工業(yè)元宇宙白皮書

1、工業(yè)元宇宙白皮書（2022 年）目 錄1. 工業(yè)元宇宙概述. 11.11.21.3工業(yè)元宇宙定義. 1現(xiàn)在開始探索工業(yè)元宇宙. 1工業(yè)元宇宙落地方法 . 52. 工業(yè)元宇宙技術(shù)體系. 72.1. 工業(yè)元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu). 72.2. 工業(yè)元宇宙技術(shù)與產(chǎn)品. 92.2.1.2.2.2.2.2.3.技術(shù)及管理類.10生產(chǎn)及設(shè)備相關(guān)類 .14經(jīng)營管理類.172.3. 綜合集成應(yīng)用技術(shù).193. 工業(yè)產(chǎn)品.213.1. 工業(yè)產(chǎn)品虛擬化達(dá)到可制造的水平.213.2. 虛實(shí)結(jié)合的工業(yè)產(chǎn)品 .223.3. 更加美化、人性化的工業(yè)產(chǎn)品.234. 工業(yè)制造過程場(chǎng)景.234.1. 營銷新模式.244.2. 設(shè)計(jì)場(chǎng)

2、景 .244.3. 從智能制造到智慧制造場(chǎng)景 .264.4. 工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景.2714.5. 企業(yè)戰(zhàn)略決策場(chǎng)景.284.6. 質(zhì)量管理場(chǎng)景.304.7. 庫存管理場(chǎng)景.324.8. 物流管控與優(yōu)化場(chǎng)景 .345. 人機(jī)結(jié)合.365.1. 從基層創(chuàng)新到戰(zhàn)略創(chuàng)新.375.2. 虛擬身份與虛擬人.375.3. 人機(jī)結(jié)合 .396. 從企業(yè)到生態(tài)平臺(tái)，再到工業(yè)元宇宙.396.1. 積極推進(jìn)元宇宙單元新興技術(shù)應(yīng)用.406.2. 構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部集成平臺(tái).406.3. 主持及參與供應(yīng)鏈平臺(tái)、行業(yè)平臺(tái)、地區(qū)平臺(tái).416.4. 積極建設(shè)工業(yè)元宇宙平臺(tái).427. 政府監(jiān)管與政策支持.438. 未來的展望 .44參

3、考文獻(xiàn).4921. 工業(yè)元宇宙概述1.1 工業(yè)元宇宙定義如果把元宇宙看成是虛擬、現(xiàn)實(shí)與人及人的思想相結(jié)合的世界，那么工業(yè)元宇宙是元宇宙的一部分。如果把元宇宙看成一種概念、一種技術(shù)，那么工業(yè)元宇宙可以理解成元宇宙概念、技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，是元宇宙賦能工業(yè)，促進(jìn)工業(yè)改進(jìn)、創(chuàng)新，乃至革命。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，工業(yè)是對(duì)自然資源的開采和對(duì)各種原材料進(jìn)行加工及裝配的物質(zhì)生產(chǎn)部門，在經(jīng)濟(jì)體量上目前仍是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的第一組成部分。因此探討工業(yè)元宇宙，顯然具有重要意義，也有向社會(huì)其他行業(yè)進(jìn)行推廣的價(jià)值。工業(yè)元宇宙是目前三維設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人工智能、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、5G 網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展優(yōu)

4、化乃至升級(jí)并有機(jī)大集成，作為基礎(chǔ)設(shè)施將大幅度提升算力（硬件、軟件、算法）、展示力、交互水平、通訊流量、速率、數(shù)據(jù)儲(chǔ)量，將促進(jìn)工業(yè)企業(yè)、行業(yè)的生態(tài)發(fā)生革命性的改變，改變?nèi)说乃季S模式，促進(jìn)創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的豐富性、高質(zhì)量、精細(xì)化、藝術(shù)性，具備競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。將元宇宙化繁為簡，可以狹義理解為是信息化的單元技術(shù)提升、集成性提升、水平提升，核心強(qiáng)調(diào)可視化水平升級(jí)，目的是可以讓人更好地體驗(yàn)，從而快速思考、觸動(dòng)心理，從而產(chǎn)生合適、有效的行動(dòng)，并取得卓越的成果。工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，因此結(jié)合國家的政策，將兩化融合、智能制造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型與元宇宙結(jié)合，提高這些項(xiàng)目的

5、技術(shù)水平、能力，將對(duì)工業(yè)產(chǎn)生巨大影響，從而促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品、工業(yè)企業(yè)行業(yè)生產(chǎn)過程和工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用都上升到卓越的水平。1.2 現(xiàn)在開始探索工業(yè)元宇宙對(duì)于元宇宙而言，很多人認(rèn)為從理論、技術(shù)、產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施都不太成熟，因此可以讓元宇宙再飛一會(huì)兒。典型的例如 VR 頭盔，很多人認(rèn)為，目前佩戴時(shí)間超過 15 分鐘，就會(huì)出現(xiàn)1眩暈情況。再如網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，因?yàn)槟壳暗膫鬏斈芰ο拗疲瑢?duì)于元宇宙模式的立體三維信息的數(shù)以百兆、乃至 GB 級(jí)的數(shù)據(jù)，目前還達(dá)不到幾十毫秒級(jí)的傳輸，因此交互的感覺差，達(dá)不到沉浸感、真實(shí)感的要求。而最重要的是，目前三維數(shù)據(jù)的內(nèi)容還是相對(duì)比較少的，花費(fèi)數(shù)千元，甚至數(shù)萬元購置裝備并不經(jīng)濟(jì)。而我們認(rèn)為，對(duì)

6、于元宇宙，需要從可行性、必要性與迫切性方面進(jìn)行分析、思考，而最終的結(jié)論是應(yīng)該現(xiàn)在就開始探索工業(yè)元宇宙，也就是既不是癡迷元宇宙，也不是觀望，甚至敬而遠(yuǎn)之，而是適度投入，結(jié)合具體細(xì)分領(lǐng)域、典型場(chǎng)景進(jìn)行試探性推進(jìn)?？尚行?針對(duì)工業(yè)元宇宙項(xiàng)目的應(yīng)用開展，我們要對(duì)比綜合分析。第一是技術(shù)的成熟度。第二是需求的滿足度。例如現(xiàn)在有些技術(shù)、產(chǎn)品費(fèi)用非常高，但是這些技術(shù)是相對(duì)成熟的，同時(shí)這些技術(shù)并不是所謂最先進(jìn)的。那么在企業(yè)中在經(jīng)營策略上，一般會(huì)采用相對(duì)成熟的技術(shù)，而不是最先進(jìn)的技術(shù)。這樣推進(jìn)規(guī)?；瘧?yīng)用，才能夠避免巨大風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然如果企業(yè)綜合思考長期競(jìng)爭(zhēng)力，而且新興技術(shù)就是企業(yè)的戰(zhàn)略導(dǎo)向，那么必須深入研究最先進(jìn)的技

7、術(shù)，并探索典型場(chǎng)景的應(yīng)用。對(duì)于需求的滿足度，很多人會(huì)非常理想化，例如說能夠解決多少問題？能不能夠百分之百解決？經(jīng)濟(jì)價(jià)值多大？那么我們要從定性到定量的模式來思考元宇宙的技術(shù)、產(chǎn)品的應(yīng)用。對(duì)于工業(yè)企業(yè)而言，最先進(jìn)技術(shù)的百分之百的問題解決，更多是個(gè)學(xué)術(shù)上的理念，而可行性的模式，我們認(rèn)為還是例如人機(jī)合成的模式。用一個(gè)多年前的案例來說明，曾經(jīng)北京交通大學(xué)機(jī)械系與南口機(jī)車車輛廠，聯(lián)合開發(fā)油泵油嘴的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。第一部分包括基礎(chǔ)數(shù)2據(jù)的輸入，輸入完成后進(jìn)行性能計(jì)算，同時(shí)得到油泵油嘴的一些繪圖參數(shù)。如果性能計(jì)算結(jié)果不合格，則改進(jìn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如果認(rèn)為計(jì)算結(jié)果合理，則可以利用這些繪圖參數(shù)，進(jìn)入第二部分。第二部

