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2022年工业元宇宙白皮书:一文了解概念、技术、产品

 鲸伴课堂 2022-10-25 发布于四川

如果把元宇宙看成是虚拟、现实与人及人的思想相结合的世界,那么工业元宇宙就是元宇宙的一部分。如果把元宇宙看成一种概念、一种技术,那么工业元宇宙可以理解成元宇宙概念、技术在工业中的应用。

核心摘要

1.工业元宇宙定义

工业元宇宙是元宇宙应用领域的重要分支,是以XR、数字孪生为代表的新型信息通信技术与实体工业经济深度融合的新型工业生态,在未来国民经济中占据重要位置。

2.工业元宇宙技术体系

进入元宇宙时代,相关软件、系统、平台将达到一个更高的水平,按照工业管理模式将主要技术划分为三类,第一类是技术及管理类,第二类为设备及生产相关类,第三类为经营管理类。

3.工业元宇宙产品与场景

工业产品虚拟化将达到可制造的水平,产品更加精美化、人性化。同时在营销场景、设计场景、智慧制造场景、产品应用场景、企业战略决策场景、质量管理场景和库存管理场景和物流管控与优化场景等方面将带来新的商业模式与体验。

4.总结

工业元宇宙是元宇宙相关技术在工业领域的应用,从数据与产业结合的角度,其体系架构可分为数据层、功能层、智能制造层与应用层四部分,未来的演化形态将呈现平台型公司、垂直型公司和内容配套型公司等。

工业元宇宙定义

工业元宇宙是元宇宙的一部分,也是新兴技术的有机大集成。元宇宙应用场景包括文娱、体育、医疗、工业、教育等,是当前技术进步在未来各个场景的综合运用,就目前经济结构来看,工业增加值占据国民生产总值的32.58%,未来工业元宇宙也将是元宇宙重要部分。在工业领域,通过人工智能、物联网、云计算、数字孪生等技术,打通人、机、物和系统等领域的无缝连接,实现数字技术与现实工业结合,促进实体工业高效发展。

工业元宇宙技术体系

元宇宙在工业领域将广泛应用,目前在工业领域中使用的软件、系统、互联网平台在元宇宙时代下也将达到一个更高的水平,因此按照工业管理模式将主要技术划分为三类:技术管理类、设备及生产相关类和经营管理类。

1.技术管理类

传统工业软件和系统已经体系化,并在元宇宙时代下不断深化。传统软件、系统主要包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助工艺CAPP、计算机辅助加工CAM、工业设计CAI、计算机辅助质量CAQ、计算机辅助工程CAE(仿真),这些软件和系统由产品数据管理系统/产品生命周期管理系统(PDM/PLM)实现集成和管理。进入元宇宙时代,将充分应用人工智能、大数据、云计算等基础技术,进一步深化三维展现、沉浸式体验、真实感体验等效果。

2.生产及设备相关类

工业企业发展中,工业控制技术、数控机床设备已经得到广泛应用,元宇宙时代下,人工智能、数字孪生、远程制造、机器人技术逐步渗透。目前自动化智能设备和生产线已经日益普及,工业控制系统得到广泛应用。人工智能等新技术也正逐步融入工业生产中,极大地提高了生产效率。

3.经营管理类

企业经营管理对象发生变化,需要更强大的经营管理系统。传统的工业企业的信息化系统包括ERP(企业资源计划)、CRM(客户关系管理)、SCM(供应链管理系统),还有OA(办公自动化系统)、PM(项目管理系统)、BI(商业智能系统)等等,这些系统的核心是管理企业的各种资源,将其有机组织起来,实现经营目标。

未来工业元宇宙的场景下,数据将成为最重要的管理对象和资产,同时也会出现NFT资产、虚拟人、虚拟身份等新的事物。数字资产、虚拟资产的确认、定价、交流、交易和使用都变得更为重要,这些工作往往需要与云计算、大数据、移动互联网相结合,要求有更高的实时性、精确性和经济性,才能适应未来的发展趋势。

因此,企业经营管理的对象将更为巨大、复杂、动态,因此将形成一种生态,而管理与控制这种生态也需要更为强大的经营管理系统。目前在经营管理领域国内著名的公司有金蝶、用友,国际的SAP软件,同时很多软件企业进行了大量的集成性工作并开始应用。

工业元宇宙产品与场景

1.工业元宇宙产品

工业产品具备人性化、虚实结合的特点,且虚拟化达到可制造的水平。工业产品将通过合理的材料、结构、色彩以及装饰,使产品具有新的视觉品质,协调应用场景,获得美的享受,其次,工业产品不仅可以前端作业,更可以有近端的大数据、人工智能、算力支持,远程的人员支持、控制、操作和管理,乃至基于整体互联网生态的数据、知识、智能迭代升级,不断将产品的虚拟化达到可以实际生产的水平,提高一次制造成功率,增强市场竞争力。

2.工业元宇宙场景

数字化成为工业元宇宙的发展趋势,结合数字孪生、人工智能等技术将广泛应用于营销、设计等多个场景。传统的工业制造过程包括设计、生产和销售,由于网络能力的提升,从过去的文字信息到现在的数字模型传递,能够让参与者更好的了解产品的功能和特性。此外,基于互联网的供应链协同制造、区域协同制造,实现从数字孪生,到信息物理系统,进而到元宇宙时代的实时性远程仿真、操作和维护,在与工业生产制造结合的过程中,极大的改善、设计、制造、营销、物流等多个环节的效率和体验。

总结

从数据与产业结合的角度,其体系架构可分为数据层、功能层、智能制造层与应用层四部分。工业生产制造与新技术结合,数据层主要包括保证运算准确性的高精度数据采集与处理,实时性数据传输和全生命周期的数据管理等;功能层是数据与具体工业生产结合的部分,通过数字孪生技术、人工智能技术等真实描述和模拟生产过程和产品形态;智能制造层将根据形成的三维模型进行实物转化生产;应用层则是产品的各种终端应用形态,目前在工业的许多领域都有所体现。

未来的演化形态将呈现平台型公司、垂直型公司和内容配套型公司等。工业元宇宙发展进程中,演化出不同的商业模式和企业类型。首先是具备技术优势和产业优势的企业有较强的竞争力和壁垒,最容易发展成为平台型公司;其次工业生产环节上下游,针对某一品类进行研发投入的企业打造成垂直型企业类型;最后工业产品配套的内容设计、营销、物流等构成和完善工业元宇宙生态圈,实现生态的稳健发展。

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