元宇宙三年行动计划:探索工业元宇宙创新应用模式

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近日,工业和信息化部办公厅、教育部办公厅、文化和旅游部办公厅、国务院国资委办公厅、国家广电总局办公厅联合印发《元宇宙产业创新发展三年行动计划(2023—2025年)》(以下简称“元宇宙三年行动计划”)。元宇宙三年行动计划提出,到2025年,元宇宙技术、产业、应用、治理等取得突破,成为数字经济重要增长极,产业规模壮大、布局合理、技术体系完善,产业技术基础支撑能力进一步夯实,综合实力达到世界先进水平,工业元宇宙发展初见成效,打造一批典型应用,形成一批标杆产线、工厂、园区。

工业元宇宙发展重点任务

元宇宙三年行动计划指出,工业元宇宙的长期发展目标是要打造成熟的工业元宇宙,开拓虚实互促的制造业增长新模式;工业元宇宙以三维交互为主要特征,重点任务围绕关键流程、重点行业、创新应用三个方面开展。

一是探索推动工业关键流程的元宇宙化改造。建设工业元宇宙基础通用模型数据库,打造高精度、可交互的工业虚拟映射空间。建设工业元宇宙仿真设计与验证平台,布局生产环节应用,提升设计阶段有效性和生产阶段效率。探索基于元宇宙的产线运维、产品检测新模式,强化预测性维护,提高运维检测效率和服务质量。打造基于工业元宇宙的营销平台和虚拟培训系统,提供沉浸式销售和培训环境。

二是加快重点行业工业元宇宙布局。针对家电、汽车、船舶、航空航天、重大技术装备、电子信息制造等离散型制造业,加速实现基于工业元宇宙的跨行业协同。构建重点行业机理模型库,开发面向不同产品的个性化全生命周期管理系统。针对钢铁、纺织、电力等流程型制造业,推动工业元宇宙在物料配方优化、工艺模拟仿真等关键场景中的应用,强化流程排产、物料计算、材料追踪等预测性服务能力。

三是探索工业元宇宙创新应用模式。建设工业元宇宙数字身份管理平台,构建全链路可信识别服务体系。加快推动工业数据要素资产化,打造工业数据资产服务平台,探索工业数据确权、定价、交易和流通机制。探索供应链金融应用模式,围绕资产设备、订单数据等开展供应链金融服务。打通产业链供应链各环节数据壁垒,打造三维立体、虚实融合的动态监测、预警、运营和决策等应用。创新研究工业元宇宙应用评估方法,建立分级分类的成熟度评价体系。

围绕工业元宇宙赋能,元宇宙三年行动计划指出,要打造一批典型应用,形成一批标杆产线、工厂、园区。

工业元宇宙+产线:推动人、机器、数据等关键要素的融合,构建虚实结合的产线数字孪生体。打造工业元宇宙虚拟装配空间,推动零配件辅助装配。丰富非接触式检测手段,利用虚拟仿真设备实现三维自动化、智能化质检。建设工艺仿真模型库,引导规范产线操作,提供专家远程协同指导。

工业元宇宙+工厂:布局建设工厂级元宇宙平台,打造低时延、高保真、智能决策的数字孪生系统。推动多类型工业软件集成,推进物流、资金流和信息流的融合应用。广泛采用沉浸交互设备实现工厂的智能巡检、远程协作等应用,打造生产运行监测系统,实现工厂生产运营各环节信息全面感知和实时反馈。

工业元宇宙+园区:打破传统时空限制,促进虚拟空间集聚,发展虚实结合的新型园区建设模式,提升工业园区产业规划和布局能力。探索工业园区的虚拟运营模式,优化园区空间布局、设施配套、资源调配等协同服务能力。建立基于工业元宇宙的科技创新和招商引资平台,创新园区服务模式。

工业元宇宙是什么?

工业元宇宙是元宇宙重要的应用领域,是基于元宇宙核心基础设施和应用理念,构建的服务于工业经济的新型工业体系、工业生态和工业模式。工业元宇宙可在虚拟世界中,实现对工业全要素、全价值链、全产业链的全息展示和跨时空聚合,并叠加新的社交模式和新型经济模式,进而借助人机交互、数字化身等手段协同开展工业生产经营活动,促进工业转型升级及创新发展。

此前,工业互联网产业联盟发布了《工业元宇宙白皮书》(点击文末相关阅读,跳转下载),白皮书对工业元宇宙的概念内涵、可能引发的变革、概念框架、支撑体系进行了阐述,并给出了推进建议,希望为工业元宇宙的落地应用和产业发展提供参考。

白皮书核心观点

1. 工业元宇宙是元宇宙“由实向虚”发展方向的典型代表。工业元宇宙是元宇宙在工业领域的落地与拓展,是元宇宙由实向虚发展方向的典型代表。与消费元宇宙相比,工业元宇宙更强调可视化、准确性和调优性。比起构建新的场景和体验,工业元宇宙更关注解决确切场景中的确切问题。在工业的元宇宙中,用户更愿意为解决问题所创造的价值买单。