8、分是一個(gè)繪圖用數(shù)據(jù)處理程序，執(zhí)行后將之前的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、繪圖參數(shù)讀入系統(tǒng)，并按照規(guī)則進(jìn)行變換，然后生成細(xì)化的繪圖數(shù)據(jù)，然后人工也可以調(diào)整。完成繪圖數(shù)據(jù)后，進(jìn)入第三部分，進(jìn)入 Autocad 環(huán)境，調(diào)用 LISP 繪圖語言編制的程序，根據(jù)這些繪圖數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成圖形。這樣的一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)比以前的工作模式，效率提升非常明顯。原先模式需要兩位工程師工作一個(gè)月，才能完成一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。而采用系統(tǒng)后，一位工程師兩天就可以完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包括 37 張圖紙的繪制。這個(gè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)模式，就決定不是程序完成全部圖形繪制的，因?yàn)槠渲胁豢紤]圖形干涉，而在程序繪制圖形完成后，由設(shè)計(jì)師根據(jù)圖面細(xì)節(jié)情況，適當(dāng)進(jìn)行干涉調(diào)整。所以對(duì)

9、于推進(jìn)工業(yè)元宇宙而言，關(guān)鍵在于能不能構(gòu)思出一個(gè)好的、可行的策略。必要性:進(jìn)入元宇宙時(shí)代，整個(gè)世界、整個(gè)社會(huì)沒有人能夠獨(dú)善其身。作為一個(gè)企業(yè)，不是孤立的，需要和其他企業(yè)保持一致，而為了競(jìng)爭(zhēng)力，甚至很多時(shí)候需要領(lǐng)先一步，這樣才能贏得市場(chǎng)。法國就有一個(gè)案例很典型，在飛機(jī)總裝設(shè)計(jì)裝配時(shí)，采用供應(yīng)商提交的三維模型，結(jié)果裝配時(shí)在很多細(xì)節(jié)上出現(xiàn)了碰撞。認(rèn)真研究原因發(fā)現(xiàn)總裝企業(yè)使用的軟件版本和配套企業(yè)使用的軟件版本不一致。而大量的細(xì)節(jié)問題結(jié)合起來就變成了大問題，該型號(hào)飛機(jī)預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)時(shí)間被延誤了八個(gè)月。而很多情況下，企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)往3往是被逼的。曾經(jīng)戚墅堰機(jī)車車輛廠在參與當(dāng)時(shí)的鐵道部項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)，要求提供基于三

10、維的、用來維護(hù)的柴油機(jī)爆炸示意圖。于是企業(yè)安排購置軟件、硬件，請(qǐng)求干部處調(diào)動(dòng)人員，然后 18天就完成了柴油機(jī)的從零件到總裝的三維建模工作，零部件數(shù)量數(shù)以千計(jì)，同時(shí)批量性培養(yǎng)了 21 位三維設(shè)計(jì)人員。但是需要注意的是，如果市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，如果客戶提出要求，不能在較短時(shí)間內(nèi)予以滿足，可能就會(huì)喪失市場(chǎng)機(jī)會(huì)。迫切性:這是我們認(rèn)為的工業(yè)元宇宙時(shí)代最重要的一個(gè)概念，目前國家在推進(jìn)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)，一些省市也推出智能化改造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型，而且很多企業(yè)因?yàn)橐咔榻?jīng)營非常困難，那么在這個(gè)時(shí)期，就迫切需要用新的理念、新的技術(shù)來武裝自己。在宣傳方面，針對(duì)細(xì)分領(lǐng)域結(jié)合元宇宙思維、技術(shù)、產(chǎn)品，構(gòu)建出符合自身特色的、具有優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品與

11、方案，從而吸引注意力，并和媒體合作，擴(kuò)大影響力，從而為企業(yè)帶來商業(yè)機(jī)會(huì)。同時(shí)深化元宇宙研究，真正意義確立出企業(yè)在單元領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，提升水平，從而把理念落到實(shí)處，不僅知道，而且做到。同時(shí)可以把工業(yè)元宇宙狹義理解成信息化應(yīng)用的升級(jí)，對(duì)于企業(yè)的水平提升也有很多優(yōu)秀案例，核心在于這些信息化軟件、硬件、系統(tǒng)、平臺(tái)要普及應(yīng)用、深化應(yīng)用、高水平應(yīng)用。例如北京一家工業(yè)企業(yè)，生產(chǎn)奢侈品牌的銷售展柜。而項(xiàng)目往往門店水平要求很高、時(shí)間4也很緊急，并且費(fèi)用也會(huì)比較高。但是生產(chǎn)過程中，卻經(jīng)常出現(xiàn)拖期情況，后來企業(yè)普遍采用三維設(shè)計(jì)軟件，并精確測(cè)量客戶現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)果生產(chǎn)的整體產(chǎn)品、零部件更為精確，于是現(xiàn)場(chǎng)的差錯(cuò)問題大幅度降低

12、，重新板材切割之類的問題基本杜絕，這樣生產(chǎn)效率提升顯著，顧客的滿意度也明顯提升。綜合而言就是，很多學(xué)者也提出在元宇宙的新格局下，工業(yè)企業(yè)可以彎道超車，還有些人提出換道超車，但是我們甚至要提出升維打擊，真正思考如何打破思維里面的框架限制，確立以往的、當(dāng)下的產(chǎn)品與服務(wù)，在元宇宙時(shí)代的上臺(tái)階級(jí)式提升，這樣才能夠開始探索工業(yè)元宇宙，并取得良好的成果。1.3 工業(yè)元宇宙落地方法元宇宙作為一種新興的理念、技術(shù)、生態(tài)，結(jié)合企業(yè)的具體業(yè)務(wù)，進(jìn)行探討分析其應(yīng)用，將可以更好地理解具體執(zhí)行的模式、應(yīng)用的方法，帶來的業(yè)務(wù)變化，從而分析其投入產(chǎn)出，有個(gè)從宏觀到微觀，進(jìn)而再回到宏觀的過程。安全管理是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的一

13、個(gè)重要部分，具有重要的意義。下面介紹元宇宙在安全工作四個(gè)階段。分別是：工作前期、工作準(zhǔn)備、工作進(jìn)行、工作的結(jié)束與總結(jié)。工作前期：主要針對(duì)安全工作的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，安全培訓(xùn)可以提高員工的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和安全操作技能。將某作業(yè)崗位人的動(dòng)作要領(lǐng)分解細(xì)化，對(duì)每個(gè)細(xì)化的要領(lǐng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，從設(shè)備的本質(zhì)安全、符合人機(jī)工程的作業(yè)環(huán)境、確立人員的正確操作。準(zhǔn)備 VR、AR、MR 各種材料?？梢粚?duì)一地培訓(xùn)，也可對(duì)同類人員進(jìn)行組合培訓(xùn)。學(xué)習(xí)的方式可以分成三個(gè)階段，虛擬階段、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)階段、混合現(xiàn)實(shí)階段。安全問題有些可以現(xiàn)實(shí)化模擬，更多的是不能現(xiàn)實(shí)模擬，例如地震應(yīng)對(duì)、大型火災(zāi)應(yīng)對(duì)等等，VR、AR、MR 從技術(shù)上是漸進(jìn)的，投入也是漸

14、進(jìn)的，經(jīng)過這樣的順序，也是性能價(jià)格比比較高的模式。而在學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程中，可以充分利用人工智能技術(shù)，分析學(xué)員的狀態(tài)、動(dòng)作、反應(yīng)時(shí)間等等，從而更好地制定強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的策略，取得較好的結(jié)果。工作準(zhǔn)備：一般安全工作包括：重點(diǎn)安全點(diǎn)檢和隱患排查，點(diǎn)檢部位與內(nèi)容，正確圖示確5認(rèn)，隱患描述確認(rèn)與消除等。從實(shí)際的安全工作來看，例如相關(guān)的法律法規(guī)、注意事項(xiàng)很多，結(jié)合具體工作就會(huì)有一些相應(yīng)的要求，而根據(jù)當(dāng)天的任務(wù)，需要什么樣的準(zhǔn)備，有什么風(fēng)險(xiǎn)，需要什么樣的設(shè)備等等。這些可以建立一套智能系統(tǒng)，安全人員輸入當(dāng)日任務(wù)信息后，系統(tǒng)展示出一些相關(guān)的材料，這樣具備針對(duì)性，就可以大幅度提高效率。一些不確定性的問題，系統(tǒng)可以進(jìn)行智

15、能性地探索性應(yīng)答。在這個(gè)過程中，事務(wù)具體、相關(guān)信息具體、人員具體，可以采用多種形式的展示模式，采用虛擬化模式，人機(jī)交互的形式進(jìn)行預(yù)演及檢查確認(rèn)，然后再上崗。安全涉及的材料很多，范圍很廣，個(gè)人遺漏、誤解等等很常見，采用這種有針對(duì)性的人工智能模式預(yù)期工作成效會(huì)有顯著改進(jìn)。工作進(jìn)行與管理：從管理維度，安全著重人的不安全行為與各類人員的安全監(jiān)督，融入新安法三管三必須，不局限于安全管理人員，一般的作業(yè)人業(yè)也需要正確操作的自主管理。不能僅僅把元宇宙、信息系統(tǒng)看成技術(shù)，而要作為動(dòng)力工具看待，它們也可以具備使能能力。例如每天工作按 8 點(diǎn)開始，系統(tǒng)之前會(huì)生成任務(wù)條目，要求安全人員上班后需要任務(wù)條目查詢檢索、思

