工業元宇宙的內涵、技術特征及應用場景創新·李文正.pdf

1、李文正 教授二零二三年五月二十五日深圳工業元宇宙內涵、技術特征及應用場景創新目錄/Contents一一新一代新一代ICTICT演進趨勢演進趨勢與“技術奇點”與“技術奇點”二二我理解我理解的的元元宇宙和工業宇宙和工業元宇宙元宇宙三三工業元宇宙內涵、技術特征工業元宇宙內涵、技術特征四四工業工業元元宇宙技術體系宇宙技術體系五五工業元工業元宇宙應用宇宙應用場景創新場景創新六六總結總結與展望與展望23 3一、新一代ICT演進趨勢與“技術奇點”3333移動通信換代升移動通信換代升級十年定律級十年定律Time1960197519902005201720202030服務器服務器服務器服務器服務器服務器服務器服

2、務器分分（Decentralize）合合（Consolidate）大型機終端大型機終端客戶機服務器客戶機服務器服務器聚集服務器聚集網絡計算網絡計算云計算云計算5G+物聯網物聯網+邊緣計算邊緣計算SaaS、PaaS、IaaS、DaaS、XaaS云計算云計算智慧泛在6G計算模式演進和信息技術發展中的計算模式演進和信息技術發展中的“三國定律”“三國定律”15年周期率年周期率?21002100210021002100210021002100聯結聯結+感知感知+計算計算-數字數字孿生孿生感知通信感知通信計算融合計算融合數字孿生場景化拓寬信息數字孿生場景化拓寬信息服務空間開啟元宇宙大門服務空間開啟元宇宙大

3、門Inter4004微處理器微處理器超級計算機計算超級計算機計算性能性能十年千倍十年千倍ExaFLOPS(EFLOPS)1018 E級計算機級計算機問世即每秒問世即每秒110億億億億次次“人、數字人、物、場景”“人、數字人、物、場景”物理物理世界與數字世界融合世界與數字世界融合多種數字技術匯聚迭代多種數字技術匯聚迭代2022圖靈獎獲獲得者圖靈獎獲獲得者以太網之父以太網之父Bob Metcalfe4 42021年年1月月工業工業5.0：邁向持續、以人為本且富有韌性的歐洲工業：邁向持續、以人為本且富有韌性的歐洲工業2022年年5月月IOTSWC：工業工業5.0不是一場革命，而是推動工業不是一場革命

4、，而是推動工業4.0向前發展的一種延伸向前發展的一種延伸一、新一代ICT演進趨勢與“技術奇點”5 5 5 5 51969ARPANET1983TCP/IP互聯網協議互聯網協議1989WWW伯伯納納斯斯Tim Berners-Lee1994CHINANET1998Google搜索引擎搜索引擎2000百度百度阿里阿里騰訊騰訊2008中本聰提出中本聰提出區塊鏈區塊鏈1999Kevin Ashton物聯網物聯網2011麥肯錫提出麥肯錫提出大數據大數據微信上線微信上線數字數字孿生孿生2016AlphaGo開啟新一代開啟新一代人工智能人工智能2012GE提出提出工業互聯網工業互聯網1G模擬模擬移動通信移動

5、通信摩托羅拉摩托羅拉DynaTAC 8000 x2G數字數字移動通信移動通信GSM19913G數字數字移動通信移動通信20014G數字數字移動通信移動通信20105G數字數字移動通信移動通信2020數字化數字化網絡化網絡化智能化智能化2006Jeffrey ZeldmanWeb3.0澤澤德德曼曼2020開啟開啟萬物互聯萬物互聯2021元宇宙元宇宙Facebook改名為改名為Meta2017高通高通XR2014加文伍德加文伍德Gavin Wood Web32004蒂姆蒂姆 奧萊奧萊利利Tim OReillyWeb 2.01946ENIAC1971Intel 4004CPUWeb1.0一、新一代I

