通过工业元宇宙发展相关产业，可以促进数字技术迭代升级与深化应用，加强数字基础建设、推动数字经济与实体经济深度融合。 城市是随着社会分工而形成、随着工业发展而不断发展的，是现代经济社会发展的重要承载空间，是数字经济发展的物理空间和重要载体。“十四五” 规划纲要提出推进新型智慧城市建设，推进城市数据大脑建设，探索建设数字孪生城市。许多城市敏锐地捕捉到了元宇宙产业与智慧城市、数字化城市建设之间的紧密联系，纷纷发布支持元宇宙发展的政策，从不同角度和侧重点对元宇宙相关产业进行布局。可以预见，未来几年内，元宇宙相关产业将进入快速而有序的发展阶段，工业元宇宙相关技术和创新产品将在交通、能源、制造、教育、医疗、文旅、社区、政务等诸多场景得到大量应用，逐步成为智慧化、数字化城市发展的重要方向和城市竞争力的重要体现。 由工业和信息化部工业文化发展中心牵头成立的工业元宇宙协同发展组织，致力于推动新技术与新场景的结合、新业态与新价值的探索，致力于推动工业元宇宙相关产业基础高级化、产业链现代化。为全面了解我国城市元宇宙产业发展情况，推动工业元宇宙有效促进各地经济高质量发展，工业元宇宙协同发展组织组建了专题研究组，选取发布了元宇宙相关发展行动计划、政策和布局相关产业园区的各类典型城市共十个进行了广泛调研，联合相关单位编制了《工业元宇宙创新城市白皮书》。本白皮书阐述了工业元宇宙与城市创新发展、数字经济发展之间的关系，系统研究了典型城市工业元宇宙相关产业的技术路径、基础设施、融合应用、发展特点，梳理了其工业元宇宙场景建设与产业生态建设情况，总结了工业元宇宙发展现状、发展趋势、面临的问题与挑战。在此基础上，本白皮书探索构建了工业元宇宙城市发展实施框架，从政策环境、技术支撑、应用场景、安全协同、运营运维五个维度分析了十个典型城市及相关企业案例，梳理了城市工业元宇宙发展现状、发展趋势、面临的问题与挑战，以期为地方数字经济的发展及投资者提供参考。 目录 一、工业元宇宙概述与发展态势.............................................1 1．工业元宇宙的定义............................................12．工业元宇宙技术体系与发展趋势................................23．工业元宇宙融合应用..........................................4 （二）工业元宇宙的发展态势..........................................5 1．工业元宇宙发展现状..........................................52．工业元宇宙基础设施与产业生态................................63．工业元宇宙发展阶段..........................................8 （三）工业元宇宙应用场景............................................9 1．工业系统各层级的应用.......................................102．产品全生命周期的应用.......................................123．跨行业、全场景应用.........................................16 二、工业元宇宙与城市创新发展............................................18 1.工业元宇宙创新应用..........................................192.工业元宇宙自身发展将塑造新的产业............................203.改变产业的生产方式和效率....................................214.带来新的产业机会和市场......................................225.改变产业结构和组织形式......................................226.产业的需求和趋势反过来影响技术的发展........................23 三、代表城市工业元宇宙发展情况..........................................37 （一）科研创新及人才驱动型.........................................38 1.上海........................................................392.广州........................................................413.合肥........................................................42 （二）市场投融资及政策驱动型.......................................43 1.武汉........................................................442.大连........................................................463.济南........................................................47 （三）文旅及消费场景驱动型.........................................49 1.成都........................................................492.苏州........................................................523.杭州........................................................554.厦门........................................................58 四、工业元宇宙发展趋势及面临问题........................................59 （一）城市工业元宇宙的发展趋势.....................................59 1.城市数字化转型加速..........................................592.人工智能与自动化高度融合....................................593.智慧城市数据共享与合作生态系统建立..........................604.跨行业和跨领域的应用将被拓展................................61 （二）工业元宇宙发展面临的问题与应对办法...........................61 1.关键技术有待突破............................................612.高成本制约应用规模..........................................623.缺乏标准与互操作性.......................................