16、考當(dāng)日工作需要的規(guī)章要求、準(zhǔn)備要求等，并提交系統(tǒng)。而管理人員可以在 8:30 查詢系統(tǒng)，掌握安全人員是否完成這樣的準(zhǔn)備工作。在執(zhí)行相關(guān)安全工作時(shí)，安全人員除了一些業(yè)務(wù)必須設(shè)備等，還攜帶一些元宇宙相關(guān)設(shè)備，具備邊緣計(jì)算、傳輸能力、信息采集，甚至一些輔助性可遠(yuǎn)程遙控的設(shè)備。在應(yīng)對(duì)當(dāng)前任務(wù)時(shí)，安全人員如果可以掌控態(tài)勢(shì)，順利解決，可以關(guān)閉，不做進(jìn)一步處理。如果出現(xiàn)疑難問題，那么可以向后臺(tái)服務(wù)器、云計(jì)算中心提交請(qǐng)求，請(qǐng)求的信息包括人工提交的文字、語言、照片、錄像等等，也包括采集設(shè)備采集的信息，后臺(tái)系統(tǒng)具備人工智能，有強(qiáng)大的知識(shí)庫，可以給予有針對(duì)性的應(yīng)答。而假如后臺(tái)系統(tǒng)沒有合適的答案，那也可以構(gòu)建強(qiáng)大的有

17、一定數(shù)量的高水平專家資源庫，聯(lián)系專家進(jìn)行合作處理。一些特殊問題，專家可以遠(yuǎn)程進(jìn)行操作。最終保證問題的完滿解決。從管理的角度，對(duì)于一些風(fēng)險(xiǎn)較高的工作，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控，指導(dǎo)，甚至是可以采用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的操作。再如一些特殊領(lǐng)域，例如核設(shè)備的檢測(cè)，則可以采用機(jī)器人，進(jìn)行巡檢。6工作的結(jié)束與總結(jié)。通常安全工作經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)收尾不善的情況，這樣自檢、他檢、十分重要。利用信息化手段進(jìn)行檢查也可以加以應(yīng)用，充分利用元宇宙時(shí)代的感知技術(shù)、人工智能技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)檢查驗(yàn)證，從而保證安全工作的完備性，高質(zhì)量。而針對(duì)當(dāng)前完成的任務(wù)，回顧作業(yè)全過程，查找隱患，進(jìn)行反思、總結(jié)、提高、固化、優(yōu)化，這樣積累的經(jīng)驗(yàn)、教

18、訓(xùn)可以輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)具備學(xué)習(xí)功能，可以擴(kuò)充知識(shí)庫，供今后的普及應(yīng)用。重大事項(xiàng)及時(shí)宣傳推廣與反思培訓(xùn)、落實(shí)相關(guān)改進(jìn)措施。2. 工業(yè)元宇宙技術(shù)體系2.1. 工業(yè)元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)進(jìn)入元宇宙時(shí)代，連接進(jìn)入系統(tǒng)的主體、內(nèi)容將越來越多。典型的，一個(gè)人會(huì)有多種身份；通過物聯(lián)網(wǎng)，將接入更多的設(shè)備；一個(gè)人擁有的智能設(shè)備越來越多；而我們所處的環(huán)境，所處的世界，也將會(huì)有更多的智能化終端，包括采集、傳輸、計(jì)算、控制能力。所以未來，不是以往說的萬物互聯(lián)，而可能是萬億物互聯(lián)、億億物互聯(lián)，而互聯(lián)的前提就是從物理世界的事物轉(zhuǎn)變成數(shù)字世界、虛擬世界的事物，那么未來，現(xiàn)7有的一些基礎(chǔ)設(shè)施的能力都要定性上更高一個(gè)臺(tái)階，定量上

19、有明確的技術(shù)指標(biāo)的顯著性變化。所以可以預(yù)期的是基礎(chǔ)設(shè)施將得到高速發(fā)展，比較典型的就是算力、圖形展示力，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)的提升：元宇宙時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)會(huì)更加的多元化，從接入端看，以往的手機(jī)、平板、計(jì)算機(jī)還是二維顯示與交互，而采用 VR 眼鏡，則會(huì)使三維顯示和交互，因此如果消費(fèi)端能夠規(guī)模化采用 VR 眼鏡，而另外一個(gè)領(lǐng)域，例如智能汽車、工業(yè)裝備、城市基礎(chǔ)設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)終端能夠規(guī)?；?，結(jié)合起來，那么整體網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈將發(fā)生重大變化。而面對(duì)不同類型的應(yīng)用場(chǎng)景而言，網(wǎng)絡(luò)支持的要求也是差異很大的，例如工業(yè)生產(chǎn)往往需要毫秒級(jí)，而以往的平面信息，人的感官只要低于 300 毫秒，人就可以接受。但是如果

20、是幾十兆、幾百兆的三維數(shù)據(jù)傳遞，要達(dá)到幾十毫秒級(jí)，人才不會(huì)眩暈，這樣就給網(wǎng)絡(luò)提出了一個(gè)很高的要求，因此綜合設(shè)定場(chǎng)景的解決方案尤為重要。第二網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸要真實(shí)可信，未來要加強(qiáng)對(duì)攻擊者、攻擊行為的識(shí)別，并且能夠追蹤，證據(jù)保全，并追究相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)、治安、法律責(zé)任。第三是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不確定性，如何保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、魯棒性尤為重要。綜合而言，針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新型應(yīng)用，需要一些細(xì)分領(lǐng)域的典型場(chǎng)景的樣板性工程，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，最終以點(diǎn)帶面實(shí)現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)的更上一層樓。云平臺(tái)：一般意義上的云平臺(tái)會(huì)認(rèn)為是大數(shù)據(jù)、硬件設(shè)施、計(jì)算軟件、人工智能系統(tǒng)的集成，但是這種定義實(shí)際上一種技術(shù)的定義，而實(shí)際上通過了這

21、些數(shù)據(jù)，可以連接各種設(shè)備資源，連接城市環(huán)境資源，最終連接人，連接組織（專家團(tuán)隊(duì)），因此是一個(gè)龐大的資源空間，是一個(gè)具有勢(shì)能的場(chǎng)。在這樣的空間里，如果規(guī)模足夠大，其能力也會(huì)巨大，因此需要理性看待平臺(tái)。最典型的概念就是所謂的去中心化，而從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的歷史來看，8最初的目標(biāo)就是離散化，但是實(shí)際發(fā)展的結(jié)果卻是越來越大的中心化，但是這種中心并不是單一中心化，而是有多中心化，而某個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，第一家占到 90%以上，第二家、第三家也就幾個(gè)百分點(diǎn)，然后剩下的大量的 1%不到的單元。但是我們也要看到很多極為細(xì)分的領(lǐng)域的小型中心，另外也要說成是最小的單元，也就是個(gè)人，以個(gè)人為中心的小宇宙，在傳統(tǒng)意義上，一個(gè)顧客可

22、能影響 25 個(gè)人，但是未來個(gè)人的影響力可能有巨大的差異，有的人可以有數(shù)以萬計(jì)、百萬，甚至億計(jì)的影響力，而有的人可能數(shù)百、上千。但是也要注意到這種影響力比傳統(tǒng)的模式要大得多。海量的復(fù)雜單元的綜合集成能力：對(duì)于工業(yè)行業(yè)而言，云化是必然的方向，而資源聚集到一起，就需要更好地制定規(guī)范、接口、協(xié)議，這樣才能更好的集成、統(tǒng)一，而且這些集成技術(shù)也是需要不斷發(fā)展的，不斷創(chuàng)新的。典型的例如工業(yè)產(chǎn)品，從滿足功能、性能要求，到滿足文化需求，到滿足個(gè)性化需求，甚至是某一時(shí)刻的心理需求，這個(gè)細(xì)化將帶來生產(chǎn)、管理的高度復(fù)雜性，就必須重構(gòu)企業(yè)、重構(gòu)生產(chǎn)模式，管理模式，充分利用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺(tái)，再結(jié)合人的智慧，才能在外

