探索工业 Metaverse ： 未来路线图

与剑桥大学合作 探索工业Metaverse：通往未来的路线图 BRIEFINGPAPEROCTOBER2023 封面：Midjourney，StudioMiko。图片：盖蒂图片 Contents 1工业元宇宙：定义，它今天所处的位置对未来的展望5 1.1 1.2 1.3 2工业Metaverse7的基础和应用 3工业元宇宙的未来：路线图11 4公司和政府的行动15 免责声明本文档由 世界经济论坛作为对项目、洞察领域或互动的贡献。本文表达的调查结果、解释和结论是世界经济论坛促进和认可的合作进程的结果，但其结果不一定是 代表世界经济论坛的观点，也不代表其所有成员、伙伴或其他利益攸关方的观点。 ©2023世界经济论坛。保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或任何方式复制或传播，包括影印和记录，或通过任何信息存储和检索系统。 2023年10月 探索工业Metaverse：通往未来的路线图 前言 ThomasBohné剑桥大学网络人类实验室创始人兼负责人 CathyLi 人工智能、数据和Metaverse负责人；世界经济论坛执行委员会成员 KyriakosTriantafyllidis世界经济论坛先进制造和供应链中心增长与战略负责人 Theindustrialmetaverseislikelytoimpactindustryandshapeitsfuture.Thepathfortheevolutionandconceptualizationoftheindustrialmetaverseremainsuncertain,especiallyregardingitsshort-,mid-andlong-termdevelopmentswithinindustry. 为了帮助行业获得更好的理解，世界经济论坛和剑桥大学的网络人类实验室与领先的行业合作伙伴和组织合作，为工业元宇宙的复杂动力学、技术、用例和市场。 作为定义和构建Metaverse计划的一部分，本文是理解 Metaverse背后的潜力的另一个里程碑，其中 调查已经开始关于揭秘消费者Metaverse，其发展的社会影响，以及在其建设中对互操作性，隐私和安全的考虑。 在这份简报中，一份技术路线图概述了工业超宇宙的潜在发展道路，并为行业领导者和政府提供了行动和讨论要点，以跟上其最新发展。 我们要感谢所有贡献者，并邀请读者在本简报中探讨工业元宇宙的现状，未来愿景和关键发展。 执行摘要 该路线图侧重于四个关键维度:市场、用例、技术和资源。 –路线图显示，在市场方面， 对于行业参与者来说，评估工业元宇宙的经济、社会和环境价值非常重要。 –在用例层面，他们应该开始尝试第一个概念验证，这些概念可以集成到更广泛的工业元宇宙平台中。 –在技术方面，公司应考虑建立确保互操作性的基础架构。 –在资源方面，他们应该围绕共同的愿景对员工进行教育，提高技能和技能，并促进跨学科的合作 。 未来几年，工业元宇宙可能会扩大规模，对于行业领导者来说，了解其复杂的、多 维度影响，准备好利用其对组织和整个社会的潜力。 Introduction 这份简报旨在激发讨论，帮助行业领导者了解工业超宇宙是什么，以及它在短期、中期和长期前景中的潜力。 工业元宇宙是一个新的概念 最近引起了公众的广泛关注。但是，行业领导者仍在努力了解工业超宇宙实际上是什么，其当前状态是什么，它的去向以及如何到达那里。 本出版物的目的是通过提供初步定义，阐明当前状态并概述 通过与领先的工业公司协商而产生的工业超宇宙的愿景。在此基础上，绘制了具有市场，用例，技术和资源的工业元宇宙的不同维度，以解释潜在的未来发展。最后，路线图将以行动和讨论要点结束。在这份简报中，人们都承认这是一种工业元逆向。 并且其发展不确定。路线图应被视为促进进一步，更深入的沟通和讨论的文件。