2.体验基础设施是虚拟世界与现实世界交汇的入口。体验基础设施主要聚焦虚实交互和内容与渲染引擎的打造,是工业元宇宙中虚实交互的关口,也是用户进入虚拟世界的关键。未来一段时间内,扩展现实技术将获得飞速发展。

3.数字身份与数字资产是工业元宇宙持续运行的保障。工业元宇宙是一个持久运行的虚拟世界,价值性是其存在的重要基础。数字身份和数字资产实现了虚拟世界对现实世界的价值延伸,并与现实世界的经济体系进行连接,保障了工业元宇宙的价值性。

4.多类型平台的协同发展是工业元宇宙运行的基础。第一类内容创作类平台,工业元宇宙需要优质内容的持续支撑,内容创作平台是优质内容的保障。除通用的以模型工具为核心的平台外,构建VR应用平台目前也大量出现。第二,云平台将在工业元宇宙的发展中继续扮演重要的角色,成为工业元宇宙运行的基座。目前,云平台厂商如阿里、微软等利用自身在云的优势积累,推动面向元宇宙,尤其是工业元宇宙的服务建设。第三,在内容创作的底层,还有一些公司(如英伟达、华为)依靠自身强大的硬件实力,面向市场推出通用性更强的综合应用平台,满足计算、人工智能、地图等多方面的需求,形成工业元宇宙的应用底座。

5.关键技术的不断突破是工业元宇宙发展的持续动力。工业元宇宙的发展需要新型基础设施、产业生态以及配套政策法规的支持。其中基础设施和交互方面涉及大量的关键技术。目前交互技术已经取得阶段性突破,基础设施关键技术将成为工业元宇宙发展的重点。

工业元宇宙+园区怎么做? “园区经济”是极具中国特色的发展经验,是我国经济发展的重要基石。工业互联网产业联盟积极推进工业互联网、工业元宇宙等先进技术赋能园区转型发展,先后研究并发布工业互联网园区指南、工业互联网碳达峰碳中和园区指南、工业互联网园区应用场景白皮书以及评价模型、解决方案案例汇编等研究成果,持续加强顶层设计,引导园区数字底座建设、园区服务生态培育和应用标杆打造。

此前,工业互联网产业联盟发布了《工业元宇宙园区应用白皮书》(点击文末相关阅读,跳转下载),白皮书围绕工业元宇宙的发展态势,指出工业元宇宙是推进园区数字化转型的加速器,给出工业元宇宙赋能园区的总体视图,用案例展示工业元宇宙理念与技术为园区数字化转型发展带来的显著成效,并对工业元宇宙赋能园区进行展望,未来工业元宇宙将为园区的创新探索带来更大的发展空间。

白皮书核心观点

1.工业元宇宙将进一步深化园区数字化创新发展。工业元宇宙赋能园区有利于超越园区物理空间限制带来的产业布局约束,打造虚实融合的园区一体化服务和管理视图,实现产业、技术、人才、资金、数据等网络化、虚拟化和跨物理空间的广泛聚集,促进园区与外部的有机协同,构建新型集群化发展模式。

2. 工业元宇宙可打造园区经济新载体。园区是产业集聚、大中小企业融通发展的良好载体,工业元宇宙可以通过深度的虚实融合和近乎无限的数字空间打破资源积聚的壁垒和园区物理边界,实现更深层次的资源聚集和更为广泛的产业集聚。

3. 工业元宇宙可构建园区发展新范式。产业园区作为创新应用和产业发展的重要载体,工业元宇宙可通过构建虚实融合的生产协同、运行管理、创新平台、人才实训等进一步深化产业链上下游协同合作,培育区域发展新模式。

4. 工业元宇宙可形成园区创新新方向。工业元宇宙可以通过虚拟化的方式降低园区创新试错成本,提升新模式新业态的模化推广效率,加速园区数字化转型进程;工业元宇宙可以充分整合多种数字技术手段,实现多维数据的高效、精准融合,有效打通采集、分析、管控等环节,助力园区在能源绿色化转型、产业低碳化、资源循环化利用等方向的创新发展。。

5.工业元宇宙赋能园区是指通过工业元宇宙的时空融合性、多元共生性、价值融通性和自主多样性,提升园区设计、生产、制造、管理与服务等环节的数字化、网络化水平,赋能园区工业互联网发展,以虚实融合手段推动园区场景、模式、业态创新。

6.通过现实世界和虚拟世界的融合,围绕园区的关键环节,总结工业元宇宙赋能园区的六大场景体系,实现园区生产、生活、生态的虚拟映射、价值融通,并推动园区在虚实之间实现新的发展。

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