23、部多樣性和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)、自動(dòng)化、智能化方面獲得平衡，從而構(gòu)造出工業(yè)生產(chǎn)的元宇宙時(shí)代的新模式。綜合而言，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及云平臺(tái)將成為物理世界、數(shù)字世界、虛擬世界與人的匯集的基礎(chǔ)與場(chǎng)所，是一個(gè)需要仰望、需要探索，而又可以獲得巨大收益的元宇宙核心。2.2. 工業(yè)元宇宙技術(shù)與產(chǎn)品元宇宙在工業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)生產(chǎn)力提升、改進(jìn)工業(yè)的業(yè)務(wù)模式，促成企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、以人為本轉(zhuǎn)型，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)價(jià)值分配與經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)變。在工業(yè)領(lǐng)域有大量相關(guān)的工業(yè)軟件、系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，進(jìn)入元宇宙時(shí)代，這些軟件、系統(tǒng)、平臺(tái)也將達(dá)到一個(gè)更高的水平，也就是要上一個(gè)臺(tái)階，因此我們按照工業(yè)管理模式將主要技術(shù)劃分成三類，第一類為技術(shù)及管

24、理類、第二類為設(shè)備及生產(chǎn)相關(guān)類、第三類為經(jīng)營管理類。另外說明在工業(yè)元宇宙技術(shù)體系中不介紹元宇宙中的一些常規(guī)技術(shù)，例如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬人等內(nèi)容。9從工業(yè)信息化發(fā)展的路徑來看，可以分成五個(gè)層級(jí)，分別是單元應(yīng)用、系統(tǒng)化應(yīng)用，集成化應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，以及與更為廣泛的互聯(lián)網(wǎng)相集成。而系統(tǒng)與人的關(guān)系也逐步升級(jí)，從解決單元問題的工具類軟件、到計(jì)算機(jī)輔助工具，再到以信息系統(tǒng)為主，以人為輔的模式，甚至以計(jì)算機(jī)為主的系統(tǒng)，再到針對(duì)開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的從定性到定量的綜合研討廳體系。逐步發(fā)展的典型技術(shù)與產(chǎn)品包括 1：二維繪圖工具。2：三維設(shè)計(jì)軟件。3：產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)、企業(yè)資源系統(tǒng)與制造作業(yè)系統(tǒng)。4，計(jì)算機(jī)輔

25、助工程 CAE(仿真)。而從這些技術(shù)、系統(tǒng)與工業(yè)的關(guān)系來說，兩者也是相輔相成的，企業(yè)的信息化水平高，企業(yè)的工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)高；反過來，因?yàn)楫a(chǎn)品的要求高，因此也促進(jìn)了信息系統(tǒng)的發(fā)展。而從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看，我國不同行業(yè)的信息化水平、兩化融合、智能制造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型差別很大，例如航天航空領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛、深化，水平高，而一般的工業(yè)企業(yè)往往層級(jí)較低，使用的系統(tǒng)少，孤立式應(yīng)用比較多，這種跟企業(yè)規(guī)模也有直接的關(guān)系。而隨著我國的信息化系統(tǒng)應(yīng)用的普及，積累了大量的知識(shí)，形成了數(shù)據(jù)、算法、模型、規(guī)范、軟件、系統(tǒng)，這些都是寶貴的財(cái)富，可以繼往開來。2.2.1.技術(shù)及管理類工業(yè)領(lǐng)域在技術(shù)及管理方面，傳統(tǒng)的

26、軟件、系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD、計(jì) 算機(jī)輔助工藝 CAPP、計(jì)算機(jī)輔助加工 CAM、工業(yè)設(shè)計(jì) CAI、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量 CAQ、計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE(仿真)，這些軟件和系統(tǒng)由產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)/產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PDM/PLM）實(shí)現(xiàn)集成與管理。而進(jìn)入元宇宙時(shí)代，將進(jìn)一步深化三維展現(xiàn)、沉浸式體驗(yàn)、真實(shí)感體驗(yàn)，更強(qiáng)大的算力，并充分應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等基礎(chǔ)。10三維應(yīng)用及工業(yè)設(shè)計(jì)類，目前我國的計(jì)算機(jī)輔助繪圖已經(jīng)非常普及，三維設(shè)計(jì)也進(jìn)入了相對(duì)廣泛的應(yīng)用，從三維設(shè)計(jì)的系統(tǒng)看，可以包括機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)等內(nèi)容，這些系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于更為精確地表達(dá)工業(yè)產(chǎn)品，起到了非常重要的作用

27、，同時(shí)工作效率高、質(zhì)量水平好。這些系統(tǒng)通常會(huì)包括零件設(shè)計(jì)、裝配、繪圖、曲面等內(nèi)容，另外會(huì)有很多的專業(yè)模塊，典型的例如模具、鈑金、管路線纜等等，同時(shí)這些模塊的數(shù)據(jù)也可以實(shí)現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)換與集成，例如有所謂的主模型技術(shù)，而從管理的角度而言，采用模型驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，將有效地規(guī)范數(shù)據(jù)的內(nèi)容、形式，數(shù)據(jù)量，從而可以實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用。采用數(shù)字化技術(shù)，可以精確地表達(dá)產(chǎn)品，可以快速修改、復(fù)用，而從實(shí)際應(yīng)用效果而言，利用三維建模技術(shù)可以減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，計(jì)算出零部件，乃至產(chǎn)品的重量。設(shè)計(jì)的模型可以分成幾何模型、物理模型與機(jī)械模型（建筑模型、電子模型等），這樣也可以更好地展示、交流與改進(jìn)，并最終實(shí)現(xiàn)加工生產(chǎn)。對(duì)于工業(yè)元宇

28、宙而言，筆者認(rèn)為，將工業(yè)產(chǎn)品的虛擬化水平提升到可制造的水平，這樣將大幅度提升一次制造的成功率，但是對(duì)于設(shè)計(jì)人員，系統(tǒng)、硬件都提出了非常高的要求。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，工業(yè)產(chǎn)品不僅僅要滿足一般意義上的功能、性能，而且更加要符合人的11心理，這樣就需要進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)工作，綜合考慮產(chǎn)品的外觀、材質(zhì)、紋理，讓人有更好的體驗(yàn)，當(dāng)然產(chǎn)品也更符合人的便利性要求，這些都對(duì)建模軟件、系統(tǒng)提出了更高的要求，但是另一方面，適合非專業(yè)人員，甚至兒童老人的建模軟件系統(tǒng)也紛紛涌現(xiàn)，從而為大眾創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。目前我國的 CAD 軟件主要包括 CAXA、堯創(chuàng) CAD、中望 CAD 等，也有基于國外產(chǎn)品二次的開發(fā)平臺(tái)，例如天正 CAD

29、，天河 CAD 軟件。在三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域則包括 1：國內(nèi)的中望CAD、國外的 3D Studio Max、Maya、Rhino、Blender、AutoCAD、CATIA、Unigraphics NX、Pro/Engineer 、Top Solid、Solidworks、Cimatron、Alias 等。2：基于照片的 3D 建模軟件，例如 Autodesk 123D、3DSOM Pro、PhotoSynth。3：在工業(yè)領(lǐng)域也有基于逆向工程的 3D 建模軟件，也就是通過掃描出來點(diǎn)云構(gòu)建模型，包括Geomagic、RapidForm、ReconstructMe、PolyWorks。4：一些基于網(wǎng)頁(

30、WebGL)開發(fā)的 3D 模型設(shè)計(jì)軟件，如 3DTin、TinkerCAD，可以在瀏覽器中完成 3D 建模。5，另外也包括一些非專業(yè)的草圖軟件，如 SketchUp、Teddy、EasyToy 等。而進(jìn)入元宇宙時(shí)代，更有俗稱“人物造型大師”的 Metacreations 公司的 Poser 軟件和開源的 MakeHuman 軟件。現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上也出現(xiàn)了 從事捏臉的專業(yè)人員。此外需要說明的是，一些游戲軟件也有建模的能力，例如我的世界 Minecraft、Unity,近來很火的 ROBLOX等。需要說明的是，這些建模軟件往往有自身的格式定義，在進(jìn)行集成式往往需要轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式，有些產(chǎn)品相對(duì)獨(dú)立，需要