6、CT演進趨勢與“技術奇點”2007 iPhone奇點奇點網網景奇點景奇點2022ChatGPT匯聚迭代區匯聚迭代區匯聚迭代匯聚迭代加速逼近“科技奇點”加速逼近“科技奇點”未來學家庫茲韋爾未來學家庫茲韋爾(Ray Kurzweil)工業互聯網未來工業互聯網未來6 6 66我的理解和定義：我的理解和定義：元元宇宙定義人、信息與空間及時間宇宙定義人、信息與空間及時間的關系的關系，探索人類與新虛擬空間，探索人類與新虛擬空間的的關關系。即用多種數字技術構成的數字技術迭代組合，創新的一個虛實共融“平行系。即用多種數字技術構成的數字技術迭代組合，創新的一個虛實共融“平行于于現實物理現實物理世界”互聯網應用和

7、經濟社會新虛擬空間形態。世界”互聯網應用和經濟社會新虛擬空間形態。定義：定義：一個一個平行平行于真實世界的賽博空間（于真實世界的賽博空間（Cyber Space）,通過人機交互進入通過人機交互進入并獲得感官并獲得感官體驗的虛擬世界體驗的虛擬世界全國科學技術名詞審定委員會元宇宙全國科學技術名詞審定委員會元宇宙的定義：的定義：人類運用數字技術構建的，由現實世界映射人類運用數字技術構建的，由現實世界映射或超越現實世界，可與現實世界交互的虛擬世界?；虺浆F實世界，可與現實世界交互的虛擬世界。定義定義：基于基于Web3.0技術體系和運作機制支撐下的可信數字化技術體系和運作機制支撐下的可信數字化價值價值三

8、維三維交互交互網絡，是以區網絡，是以區塊鏈為核心的塊鏈為核心的Web3.0數字場景應用新數字場景應用新生態。生態。元宇宙元宇宙的定義的定義-兩大兩大流派流派感知沉浸體驗派，感知沉浸體驗派，Web3.0主導派；有不同內涵，無統一定義主導派；有不同內涵，無統一定義二、我理解的元宇宙和工業元宇宙元元宇宙作為互聯網之后又一個虛擬宇宙作為互聯網之后又一個虛擬數字數字空間空間77現實物理空間現實物理空間PhysicalSpace思維想象思維想象空間空間Thinking Space數字空間數字空間Digital Space元宇宙元宇宙元宇宙空間元宇宙空間-Metaverse Space作為一種新的虛擬空間作

9、為一種新的虛擬空間，與物理世界的真實空間相互交融與物理世界的真實空間相互交融元宇宙元宇宙=物理物理世界世界（故事故事、情節情節，虛構虛構）+數字孿生數字孿生+數字原生數字原生+虛實共生虛實共生虛實相互滲透虛實相互滲透，人人、虛擬數字人隨時切換虛擬數字人隨時切換，穿梭于虛實世界之間形成時空融合穿梭于虛實世界之間形成時空融合、價值融通的虛實共生體價值融通的虛實共生體用思維想象空間的創新體驗指導現實用思維想象空間的創新體驗指導現實物理物理空間，推動科技創新與發展空間，推動科技創新與發展二、我理解的元宇宙和工業元宇宙元宇宙將是一個混合元宇宙將是一個混合的的現實空間，擴展我現實空間，擴展我們的社會活動、

10、生活們的社會活動、生活空間?？臻g?？臻g延伸空間延伸時間延伸時間延伸價值延伸價值延伸8二、我理解的元宇宙和工業元宇宙工業物理空間工業物理空間Industrial Physical Space工業數字工業數字空間空間Industrial Digital Space混合混合疊加疊加空間空間Mixed Overlay Space我的理解和我的理解和定義定義:以工業互聯網為底座以工業互聯網為底座，打通方案設計打通方案設計、產品研制產品研制、生產運維生產運維、市場營銷各環節的虛實協同的虛擬混合疊加空間市場營銷各環節的虛實協同的虛擬混合疊加空間即工業元即工業元宇宙空間宇宙空間。在工業在工業元元宇宙空間中宇宙

11、空間中挖掘新價值挖掘新價值、創造無限可能創造無限可能。工業元宇宙是企業工業元宇宙是企業運營決策運營決策中心：虛實協同、共生及綜合集成的工業數字空間中心：虛實協同、共生及綜合集成的工業數字空間Li Wenzheng.The Essence,Core Technology of The Metaverse and Web 3.0，2022.9研制研制生產生產物流物流產品產品創新創新式產品式產品虛擬工廠虛擬工廠數字化數字化柔性化柔性化需求需求體驗體驗銷售銷售創造式營銷創造式營銷品牌管理品牌管理訂單訂單三、工業元宇宙內涵、技術特征工業元宇宙空間工業元宇宙空間銷售渠道、生產流程和工作場景重構銷售渠道、生

