2023工业元宇宙白皮书

1 2023工业元宇宙白皮书 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 2 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 广东工业大学 南 昌 大 学 工 业 互 联 网 实 验室 杭 州 灵 伴 科 技 有 限 公司 联想新视界（北京）科技有限公司 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公司 广 东 省 电 信 规 划 设 计 院 有 限 公司 工业云制造（四川）创新中心有限公司 苏 州 海 赛 人 工 智 能 有 限 公司 北 京 蓝 亚 盒 子 科 技 有 限 公司 亮风台（上海）信息科技有限公司 青葵智造（北京）科技发展有限公司 北京高校邦数字科技有限公司 北 京 映 科 数 智 科 技 有 限 公司 广 州 博 日 信 息 科 技 有 限 公司 广 州 壹 宸 宇 宙 文 化 传 播 有 限 公司 广 州 玄 五 文 化 科 技 有 限 公司 （排名不分先后） 3 主要起草人 柯斌 王斌 简奋 李潭 向文杰 张信扬 刘波涛 张星智 白欲立 田日辉 周琴芬 戚晨 江洪峰 赵俊辉 王鹏 张黎黎 刘刚 谢成鸿 曾哲君 殷涛 吴仑 张春艳 孙晓田 陈琳 张宏 刘永亮 周宇琪 郭谨 阳少林 张兵 陆景学 夏宏飞 李真真 郭增杰 杨佳能 刘郁恒 李嵘 魏杉杉 沈翀 张克进 刘洪强 赵勇 陈南江 宋伟宁 林燕文 韦宁 陈秋宇 李祺 陈雨婷 贾敏 林澜 钟家发 郝雪梅 （排名不分先后） 4 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。 5 前 言 工业元宇宙是利用虚拟现实、人工智能、区块链等先进技术构建的复杂先进的新数字化工业经济系统，它具有高度沉浸式的交互体验，将有效市场和高效生产结合，能够实现工业资源的优化配置，推动工业的数字化、智能化转型。 当前，全球工业元宇宙处于起步阶段，各国都在抢占先机。为了更好地把握工业元宇宙的发展机遇，推动中国工业的转型升级，在工业和信息化部工业文化发展中心的指导下，工业元宇宙协同发展组织撰写了《2023工业元宇宙白皮书》。本白皮书充分参考了国内外相关研究成果和案例，结合编写组对工业元宇宙的理解，从工业元宇宙的概念内涵、核心技术、产业应用场景、机遇挑战、人才及法律法规等方面的趋势进行分析，以期为政府、企业、研究机构等提供有益的参考和借鉴。 由于产业发展尚处初期、编写时间有限等因素，内容或有疏漏，敬请谅解。期待与读者共同探讨、共同成长，共同迎接工业元宇宙的美好未来。 I 目录 第一章 概念内涵篇 ..................................................................................................... 1 第一节 从风洞到工业元宇宙 .............................................................................. 1 一、 发展背景 ..................................................................................................... 1 二、 工业元宇宙的内涵定义 ............................................................................. 7 三、 工业元宇宙的关键特征 ............................................................................. 8 四、 虚拟仿真、数字孪生与工业元宇宙的关系 ............................................. 9 第二节 工业元宇宙的体系结构与技术体系工业元宇宙的体系结构.................. 14 一、 工业元宇宙的体系架构 ........................................................................... 14 二、 工业元宇宙的五维技术体系 ................................................................... 17 第三节 工业元宇宙助推我国工业高质量发展 ................................................... 23 一、 工业元宇宙与新型工业化 ....................................................................... 23 二、 工业元宇宙与工业互联网 ....................................................................... 26 第二章 核心技术篇 ................................................................................................... 31 第一节 新一代人工智能技术 ............................................................................ 31 一、 新一代人工智能技术发展现状与展望 ................................................... 31 二、 新一代人工智能技术核心技术与技术特征 ........................................... 34 三、 新一代人工智能技术在工业元宇宙领域应用和案例 ........................... 40 第二节 数字孪生技术 ....................................................................................... 43 一、 数字孪生技术发展现状与展望 ............................................................... 43 二、 数字孪生技术核心技术与技术特征 ....................................................... 46 三、 数字孪生技术在工业元宇宙领域的应用与实现路径 ........................... 50 四、 数字孪生技术在工业元宇宙领域应用的优秀案例 ............................... 53 第三节 交互技术 ............................................................................................... 55 一、 交互技术发展现状与展望 ....................................................................... 55 二、 交互技术的核心技术和技术特征 ........................................................... 58 三、 交互技术在工业元宇宙领域的应用和实现路径 ................................... 61 四、 交互技术在工业元宇宙领域应用的优秀案例 ....................................... 63 第四节 3D引擎技术 .......................................................................................... 67 II 一、 3D引擎技术发展现状和展望 ................................................................. 67 二、 3D引擎技术核心技术和技术特性 ......................................................... 69 三、 3D引擎技术在工业元宇宙领域的应用和实现路径 ............................. 72 四、 3D引擎技术在工业元宇宙领域应用的优秀案例 ................................. 75 第五节 区块链技术 ........................................................................................... 77 一、 区块链技术发展现状和展望 ................................................................... 77 二、 区块链技术的核心技术和技术特性 ....................................................... 79 三、 区块链技术在工业元宇宙领域的应用和实现路径 ............................... 82 四、 区块链技术在工业元宇宙领域应用的优秀案例 ................................... 92 第六节 物联网技术 ........................................................................................... 95 一、 物联网技术发展现状和展望 ................................................................... 95 二、 物联网技术的核心技术和技术特征 ....................................................... 97 三、 物联网技术在工业元宇宙领域的应用和实现路径 ............................. 100 四、 物联网技术在工业元宇宙领域应用的优秀案例 ................................. 102 第七节 新型工业技术 ..................................................................................... 105 一、 云化PLC技术与工业元宇宙 ................................................................. 105 二、 先进工控网络技术与工业元宇宙 ......................................................... 108 三、 具身智能技术与