31、二次開發(fā)，而典型的如中科院遙感所就完成了 Unity 模型數(shù)據(jù)向自身三維系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換工作。仿真分析類，通常介紹仿真分析，主要是計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE，但是實(shí)際上仿真不僅包括 CAE，還有多項(xiàng)內(nèi)容： 零件的加工仿真，根據(jù)產(chǎn)品需要，設(shè)置胚料、設(shè)置數(shù)控機(jī)床、裝夾、刀具等信息，設(shè)計(jì)工藝，并進(jìn)行模擬加工，檢查碰撞情況，分析加工效率等工作，最終生成加工代碼，可以實(shí)現(xiàn)零件的數(shù)字化生產(chǎn)。12 裝配仿真，進(jìn)入元宇宙時(shí)代，遠(yuǎn)程協(xié)同是一種常態(tài)，因此之前三維軟件也支持裝配工作，但是為了降低硬件系統(tǒng)要求，減少數(shù)據(jù)量，往往采取一些輕量級(jí)模型，進(jìn)行產(chǎn)品、部件的裝配，另外根據(jù)人的視覺需要，也采取一些，例如遠(yuǎn)近不同，則顯示模式不

32、同的方式，以提高顯示效率。隨著元宇宙時(shí)代的來臨，利用頭盔、利用平臺(tái)，可以更好地查看虛擬產(chǎn)品、分析性能，找出問題，并持續(xù)優(yōu)化。 生產(chǎn)線模擬與系統(tǒng)模擬，而在構(gòu)造制造業(yè)企業(yè)方面，也有一些交互式、可視化的仿真軟件，這些軟件主要包括模型的構(gòu)建，包括設(shè)備、人員、空間資源等，并對(duì)時(shí)間、資源的分配、使用、釋放、變換，進(jìn)行過程性的模擬分析，查看正確性、可行性，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，解決問題，并且可以量化問題，并進(jìn)行財(cái)務(wù)分析和決策優(yōu)化。 計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE，這類軟件主要是偏向機(jī)電性能 方 面 的 分 析 計(jì)算，改變以往的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣品試制，然 后 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 分析，最終定型量產(chǎn)的過程，而是通過虛擬的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)、

33、流體力學(xué)、 電磁學(xué)、熱分析、碰撞分析、多剛體動(dòng)力學(xué)分析、復(fù)合場(chǎng)分析等等，這樣降低了實(shí)物制造的成本，可以縮短時(shí)間，提高質(zhì)量水平，同時(shí)有效減低安全風(fēng)險(xiǎn)，并且可以不斷優(yōu)化，從而最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的一次制造成功。 零件的加工、裝配仿真往往和三維設(shè)計(jì)軟件集成，而生產(chǎn)線模擬與系統(tǒng)模擬軟件主要包括 Arena、InteRobot 生產(chǎn)線仿真軟件等等。典型 CAE 軟件包括 產(chǎn)品，如 Ansys、Simulia、Fluent、CFD、Altair、HyperWorks 等等.產(chǎn)品生命周期管理（Product Life-Cycle Management，PLM），將產(chǎn)品從需求、創(chuàng)意開始，到設(shè)計(jì)、制造、營銷、應(yīng)用及服務(wù)

34、，最終產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部過程。管理的對(duì)象不僅包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)，也包括人員組織、工作流程、項(xiàng)目等內(nèi)容。產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)可以作為各種技術(shù)領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)的集成化應(yīng)用平臺(tái)，而在產(chǎn)品數(shù)據(jù)的內(nèi)容與形式上，現(xiàn)在先進(jìn)模式是模型驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)模式，這么模式下，對(duì)于數(shù)據(jù)的架構(gòu)、數(shù)13據(jù)內(nèi)容、形式、狀態(tài)都進(jìn)行了規(guī)定。而對(duì)比歷史，從圖紙，到三維模型，到工藝數(shù)據(jù)，加工數(shù)據(jù)，后來增加了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、零件族數(shù)據(jù)，管理作業(yè)、流程、項(xiàng)目，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與 ERP 集成等內(nèi)容。因此產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)也是不斷發(fā)展的。而進(jìn)入元宇宙時(shí)代，很顯然的，數(shù)據(jù)的內(nèi)容與形式又將產(chǎn)生巨大的變化，典型的，例如大量的動(dòng)態(tài)的三維模型，為了更好地展示，采取多種級(jí)

35、別的顯示模式數(shù)據(jù)。這里我們需要強(qiáng)調(diào)的是，工業(yè)的生產(chǎn)過程是一個(gè)不斷的從不確定性到確定性的過程，因此數(shù)據(jù)是不斷地轉(zhuǎn)化的。例如營銷時(shí)只有簡略的技術(shù)說明，然后是設(shè)計(jì)方案，再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)圖紙，再到工藝設(shè)計(jì)、加工設(shè)計(jì)，裝配設(shè)計(jì)，再到質(zhì)量檢測(cè)、運(yùn)輸庫存、應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)是越來越增加的，而在一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束后，或者說一定的應(yīng)用周期后，往往會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)積累，從而為后期的設(shè)計(jì)生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用。國內(nèi)的上海思普產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng) PLM 是領(lǐng)軍品牌，還有以財(cái)務(wù)軟件知名的金蝶和用友分別收購廣州普維、重慶邁特后宣稱進(jìn)入 PLM 行業(yè)。國外品牌如 PTC 的 Windchill、西門子的 T

36、eamCenter、達(dá)索的 Enovia 等。2.2.2. 生產(chǎn)及設(shè)備相關(guān)類工業(yè)企業(yè)發(fā)展到今天，最典型的就是出現(xiàn)了智能制造系統(tǒng)，最典型的就是數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備、機(jī)器人，智能運(yùn)輸小車等自動(dòng)化智能化設(shè)備。在執(zhí)行控制方面。工業(yè)控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，而為了提升生產(chǎn)的集成性，機(jī)床設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化乃至智能化生產(chǎn)線已經(jīng)日益普及，而為了適應(yīng)車間級(jí)實(shí)時(shí)性、變化大、批量小的要求特點(diǎn)，制造執(zhí)行系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。這里主要說明元宇宙時(shí)代的一些典型的關(guān)聯(lián)技術(shù)。人工智能技術(shù)，進(jìn)入元宇宙時(shí)代，工業(yè)產(chǎn)品越來越客戶定制化、個(gè)性化，因此產(chǎn)品越來越14小批量，多品種，這樣也就意味著大量的不確定性，在設(shè)計(jì)理念出現(xiàn)面向制

37、造的設(shè)計(jì)，而在實(shí)際生產(chǎn)中，就會(huì)有大量的人工智能技術(shù)應(yīng)用，比較典型的，例如生產(chǎn)過程中，物料在流水線運(yùn)動(dòng)，裝夾機(jī)器人可以智能化識(shí)別，進(jìn)行拾取、放置、固定。刀具系統(tǒng)智能化選擇刀具、安裝刀具，并智能化確定加工起點(diǎn)位置、在產(chǎn)品加工時(shí)，能動(dòng)態(tài)識(shí)別產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)，及時(shí)矯正，或者出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差時(shí)進(jìn)行報(bào)警，從而使生產(chǎn)更具柔性。機(jī)器人技術(shù)，在工業(yè)企業(yè)中，機(jī)器人得到了大量的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人是用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，具有一定的自動(dòng)性、智能性，主要包括動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)部分、機(jī)械執(zhí)行部分、傳感部分、人機(jī)交互系統(tǒng)、控制部分，可以獨(dú)立應(yīng)用，或與主設(shè)備集成為加工制造單元、焊接單元、裝配單元，可依靠自身的動(dòng)力能

38、源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加15工制造功能。具備易用、生產(chǎn)效率高、安全風(fēng)險(xiǎn)低、容易管理、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。 在元宇宙時(shí)代，工業(yè)機(jī)器人會(huì)日益智能、自主化，機(jī)械動(dòng)力性能能為強(qiáng)大，而人機(jī)結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)化日益成為重要發(fā)展方向。遠(yuǎn)程制造技術(shù)，在元宇宙時(shí)代，工業(yè)生產(chǎn)越來越離散化，標(biāo)準(zhǔn)化，除了一些重大裝備、特殊裝備外，加工設(shè)備、制造型企業(yè)將成為一種基于網(wǎng)絡(luò)的能力提供者，這樣的模式下，那么基于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程制造的模式將成為一種趨勢(shì)，這種模式下，如同工業(yè) 4.0 中提出的端到端的集成，在底層邏輯上大量的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字化，信息化，有統(tǒng)一的接口、