12、產流程和工作場景重構工業互聯網是工業互聯網是基礎，支撐是軟件和模型基礎，支撐是軟件和模型1010三、工業元宇宙內涵、技術特征10工業元宇宙：突破時空限制、高效協同、虛實融合、精準高效、生產質量銷售一體化工業元宇宙：突破時空限制、高效協同、虛實融合、精準高效、生產質量銷售一體化工業場景工業場景和元和元宇宙場景的無縫連接、互動體驗、遠程協作的新宇宙場景的無縫連接、互動體驗、遠程協作的新空間新空間新體驗體驗工業元宇宙：為商業活動創造新世界、感官新體驗、挖掘新價值、創造無限可能工業元宇宙：為商業活動創造新世界、感官新體驗、挖掘新價值、創造無限可能工業場景人工業場景人機物及環境機物及環境全要素聯結全要素

13、聯結數據獲取數據獲取感知計算感知計算生產訂單與倉儲監控生產訂單與倉儲監控可視化遠程協作維護可視化遠程協作維護數字人與體驗營銷數字人與體驗營銷機理模型機理模型數據驅動模型數據驅動模型孿生孿生體模型體模型遠程遠程維護維護管理管理生產可視化生產可視化（風險預測、（風險預測、預警）預警）控制控制/調節調節工業元宇宙工業元宇宙產品協同設計與仿真產品協同設計與仿真數字孿生數字孿生碳碳排放能源消耗監測排放能源消耗監測挖掘挖掘新價值新價值感官感官新體驗新體驗1111三、工業元宇宙內涵、技術特征12四、工業元宇宙技術體系區塊鏈Blockchain數字孿生Digital Twin云計算Cloud Computin

14、g人工智能AIIndustrial Internet工業互聯網Interaction Techniques交互技術13新虛擬混合疊加空間新虛擬混合疊加空間即工業元宇宙空間雙向體驗即工業元宇宙空間雙向體驗、交叉驗證進而、交叉驗證進而產生新的思產生新的思維認知，并維認知，并對對”兩兩個個工業空間工業空間”都產生創新性都產生創新性影響影響信息與網絡安全信息與網絡安全DigitalTwin物理物理空間空間工業元宇宙空間工業元宇宙空間Artificial IntelligenceCloud Computing工業生產場景虛擬工業生產場景虛擬化化工業場景建模仿真工業場景建模仿真數據驅動數據驅動工業元工業元

15、宇宙引擎宇宙引擎產品體驗、營銷產品體驗、營銷,運營運營決策、決策、風險風險可視化識別與強化可視化識別與強化提醒提醒BlockchainTechniquesIndustrial InternetInteraction Techniques（VR/AR/MR/Others）四、工業元宇宙技術體系訂單與倉儲監控訂單與倉儲監控可視化遠程協作維護可視化遠程協作維護數字人與體驗營銷數字人與體驗營銷產品協同設計與仿真產品協同設計與仿真碳碳排放能源消耗監測排放能源消耗監測14安全生產應急場景安全生產應急場景及交互及交互機機人人物物工業元宇宙的沉浸式體驗快速工業元宇宙的沉浸式體驗快速輔助工業現場操控的維護人員。

16、輔助工業現場操控的維護人員。機器人走向生產、應急現場并機器人走向生產、應急現場并后臺后臺數字空間互動，以及對工數字空間互動，以及對工業現場設備的可視化和維護，業現場設備的可視化和維護，提高安全生產可靠性效率提高安全生產可靠性效率。在虛擬空間通過試錯、驗證、在虛擬空間通過試錯、驗證、輔助人決策支持，提前做出事輔助人決策支持，提前做出事先決策先決策工業元工業元宇宙解決確定場景宇宙解決確定場景中中的的需求和挑戰問題需求和挑戰問題機器人機器人設備檢修記錄預警實時現場故障診斷?；?、核、火災現場感知與救援五、工業元宇宙應用場景創新1515安全員佩戴安全員佩戴AR進入進入虛擬疊加虛擬疊加空間空間，幫助幫助安

