2022中国工业元宇宙产业研究报告 亿欧智库https://www.iyiou.com/research CopyrightreservedtoEqualOceanIntelligence, July, 2022 前言 每只“黑天鹅”的背后都隐藏着一头巨大的“灰犀牛”，不时爆发的疫情按下生产暂停键，是灰天鹅，而比疫情这只灰天鹅更可怕的，是中国制造业正在面临的制造 业外流、地缘经济分裂、劳动力成本上升等灰犀牛风险，科技创新与转型升级已然是中国制造业抗住风险的必然选择。元宇宙元年之后，褪去科幻外衣的元宇宙成为 未来10-20年的最强科技风口，它将给中国制造业带来哪些改变？ 研究背景 亿欧智库延续以往工业互联网系列研究经验，深入研究工业元宇宙给工业互联网带来的“升维”效果，给出了对工业元宇宙概念的定义和理解，并在此基础上，探究 底层技术演变特点、应用场景痛点及落地案例等，得出了中国工业元宇宙发展的趋势展望，希望给各方带来有益参考。 ◆ 报告核心立场：工业元宇宙的叙事逻辑重在工业，将以工业领域细分应用场景的具体业务痛点为导向实现落地，并且落地效果好坏直接决定是否继续推行相关案例， 相较消费元宇宙的的梦幻畅想，工业元宇宙必须脚踏实地。 ◆ 技术实现路径：工业元宇宙存在一条直接有效的技术实现路径，亿欧智库将相关技术概括为“ -X”技术群，这决定了现阶段工业元宇宙至少能实现：①优化 Meta 人机交互方式和体验；②云 - 边 - 端泛在算力；③数字孪生体（人货场）；④打通多源异构数据。 核心结论 ◆ 场景分析结果：工业元宇宙有着痛点分明的应用场景，且相关案例落地效果清晰可见，亿欧智库据此提出了“工业元宇宙场景评估模型”，帮助各方更直观地理解、 分析、评价工业元宇宙给中国制造业带来的实际作用，比较遗憾地是，目前工业元宇宙以单点应用为主，后续还需调研更多案例来验证优化该模型。 ◆ 未来趋势展望：综合“Meta-X”技术群爆发节点预测和场景分析结果，亿欧智库认为2030年以后，中国工业元宇宙有望进入雏形阶段，1-3年内XR软硬件企业、 工业软件企业将最先受益，3-5年工业元宇宙将实现绿色低碳算力。 2 工业元宇宙产业概况 目录 CONTENTS 工业元宇宙技术洞察 工业元宇宙场景分析 工业元宇宙趋势展望 工业元宇宙产业概况 概念界定：工业互联网三大维度升级，元宇宙时代初启 ◆ 从工业发展阶段来看，工业元宇宙将开启工业5.0时代，相关技术创新更加强调人的价值；从具体概念来看，工业元宇宙是工业互联网的升维形 态，主要体现在：底层技术范畴更广、场景应用更强调虚实融合、智能制造效果更优。 业1.0 工业2.0 工业3.0 机械制造时代 4.0 工业 工业5.0 电气化与自动化时代 电子信息化时代 智能化时代 工业元宇宙时代 1760-1850 标志：蒸汽机发明 1870-1900 标志：电力广泛应用 1950-至今 标志：电子与信息技术 2011年首次提出 标志：信息物理系统 2020年引发业界讨论 标志：工业元宇宙 瓦特改良蒸汽机，开创机器代人的 内燃机和发电机被发明，机器拥有 互联网信息技术快速普及，各类生 企业能以信息物理系统的形式建立 技术创新：个性化的人机交互；以 工业浪潮，尽管彼时只能用蒸汽或 了足够的动力，汽车、飞机、轮船 产机器人取代人类劳动力，生产效 全球网络，整合机器、仓储系统和 生物为灵感的技术和智能材料；数 水力驱动，效率较低，但奠定了机 等提高了运输效率，电话等提高了 率大幅提升，原子能、航天技术、 生产设施，将生产中的供应链、制 字孪生；数据、传输存储和分析技 器代人的工业思想基础。 信息传递效率，机器功能趋向多样。 人工材料等前沿科技发展壮大。 造、销售信息数据化，智慧化。 术；能源效率、可再生能源、储存。 底层技术范畴更广 工 业 互 联 网 是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型 基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、 物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全 场景应用更强调虚实融合 价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数 字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第 四次工业革命的重要基石。 来源：公开资料，亿欧智库分析 智能制造效果更优 工 业 元 宇 宙 是工业元宇宙技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用 模式和工业生态，通过打造与现实工业经济映射和交互的虚拟 世界，构建起工业产品全生命周期的虚实共生、企业和消费者 智能高效闭环下的全息智能制造、智能经济体系，推动工业互 联网走向更有效落地、更虚实融合的阶段。 5 概念辨析：乱花渐欲迷人眼，抓住内在联系和关键区别 亿欧智库：工业元宇宙VS消费元宇宙 亿欧智库：工业元宇宙VS未来工厂3.0 宇宙“由虚向实”，消费元宇宙“由实向虚”，短期来看，消费 未来工厂1.0：黑灯工厂、无人车间 爆发力更强，长期来看，工业元宇宙更稳健，更易被社会接受。 