39、算法、模型、軟件，從而可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的變換與集成，最終形成加工指令，而基于網(wǎng)絡(luò)，就可以傳遞從產(chǎn)品數(shù)據(jù)，直到加工的各種級(jí)別的數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的遠(yuǎn)程制造。而在制造的過程中，絕不是純粹意義上的無人生產(chǎn)，大量的標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，可以自動(dòng)化生產(chǎn)，有一些產(chǎn)品可以通過人工智能，柔性生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備完成生產(chǎn)，更有大量的工作可以人機(jī)結(jié)合，通過遠(yuǎn)程的指導(dǎo)、管理、操控來完成。數(shù)字孿生技術(shù)作為工業(yè)元宇宙的典型技術(shù)，在加工設(shè)備應(yīng)用關(guān)聯(lián)及工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，可以認(rèn)為是物理性的事物和數(shù)字虛擬性事物的同期變化，這樣通過精準(zhǔn)地映射，可以遠(yuǎn)程第創(chuàng)造出數(shù)字化模型，以 VRAR 的形式展現(xiàn)信息，從而使人可以更好的認(rèn)知、監(jiān)控、處理事物，

40、從16而實(shí)現(xiàn)多種主體的互動(dòng)與協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性、正確性的生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足客戶的完美性要求。在這些領(lǐng)域比較著名的企業(yè)，人工智能領(lǐng)域包括百度、華為、騰訊、阿里巴巴、科大訊飛、?？低?、華大基因、字節(jié)跳動(dòng)、大疆、商湯科技；機(jī)器人領(lǐng)域包括富士康、杭州國辰、沈陽新松、南京埃斯頓、哈爾濱博實(shí)、湖北三豐、廣東拓斯達(dá)、武漢華中數(shù)控、深圳大疆、北京臻迪；數(shù)字孿生領(lǐng)域包括：安世亞太、天夏智慧、延華智能、賽摩智能、神州數(shù)碼、華力創(chuàng)通、能科股份、恒為科技、楚天高速、華中數(shù)控、運(yùn)達(dá)科技、蘭光創(chuàng)新等。2.2.3. 經(jīng)營管理類傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)的信息化系統(tǒng)包括 ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）、CRM（客戶關(guān)系管

41、理）、SCM(供應(yīng)鏈管理系統(tǒng))，還 有 OA(辦公自動(dòng)化系統(tǒng))、P M（項(xiàng)目管理系統(tǒng)）、BI（商業(yè)智能系統(tǒng)）等等，這些系統(tǒng)的核心是管理企業(yè)的各種資源，將其有機(jī)合理地組織起來，以最大程度發(fā)揮其功效，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)營性目標(biāo)，也就是避免風(fēng)險(xiǎn)與失敗,創(chuàng)造產(chǎn)值與利潤。而進(jìn)入元宇宙時(shí)代,需要注意的是管理的對(duì)象發(fā)生了巨大的改變，典型的例如大數(shù)據(jù)、NFT藝術(shù)品將成為企業(yè)最重要的資產(chǎn)，而發(fā)揮人的潛力，為人提高創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)新的平臺(tái)尤為重要，生產(chǎn)協(xié)同面向全世界，而客戶也面向全世界，當(dāng)然競(jìng)爭(zhēng)也面向全世界，因此企業(yè)必須積極學(xué)習(xí)、思考、接受新興技術(shù)，把握時(shí)代潮流，才能在競(jìng)爭(zhēng)中贏得勝利，做大做強(qiáng)，成為世界級(jí)品牌。在元宇宙時(shí)代，

42、數(shù)據(jù)將成為更主要的資產(chǎn)，那么系統(tǒng)的對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力尤為重要，從會(huì)計(jì)電算化，支持企業(yè)規(guī)模化經(jīng)營，輔助戰(zhàn)略決策，數(shù)字資產(chǎn)的確權(quán)、定價(jià)、交流、交易，使用、17改進(jìn)都變得更為重要，這些工作往往需要與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，要求有更高的實(shí)時(shí)性、精確性與經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)需要注意的是，在企業(yè)運(yùn)作過程中，NFT 資產(chǎn)、虛擬人、虛擬身份、自然人，這些對(duì)象往往都是動(dòng)態(tài)變化的，需要適度控制風(fēng)險(xiǎn)，順暢應(yīng)用。典型的，例如 一 項(xiàng) 數(shù) 字 資 產(chǎn) 是 與 一 個(gè) 員 工 的 虛 擬 身 份 綁 定 的 ， 能 否 在 員 工 離 職 時(shí) 及 時(shí) 收 回 。而在元宇宙時(shí)代，大量的創(chuàng)意創(chuàng)新工具涌現(xiàn)，采用虛擬人、虛擬身份

43、可以促進(jìn)企業(yè)員工發(fā)揮積極性，那么利用人工智能系統(tǒng)，構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的新興技術(shù)的知識(shí)與技能對(duì)標(biāo)系統(tǒng)就尤為重要。一方面跟蹤、適應(yīng)，甚至引領(lǐng)世界先進(jìn)技術(shù)潮流，另一方面，保證自身企業(yè)的能力能與企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營、競(jìng)爭(zhēng)與未來發(fā)展相適應(yīng)。18綜合而言，在元宇宙時(shí)代，企業(yè)的經(jīng)營管理的對(duì)象將更為巨大、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)，因此將形成一種生態(tài)，而管理與控制這種生態(tài)也需要更為強(qiáng)大的經(jīng)營管理系統(tǒng)，那么企業(yè)就要高度強(qiáng)調(diào)電子化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化，這樣才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，并在企業(yè)從領(lǐng)導(dǎo)到員工的智慧引領(lǐng)下，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的盈利與發(fā)展。在經(jīng)營管理領(lǐng)域國內(nèi)著名的公司有金蝶、用友，國際的 SAP 軟件。我們需要注意的是國內(nèi)的很多軟

44、件企業(yè)進(jìn)行了大量的集成性工作，例如上海思普的 PLM 軟件就和 SAP 軟件完成了很好的集成體系，并在客戶中大量應(yīng)用。2.3. 綜合集成應(yīng)用技術(shù)進(jìn)入元宇宙時(shí)代，例如 VR/AR 技術(shù)可以貫穿整個(gè)工業(yè)流程，用戶可以通過穿戴設(shè)備進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，查看現(xiàn)實(shí)工業(yè)企業(yè)映射、生產(chǎn)過程，期望設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品，目前產(chǎn)品的應(yīng)用形態(tài)等，而這種查看是可以突破空間限制的，對(duì)象可以是人、是工業(yè)產(chǎn)品、是環(huán)境場(chǎng)景，也可以是純粹的數(shù)字信息、虛擬信息。在數(shù)據(jù)信息層面，利用三維模型，整合物聯(lián)網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)，建立增強(qiáng)的環(huán)境、設(shè)備、人員的可視化模型，并可以對(duì)要素進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，一般性的設(shè)備、部件用線框表示，而例如機(jī)器內(nèi)19部 有 故 障 的

45、部 件 ， 用 紅 色 塊 表 示 ， 這 樣 可 以 做 到 更 好 的 展 現(xiàn) 。在數(shù)據(jù)的展示層面，越來越多地實(shí)現(xiàn)總體化、體系化、重點(diǎn)突出化，具體而言就是展示的信息利用大屏幕、或者多屏幕技術(shù)，盡可能完整地展示數(shù)據(jù)。然后是根據(jù)企業(yè)的管理經(jīng)營特色，將數(shù)據(jù)有機(jī)地集成起來展示，通過分析、綜合、對(duì)比等方式，有邏輯地展示。再就是針對(duì)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，予以強(qiáng)化顯示，例如紅色圖表、警鈴發(fā)聲、閃爍顯示，多種形式綜合的方式，從而達(dá)到可以讓人很好感知的目的。在體驗(yàn)方面，針對(duì)人的感知能力，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，典型例如顯示的文字的大小，顏色之間差異的人的敏感度，針對(duì)色盲人員的特殊設(shè)計(jì)等等，這樣的目的就是讓人有很好的體驗(yàn)。而在

46、手段上例如采用三維眼鏡，這樣可以更好地感知虛擬世界，從而形成沉浸感、真實(shí)感、美感。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，因?yàn)樾畔⒘烤薮?，結(jié)合人的需求，需要自然而然的交互，傳統(tǒng)的模式包括鍵盤、鼠標(biāo)，然后目前有了一些觸摸、手勢(shì)識(shí)別，也有了一些圖像識(shí)別、聲音識(shí)別，表情識(shí)別、身體幾何模型采集、動(dòng)作識(shí)別、而現(xiàn)在也有一些探索性的交互技術(shù)與應(yīng)用，例如遠(yuǎn)程的嗅覺、味覺、體感，腦機(jī)接口，這些都為更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、人人交互提供了技術(shù)基礎(chǔ)。在實(shí)際的應(yīng)用中，這些技術(shù)不是孤立的，而是集成綜合應(yīng)用的，因此單元技術(shù)很重要，而集成技術(shù)也很重要，就需要全流程，全鏈條地規(guī)劃設(shè)計(jì)，從而結(jié)合具體的業(yè)務(wù)，包括例如遠(yuǎn)程的協(xié)同設(shè)計(jì)，指導(dǎo)生產(chǎn)、應(yīng)用過程中的監(jiān)控