在这样做的过程中，寻求在对工业超领域的积极愿景与关键方面和决策点之间取得平衡。 1工业元宇宙：定义，今天所处的位置和对未来的展望 虽然目前正在探索第一个用例，但从长远来看，工业元宇宙被设想为一个开放的生态系统平台。 1.1 什么是工业元宇宙？ “工业元体”是通常应用于为工业用户设计的一组元体应用的术语。1 作为数字孪生的下一个进化步骤，工业元宇宙超越了机械或制造工厂的数字副本。实际上，它可以定义为在组织 ，价值链和产品生命周期中实施的持久性3D平台，作为数字 整个组织在其运营环境中的反映。在其组合性质中，它将流程 ，材料，机器和人员集成在现实世界和虚拟世界之间的双向流动中。 它建立在支持技术的基础上，包括扩展现实（XR），机器人，传感器和执行器作为物联网（IoT），人工智能（AI），开发工具，区块链，计算和连接的一部分。 1.2 工业元潮的现状 时至今日，各行业在采用工业元宇宙时存在显著差异，一些公司在这一领域处于领先地位，特别是在汽车、航空航天、能源和制药领域。尽管这些行业的发展水平不同，但公司在采用工业元宇宙时遇到的机遇和挑战是相似的。 更具体地说，工业公司正在尝试初步的概念验证，例如虚拟现实（VR）安全培训和混合现实（MR）陈列室。3D建模和仿真软件的使用变得越来越普遍 用于开发和测试。但是，这些试点项目通常缺乏与现有软件基础架构或工业Metaverse平台的集成。 为了实现更高级的用例，许多公司面临着挑战，例如与工厂的高速，低延迟连接不足，以及现有机器和其他设备中的传感器缺乏结构化数据。此外，虽然几乎所有公司都收集数据，但由于格式不兼容，他们很难解释这些数据。通过诸如3D扫描设备或AI生成的内容之类的技术来创建新的3D内容是有希望的,但是相关联的成本仍然被认为是高的。 除了这些障碍之外，许多公司还被工业元宇宙创新的复杂性和速度所淹没。到今天为止，整个工业元宇宙概念的清晰愿景，战略和治理流程都缺失了。 1.3工业元宇宙的愿景 行业专家预计，人工智能将成为工业超宇宙的重要推动者 ，并有可能将其他使能技术提升到新的高度。 基于不同的行业视角，工业元宇宙主要被设想为一个基于定义和共享标准的开放生态系统平台。它应该嵌入一个公平、道德和国际协调的法律体系中，为许多参与者提供经济、社会和环境价值。2 根据公司的说法，在几年内，用例将从未连接的概念证明演变为集成平台，从而实现多个且日益复杂的应用程序， 包括虚拟设计、测试、生产计划、运营以及监控和维护。在 这个集成的平台，用例应该沉浸式和直观地访问。 在这种情况下，预计将广泛建立连接和计算基础设施，以实现这种可互操作的开放平台。此外，行业专家预计人工智能将成为工业元宇宙的重要推动者，并有可能将其他使能技术提升到新的高度。 在内部，行业专家将建立一个共同的，针对公司的愿景，战略和灵活的治理机制，以确保技术的负责任和可持续实施。 2工业元宇宙的基础与应用 四个维度是确保有价值，负责任和协作的工业元空间的关键。 基于对工业元宇宙是什么以及如何广泛设想它的共享社区理解，目标是绘制出可能的实现路径。通常，路线图是一种强大的技术，用于在动态环境中构造和可视化复杂系统。3,4该方法使用四个关键维度进行应用： 1)市场驱动因素，2)基础技术， 3）所需的资源，以及4）潜在的用例，用子类别和愿景描述每个底层维度。 1 建立工业Metaverse的关键市场影响 为了使工业超市场以负责任的方式扩大规模并使社会所有利益相关者受益，需要考虑五个关键的市场驱动因素：经济，社会 ，环境，政治和法律。随着工业超市场跨越具有不同政治和法律制度的国际边界，它们的复杂性可能会增加。 FIGURE1 工业元宇宙的市场驱动因素 Market Economic 开放的工业元生态系统应该为各行各业的所有公司创造经济价值。 Environmental 在整个工业超生命周期中，净环境效益应超过环境成本。 