17、全安全員以更快的方式執行手動任務員以更快的方式執行手動任務。將原來人工化的方式改變為人工與數字將原來人工化的方式改變為人工與數字及疊及疊加加融合的方式融合的方式，提升安全管理提升安全管理可靠可靠性性后臺人員進入數字空間進行設備遠程檢查和后臺人員進入數字空間進行設備遠程檢查和維護維護，提高設備的安全性和人的安全性提高設備的安全性和人的安全性。AR頭戴賦頭戴賦能能多種復雜工業場景多種復雜工業場景（?；袠I、核工業、災害現場（?；袠I、核工業、災害現場)通過佩戴通過佩戴AR，現場救援可以將現場與指揮中現場救援可以將現場與指揮中心心、行業專家實時連接行業專家實時連接，行業專家以以第一行業專家以以第一視

18、角實時查看現場情況視角實時查看現場情況，進行應急指導進行應急指導，保保障現場高效救援障現場高效救援，保障人員安全保障人員安全五、工業元宇宙應用場景創新1616在工業元宇宙中通過在工業元宇宙中通過ChatGPT使得人、機器人、數字人形成閉環，使其理解人類語言使得人、機器人、數字人形成閉環，使其理解人類語言能力，縮小交互鴻溝，讓人和機器人、數字人自然對話。能力，縮小交互鴻溝，讓人和機器人、數字人自然對話。五、工業元宇宙應用場景創新17工業元工業元宇宙中宇宙中通過通過Web3.0賦能實體企業，在元賦能實體企業，在元宇宙空間宇宙空間中構建基于中構建基于Web3.0數字產數字產品，品，通過數字化通過數字

19、化產品唯一性和藝術性交易產品唯一性和藝術性交易，數字產品和，數字產品和實物產品綁定以及實物產品綁定以及NFT技術技術的結合，增大企業的結合，增大企業銷售量銷售量.通過工業元宇宙空間通過工業元宇宙空間生產車間生產車間，庫房，庫房，體驗營銷，流通，體驗營銷，流通，讓全球用戶參與每個環節，讓每個參與方都有了價值獲取方式，激活讓全球用戶參與每個環節，讓每個參與方都有了價值獲取方式，激活Web3.0的的價值價值互聯，幫助企業與用戶互聯，幫助企業與用戶互動，互動，挖掘新價值、創造無限可能。挖掘新價值、創造無限可能。工業元宇宙工業元宇宙數字產品數字產品體驗、體驗、營銷營銷五、工業元宇宙應用場景創新18人類人

20、類有許多夢想有許多夢想，有些夢想能變成現實有些夢想能變成現實，而有些夢想也許永遠不可能實而有些夢想也許永遠不可能實現現。然而然而，有一種方法卻能使所有夢想在虛擬數字空間中實現有一種方法卻能使所有夢想在虛擬數字空間中實現，即元宇即元宇宙宙（Metaverse）六、總結與展望工業工業元元宇宙與宇宙與Web3.0 融合創新為融合創新為虛實融合、虛實融合、創造新產品、創造新產品、感官新體驗、挖感官新體驗、挖掘新掘新價值創造無限可能，激活價值創造無限可能，激活Web3.0的價值的價值互聯，創新變革的催化劑?；ヂ?，創新變革的催化劑。以以ChatGPT/GPT4為為代表的代表的AIGC將加速工業元宇宙生態將加速工業元宇宙生態的發展，的發展，是未來工業是未來工業元宇宙場景和模型構建的元宇宙場景和模型構建的生產力生產力工具，同時，工具，同時，AIGC激活人機交互新引擎。激活人機交互新引擎。元宇宙有炒作的成分是不爭的事實元宇宙有炒作的成分是不爭的事實。然而然而,工業工業元宇宙是元宇宙是國家引導，企業數字化轉型需求，國家引導，企業數字化轉型需求，市場驅動：工業元宇宙是元宇宙最佳應用場景市場驅動：工業元宇宙是元宇宙最佳應用場景之一，是數據驅動的工業未來形態。之一，是數據驅動的工業未來形態。1919六、總結與展望20