47、、問題解決、獲得更為優(yōu)越的運(yùn)維方案，減少意外停機(jī)的帶來的損失；針對(duì)用戶、合作伙伴、服務(wù)人員的培訓(xùn)等場(chǎng)景，設(shè)計(jì)元宇宙時(shí)代的解決方案。203. 工業(yè)產(chǎn)品工業(yè)產(chǎn)品從簡單到復(fù)雜，有封閉系統(tǒng)，也有開放系統(tǒng)，數(shù)量從單個(gè)到少量，到數(shù)以萬計(jì)、千萬計(jì)，乃至億計(jì)的大規(guī)模，應(yīng)用場(chǎng)景則千變?nèi)f化，因此工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程、工業(yè)制造與應(yīng)用過程實(shí)際上是從不確定性向確定性轉(zhuǎn)變的過程。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，工業(yè)產(chǎn)品也將發(fā)生相應(yīng)的改變。3.1. 工業(yè)產(chǎn)品虛擬化達(dá)到可制造的水平在消費(fèi)領(lǐng)域，元宇宙強(qiáng)調(diào)沉浸感、真實(shí)感，而在工業(yè)領(lǐng)域，首先要探討工業(yè)產(chǎn)品的虛擬水平，我們認(rèn)為工業(yè)產(chǎn)品的虛擬化要達(dá)到可以實(shí)際生產(chǎn)的水平。在目前的現(xiàn)實(shí)中，企業(yè)往往根據(jù)職能

48、會(huì)分成設(shè)計(jì)師、工藝師、車間工藝師、車間生產(chǎn)工人、班組長、調(diào)度等等，設(shè)計(jì)師需要考慮工藝，考慮生產(chǎn)，但是定性說，考慮得相對(duì)較少，定量說，也許 10%都不到。這樣就導(dǎo)致從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)中往往會(huì)出現(xiàn)大量的問題，返工返修，重新設(shè)計(jì)情況比比皆是。造成這樣結(jié)果的原因也是因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施能力、信息基礎(chǔ)不足、設(shè)計(jì)手段、工具不足。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，將為虛擬化提升水平創(chuàng)造條件，例如國產(chǎn)的工業(yè)軟件更具性能價(jià)格比，從而可以實(shí)現(xiàn)普及化應(yīng)用。這樣從三維設(shè)計(jì)的普及化，到計(jì)算機(jī)輔助加工的普及化、計(jì)算機(jī)輔助工程（仿真分析）的普及化。同時(shí)開展虛擬21仿真分析時(shí)，不僅考慮立足自身企業(yè)，也要考慮世界同行水平，客戶需求水平，從而確立領(lǐng)先地位。而顯

49、然達(dá)到這樣水平的虛擬工業(yè)產(chǎn)品的制造可以大幅度提高一次制造成功率，在市場(chǎng)上也具備競(jìng)爭(zhēng)力。3.2. 虛實(shí)結(jié)合的工業(yè)產(chǎn)品工業(yè)產(chǎn)品不僅僅是一臺(tái)單純的設(shè)備，還有備品備件，還有安裝調(diào)試，還有維修、服務(wù)等內(nèi)容，因此工業(yè)產(chǎn)品不僅僅是鋼鐵，還有軟件系統(tǒng)，還有算法，有大數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，工業(yè)產(chǎn)品將更具智能化、智慧化。典型的工業(yè)產(chǎn)品的使用說明從最早的使用書，包括文字與二維示意圖，發(fā)展到三維的拆卸、安裝爆炸圖，再到提供二維碼，查看拆卸、安裝的視頻，乃至基于 VR、AR 的應(yīng)用與維護(hù)訓(xùn)練。更為重要的是工業(yè)產(chǎn)品在使用過程中，隨著元宇宙時(shí)代的到來，工業(yè)產(chǎn)品的能力將大幅提升，例如工業(yè)機(jī)床設(shè)備

50、、機(jī)械臂、機(jī)器人。例如機(jī)床設(shè)備引入視覺識(shí)別技術(shù)，應(yīng)用人工智能，快速實(shí)現(xiàn)零件裝夾。例如水稻插秧機(jī)器人經(jīng)過設(shè)置后，可以自動(dòng)規(guī)劃路線、直行、曲線、轉(zhuǎn)彎行走、自動(dòng)提升插秧臺(tái)，在遇到樹、電線桿等障礙物還會(huì)自動(dòng)繞行。一架植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥，每小時(shí)作業(yè)量可達(dá) 50 至 80 畝，效率是人工的 40 至 60 倍，同時(shí)可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量以及 90%的用水量。更需要強(qiáng)調(diào)的是元宇宙時(shí)代的工業(yè)產(chǎn)品，不僅可以前端作業(yè)，更可以有近端的大數(shù)據(jù)、人工智能、算力支持，遠(yuǎn)程的人員支持、控制、操作與管理，乃至基于整體互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的數(shù)據(jù)、知識(shí)、智能迭代升級(jí)。223.3. 更加美化、人性化的工業(yè)產(chǎn)品傳統(tǒng)的工業(yè)品都會(huì)給人以冷冰冰

51、的感覺，而進(jìn)入元宇宙時(shí)代，不僅是面向消費(fèi)者的工業(yè)產(chǎn)品，例如手機(jī)、冰箱彩電、汽車，還是面向?qū)I(yè)應(yīng)用的機(jī)床設(shè)備、工程機(jī)械等，都將會(huì)更加地考慮人的感覺，人的體驗(yàn)，而在產(chǎn)品的應(yīng)用方面，也將更加結(jié)合人的能力、行為，人的心理，從而使產(chǎn)品更符合人的需求。工業(yè)設(shè)計(jì)以美學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，涉及心理學(xué)，社會(huì)學(xué)，美學(xué)，人機(jī)工程學(xué)，機(jī)械構(gòu)造，攝影，色彩學(xué)等，是各種學(xué)科、技術(shù)和審美觀念的交叉產(chǎn)物，典型如造型設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)等。在滿足工業(yè)產(chǎn)品功能的要求的基礎(chǔ)上，通過合理的材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工以及裝飾等，使產(chǎn)品具有新的視覺品質(zhì)，符合時(shí)代潮流，協(xié)調(diào)應(yīng)用場(chǎng)景，使人獲得美的享受。4. 工業(yè)制造過

52、程場(chǎng)景傳統(tǒng)的工業(yè)的制造過程包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售與應(yīng)用，而在元宇宙時(shí)代，營銷變得更為重要，因此個(gè)性化生產(chǎn)，依單生產(chǎn)占據(jù)越來越多的比例。而基于互聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈協(xié)同制造、區(qū)域協(xié)同制造、遠(yuǎn)程制造乃至跨國制造、云制造將成為趨勢(shì)。而進(jìn)入元宇宙時(shí)代，首先要強(qiáng)調(diào)工業(yè)產(chǎn)品的信息發(fā)生了巨大變化：從信息化到數(shù)字化，意味著信息更加精確，從定性到定量。而信息的完整性、時(shí)效性、實(shí)時(shí)性也都大幅度提升，由于網(wǎng)絡(luò)能力的提升，可以讓生產(chǎn)者與客戶、消費(fèi)者建立起更強(qiáng)大的、更好的溝通場(chǎng)景，更好的溝通模式，從而取得更好的溝通效果。典型的，以往傳遞的是二維圖，今后傳遞的是三維模型；為了表達(dá)產(chǎn)品功能，可以傳遞產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)模型；表達(dá)產(chǎn)品的剛度、強(qiáng)

53、度，可以傳遞仿23真模型；在制造過程中，客戶、消費(fèi)者可以實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)的進(jìn)度，產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，有問題可以及時(shí)處理，從而避免更大的、規(guī)模性的損失?；蛘哂行碌膭?chuàng)意，可以及時(shí)落實(shí)。在產(chǎn)品的應(yīng)用階段，可以更加利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從數(shù)字孿生，到信息物理系統(tǒng)，進(jìn)而到元宇宙時(shí)代的實(shí)時(shí)性的遠(yuǎn)程仿真、操控、維護(hù)。4.1. 營銷新模式產(chǎn)品讓客戶產(chǎn)生購買，核心是要滿足客戶的需求，然而很多時(shí)候，客戶的需求并不是確定的，因此就需要雙方進(jìn)行溝通。溝通內(nèi)容包括產(chǎn)品信息，也包括企業(yè)的生產(chǎn)能力、管控水平、價(jià)格成本等內(nèi)容。以往企業(yè)應(yīng)用信息化技術(shù)就有了很多很好的案例。例如戚墅堰機(jī)車車輛廠針對(duì)上海鐵路局領(lǐng)導(dǎo)查看新曙光