从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均无需人工操作，把工厂交给机 工 业 元 宇 宙 实际价值 发展路径 发展瓶颈 发展前景 风险因素 以虚实融合 的生产方式 降本增效 产业痛点-试 点解决方案推广复制 价值落地及 应用推广困 难 以落地价值 为标准，以 项目制形式 稳步推进 难复制、难 标准化 器，利用工业机器人取代工厂人力，降低生产成本提高生产效率。 未来工厂2.0：全连接数字工厂 利用物理模型、传感器实时数据、运行历史等数据，在虚拟空间中完成联动，反映相 由虚向实 现实世界 对应的实体装备的全生命周期过程仿真，优化产线运营效率、改善生产不足。 虚拟世界 由实向虚 未来工厂3.0：工业元宇宙落地形态之一 利用元宇宙及其相关技术，实现概念验证、产品测试、仿真运营等，将大幅度提升生 消 费 元 宇 宙 实际价值 发展路径 发展瓶颈 发展前景 风险因素 为消费者创 造全新的虚 拟体验 科技尝鲜者采纳者-追随 者-从众者 终端硬件性 能瓶颈 克服硬件瓶 颈后，快速 进入爆发期 虚无主义、 数字霸权 来源：公开资料，亿欧智库分析 产效率，减小试错成本。 工业元宇宙在企业管理、产业链生 态等层面，还会有其他落地形态。 6 发展背景：智能制造瓶颈明显，元宇宙应用机遇初现 亿欧智库：中国推进智能制造发展实施“两步走”战略 20年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制 到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现 重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产 智能转型。 业智能转型取得明显进展。 面临瓶颈 数据流动与融合问题 • 设备互联互通信息孤岛问题：一条生产线涉及大量不同的设备底层通信和数据交互协议等，要实现设 备之间有效的数据流动和融合，难度较大 • 在目前的人工智能发展阶段，对依托工业生产所产生的大数据进行智能化自动决策依然是有难度的。 • 工业互联网设备的专用软件难以通用也是当前工业互联网发展的一个较大瓶颈 点 成本：工业互联网安全涉及专业人员、数据中心、云计算等方面的成本 • 安全：工业互联网的数据泄露和网络攻击风险等 盈利模式仍需摸索 • 工业互联网行业标准多，各个制造业的垂直领域专业壁垒高，难以找到通用的盈利和发展模式 策 来源：公开资料，亿欧智库分析 应用机遇 ☆ • 海量数据共建共享 工业元宇宙建设初期，将会投入海量传感器和智能化设备，收集生产现场数据、企业业务数据、 产业链数据、客户市场数据等，便于后期依据现实数据构建虚拟世界。 • 现阶段，数据孤岛等问题，除了受限于技术，还受制于工业各主体间信任机制缺乏，区块链及 智能合约等技术的应用将消除信任危机，推动各主体主动共享数据信息。 VS 成本和安全问题 • 工 业 互 联 网 三 大 痛 工 业 元 宇 宙 解 决 之 ☆ • 算力普惠与隐私计算 工业元宇宙同样面临成本问题，且集中体现为算力成本，主要依托于算力平台的集约化建设、 服务化使用。网络安全方面则主要依靠隐私计算和区块链等技术的成熟应用。 ☆ • 数据确权与经济系统 区块链等技术应用使得数据资产得以确权，成为工业元宇宙交易体系的基石，未来以数据资产 为交付物，以数据价值为定价标准。 7 发展背景：关键领域和新型技术人才缺乏，元宇宙更适合“Z世代”员工 亿欧智库：2025年中国制造业人才缺口预测（单位：万人） 息技术产业 亿欧智库：2019年、2020年国家发布新职业构成 44.8% 950 电力装备 45% 工业互联网相关 909 非工业互联网相关 55% 高档数控机床和机器人 数据工程技术人员、 云计算工程技术人 员占比 450 节能与新能源汽车 103 亿欧智库：2019年、2020年国家发布新职业构成 航天航空装备 48 生物医药及高性能医疗器械 45 新材料 44 海洋工程装备及高技术船舶 27 先进轨道交通装备 11 Ｚ世代 一般指1995 -2009年间出生的人，又称网络世代、互联网世代， 统指受互联网、即时通信、短信、MP3、智能手机和平板电脑 等科技产物影响很大的一代人。 超过60% 人与机器 成为工作伙伴 欢迎人工智能和其他先进技术，认为它们能增加他们的工作 经验。 超过78% 认为学校已经准备好培养他们成为数字劳动力 来源：教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合发布的《制造业人才发展规划指南》，工业互联网研究院，Accenture，亿欧智库分析 8 发展背景：多地政策快速响应，5年内工业元宇宙将自上而下推动 地区 工业元宇宙相关政策 发展目标 实施路径 广东 “元宇宙10条”指出，重点培育工业元宇宙、数字虚拟人、数字 艺术品交易等体现元宇宙发展趋势的领域，以期抢占互联网下一 个“风口”，为推动数字经济高质量发展集聚发展新势能。 暂未披露 、元宇宙关键共性技术与通用能力的 建设具有黄埔特色的元宇宙标志性场景 价值创新与公共服务平台、特定研究方向的元宇宙相关项目等三个层面进行 奖励，最高补贴分别达500万元。 上海 鼓励元宇宙在公共服务、商务办公、社交娱乐、工业制造、安全 生产、电子游戏等领域的应用。 暂未披露 暂未披露 无锡 不断深化元宇宙在技术、产业、生态、人才、应用等方面的推进 举措，加速推进“一区”（元宇宙核心产业区）、“一园”（元 宇宙创新孵化园）和“一地”（元宇宙先进智造地）的打造。 合肥 培育打造元宇宙应用场景。除了游戏、娱乐、社交体验等场景以