Legal 公平，道德和国际协调的法律框架应规范工业超宇宙。 Social 应该设计一个工业元宇宙，使每个人的工作更加愉快，富有成效，包容 政治 国家和国际政治应同样考虑工业超宇宙的社会，经济和环境利益。 和健康。 探索工业Metaverse：未来路线图7 2工业元宇宙的基础技术 Theindustrialmetaverseisenabledbymultipletechnologiesthatcanbeconceptualizedinafive-layertechnologystack.Thehardwareinfrastructureincludesconnectivityandcomputing.Onelayerabove,thesoftwareinfrastructurelayerincludes 依赖于底层硬件的AI，开发工具和分布式账本技术（例如区块链）。在软件基础设施的基础上，工业系统可能包括机器人，各种传感器和执行器（IoT）。所有这些技术都为工业Metaverse平台奠定了基础。在所有这些之上，与输入 /输出（XR）设备的交互层代表了用户的接口。 FIGURE2 工业超宇宙的技术堆栈 技术 Interaction输入/输出(I/O)设备 可以通过XR和MR（或脑机）接口实现具有高分辨率和长电池续航时间的舒适，工业上合适的（移动）设备和可穿戴 设备，从而可以与工业超宇宙平台进行无缝和精确的交互。 工业Metaverse平台 工业Metaverse平台 工业系统 工业对象以标准化格式收集数据，并且可以远程操作。 分布式账本技术 软件基础设施 DLT可以集成到其他技术中，在这些技术中，DLT可以提高工业元宇宙的安全性，互操作性和可听性。 这些工具可帮助开发人员构建工业 元空间，并实现工业环境的精确和经济高效的虚拟复制，以及更轻松地创建和修改虚拟内容和资产。 Computing AI可以实现更好的扩展，自主决 策和更直观的交互。它增强了工业超宇宙的许多其他基础技术。 连通性 (DLT) 安全可靠、高带宽、 工业元宇宙对象和系统之间的低延迟连接。 硬件基础设施 云、边缘和现场中的灵活、无处不在的计算。 一个可互操作的开放平台，它结合了底层技术并集成了不同的用例，它应该是人类直观可操作的。 机器人技术 传感器和执行器/IoT 灵活可靠的机器人系统，能够自主决策。 机器人技术还应该能够实现直观的人机协作 。 人工智能 开发工具 探索工业Metaverse：未来路线图8 3工业Metaverse所需的资源 其基本资源包括财务资源，安全，隐私和安全;组织资源包括组织结构，治理和文化;人力资源跨越管理层和员工。 资源维度是指公司为成功实施工业元资产并实现大规模影响而需要建立的基本，组织和人力资产。 FIGURE3工业Metaverse所需的资源 Resources Human管理层 实现工业超宇宙。 管理层应建立清晰，共享的公司愿景和战略，以 员工 应该不断建立有关工业元宇宙及其实现的知识。 Organizational组织结构 科，跨职能的团队和专门的工业元角色。 组织结构应该是灵活的，并使跨学 Governance 业元逆向用例，并致力于开放标准和互操作性。 治理结构应能够负责任地实施工 文化 拥抱技术的支持性文化可以促进公司内部和公司之间的协作和共同创造。 开放，负责 财政资源 对工业元资产的金融投资必须是连续的，足够的，并具有正的投资回报。 保安 必须在整个工业领域不断确保系统的安全性。 隐私 员工、客户和其他利益相关者的隐私必须在组织内部和整个组织内得到保证。 Safety 必须始终确保人员以及物理和虚拟资产的安全。 Fundamental 探索工业Metaverse：未来路线图 4工业Metaverse中确定的用例应用程序 通过行业社区的咨询，已经有可能提出一个潜在的工业元逆相关用例应用的列表。事实上，潜在的应用可以沿着产品生命周期聚类成