54、動(dòng)車組油漆方案圖不滿意，希望提供效果圖的情況，聯(lián)合浦鎮(zhèn)車輛廠、軟件公司、上海電影制片廠設(shè)計(jì)制作了效果圖，獲得了上海鐵路局領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可，推進(jìn)了新曙光動(dòng)車組項(xiàng)目落實(shí)。例如資陽內(nèi)燃機(jī)車廠在參與一個(gè)美國項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)，針對(duì)美方提出的原有產(chǎn)品存在局部缺陷的情況，根據(jù)美方提供的產(chǎn)品圖紙進(jìn)行建模，并利用有限元軟件進(jìn)行仿真分析，結(jié)果得出的缺陷情況與真實(shí)缺陷情況一致，資陽內(nèi)燃機(jī)車廠進(jìn)而優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并采用有限元分析軟件仿真分析，得出了一個(gè)可行性方案，最后贏得了訂單。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，尤其是近期的疫情影響，客戶的溝通，生產(chǎn)過程的管控，工業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用服務(wù)都越來越多地需要轉(zhuǎn)向線上，因此工業(yè)企業(yè)需要積極思考，如何利用虛擬化技術(shù)

55、，更好地展現(xiàn)產(chǎn)品，展現(xiàn)生產(chǎn)能力，保障能力，從而滿足客戶的需要，為企業(yè)贏得發(fā)展的機(jī)會(huì)。4.2. 設(shè)計(jì)場(chǎng)景工業(yè)產(chǎn)品往往相對(duì)復(fù)雜，涉及多個(gè)領(lǐng)域，因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，稱得上是一個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，典型的就是個(gè)性化產(chǎn)品，客戶定制產(chǎn)品，并不是完全的所有零部件都定制，不是客戶可以隨心所有，而是在邏輯上要符合外在多樣性，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化的過程，綜合考慮產(chǎn)品交期、產(chǎn)品質(zhì)量、成本與服務(wù)便利性。24工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也是一個(gè)過程，在元宇宙時(shí)代，更強(qiáng)調(diào)個(gè)人的創(chuàng)意，包括客戶、消費(fèi)者的需求，也包括企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、企業(yè)普通員工的創(chuàng)意，然后進(jìn)行逐步的不確定性相確定性的轉(zhuǎn)化，在虛擬化階段包括，草圖、二維圖、三維模型、分析模型、加工

56、模型等，而進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)也往往需要一個(gè)過程，例如一般企業(yè)會(huì)有原型產(chǎn)品、初步的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，定型產(chǎn)品，而航天領(lǐng)域則有的模樣、初樣、試樣、正樣。在整體的設(shè)計(jì)過程中，溝通協(xié)同無處不在，典型的有設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)師的協(xié)同，設(shè)計(jì)師與工藝人員的協(xié)同，與倉庫物流的協(xié)同，企業(yè)人員與相關(guān)供應(yīng)鏈的協(xié)同，企業(yè)人員與客戶、消費(fèi)者的協(xié)同，乃至與管理機(jī)構(gòu)，如環(huán)保、安全、船級(jí)社等標(biāo)準(zhǔn)、管理部門的協(xié)同。這些協(xié)同的場(chǎng)景都需要提升信息內(nèi)容，數(shù)字化技術(shù)方面深化應(yīng)用三維設(shè)計(jì)、裝配模型、工業(yè)造型、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等軟件，物理上利用攝像頭云陣，最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、如 AR/AR 設(shè)備，大屏幕展示設(shè)備，以更好地展示，交互與體驗(yàn)，以獲得更好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

57、在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，尤其要強(qiáng)調(diào)多工況的考慮，隨著我國的工業(yè)產(chǎn)品走向全球，應(yīng)用的25場(chǎng)景日益復(fù)雜，工業(yè)產(chǎn)品又往往有著較長的應(yīng)用周期，而隨著時(shí)間的變化，工業(yè)產(chǎn)品也需要相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)，乃至最終的報(bào)廢。因此在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，不僅要考慮正常的使用，還要考慮一些極限的情況，乃至出現(xiàn)安全問題的緊急處置情況，因此未雨綢繆地進(jìn)行預(yù)先的設(shè)計(jì)防范就尤為重要。另一方面，面向全球地思考應(yīng)用場(chǎng)景，以及競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品、替代產(chǎn)品、客戶產(chǎn)品，也將促使產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到世界級(jí)水平，乃至世界領(lǐng)先水平。4.3. 從智能制造到智慧制造場(chǎng)景通常意義上的制造過程是物質(zhì)的變化過程，有例如切削、擠壓的物理變化，也有鑄造、合成藥品的化學(xué)變化，也有地理位置改

58、變的運(yùn)輸變化；而實(shí)際上這些變化過程中，進(jìn)入信息時(shí)代，也將都有信息的變化；同時(shí)制造過程也是人的作業(yè)過程。雖然目前的很多工作隨著科技的發(fā)展，一些工作已經(jīng)沒有了人的參與。典型的出現(xiàn)了所謂的全自動(dòng)化工廠，黑燈工廠，例如小米計(jì)劃建設(shè)的年產(chǎn)能可以達(dá)到千萬臺(tái)的無人工廠。但是筆者以為，這種模式適用于工業(yè)產(chǎn)品的內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)化部分，而不是完整的產(chǎn)品。作為整體的工業(yè)產(chǎn)品，還是要人機(jī)結(jié)合，就是在硬件設(shè)備層面，有數(shù)字加工中心、自動(dòng)化裝夾、智能刀具系統(tǒng)、機(jī)器人、自動(dòng)運(yùn)輸小車、流水線等組成，在生產(chǎn)控制方面，需要檢測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、自動(dòng)化計(jì)劃等等、在生產(chǎn)指揮方面，需要計(jì)算機(jī)技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)。而工業(yè)產(chǎn)品制造過程是效率

59、、成本、質(zhì)量、客戶滿意度的平衡與優(yōu)化，所以很多工作還是需要人來完成，例如生產(chǎn)調(diào)度，例如異常情況的解決，例如生產(chǎn)過程的改進(jìn)、產(chǎn)品的優(yōu)化等。德國提出的工業(yè) 4.0 強(qiáng)調(diào)將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，三大集成，降低信息不對(duì)稱，加速加強(qiáng)各方的聯(lián)系與反饋，從而達(dá)到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。而在元宇宙時(shí)代，智慧制造是智能制造的升級(jí)，也就是要強(qiáng)調(diào)那些隱性的問題、或者說需要改進(jìn)的問題，強(qiáng)調(diào)宏觀的、而不是微觀的，強(qiáng)調(diào)定性的，而不是定量的，強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)的，26而不是邏輯的，這樣把人與智能設(shè)備結(jié)合起來，才可以真正生產(chǎn)制造出客戶滿意，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的工業(yè)產(chǎn)品。而用元宇宙理念與技術(shù)的典型應(yīng)用則包括

60、：例如在產(chǎn)品生產(chǎn)之前模擬車間整體的生產(chǎn)過程；佩戴 VR 眼鏡，在系統(tǒng)指導(dǎo)下，進(jìn)行復(fù)雜零件的安裝；企業(yè)生產(chǎn)人員更好地監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)；快速解決生產(chǎn)過程中的問題；海外客戶可以遠(yuǎn)程更好地掌握生產(chǎn)過程的狀態(tài)，保證產(chǎn)品符合質(zhì)量要求；對(duì)生產(chǎn)線、生產(chǎn)過程、工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化等。4.4. 工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景工業(yè)產(chǎn)品也是不斷改進(jìn)升級(jí)的，例如美國提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就非常強(qiáng)調(diào)工業(yè)產(chǎn)品的智能化，而且強(qiáng)調(diào)從工業(yè)產(chǎn)品，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)，到芯片、到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、到電信運(yùn)營商、到數(shù)據(jù)分析、展示的綜合集成。進(jìn)入元宇宙時(shí)代，我們需要綜合考慮如何使工業(yè)產(chǎn)品保持正常的工作狀態(tài)，保持正常的工作能力。數(shù)字孿生、信息物理系統(tǒng)可以作為工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)