工业元宇宙 头豹词条报告系列

工业元宇宙行业分类 按照工业元宇宙下游的细分应用场景分类，可以将工业元宇宙分为智能制造元宇宙、智慧建筑元宇宙、智慧 汽车元宇宙、智慧能源元宇宙等。 按应用场景划分 智能制造元宇宙是一个通过元宇宙技术，将智能制造领域的从业人员融入到虚拟仿真建设中的环境。在智能制造元宇宙中，从业人员可以通过虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、区块链、人工智能（AI）等技术的融合，体验到智能制造的各个环节，包括产品设计、生产制造、质量检测等。此外，智能制造元宇宙还可以通过数字孪生技术，将现实世界中的生产设备、生产流程等复制到虚拟环境中，实现模拟操作和优化。 智能制造元宇宙 智慧建筑元宇宙是一个虚拟的建筑世界，由数字孪生技术构建而成，可以模拟现实世界的建筑和城市环境。在这个世界中，用户可以自由地创建和编辑建筑、道路、公园、景观等元素，实现建筑设计、城市规划、绿色能源管理等多种功能。工业元宇宙赋能建筑规划设计、实施、运营维护等环节，实现高效、协作、低碳、安全的建筑产业现代化。 智慧建筑元宇宙 工业元宇宙分类 智慧汽车元宇宙是一个虚拟的汽车世界，由数字孪生技术构建而成，可以模拟现实世界的汽车和交通环境。工业元宇宙应用于汽车的功能设计与研发、仿真测试、自动驾驶、故障诊断与设备维护等细分场景，助力城市交通智慧水平显著提高，大幅提升市民出行体验。 智慧汽车元宇宙 智慧能源元宇宙是一个虚拟的能源管理平台，通过数字孪生技术将现实世界的能源系统进行数字化建模，实现能源系统的可视化、智能化和自动化管理。工业元宇宙在能源领域的应用覆盖能源生产、储运、管理和消费等场景，赋能能源系统全要素数字化、实时化、智能化和可视化。 智慧能源元宇宙 [2] 1：http://www.cbdio.… 2：Unity官方平台 [3] 工业元宇宙行业特征 工业元宇宙具有以下行业特征：1.工业元宇宙涉及多类技术群的融合和创新，其中，数字孪生相关技术构成 了工业元宇宙的关键技术体系，在能源、汽车、智能制造、建筑等关键领域具有广泛应用。2.当前工业元宇宙整体仍处于发展初期，但应用落地速度加快。3.产业政策成为工业元宇宙发展的重要驱动因素，产业政策从促进技 术发展和市场应用突破两方面推动工业元宇宙发展。 工业元宇宙涉及多类技术群的融合和创新 数字孪生相关技术构成了工业元宇宙的关键技术体系 工业元宇宙丰富的特征和广泛的应用决定它的实现具有高复杂度，涉及多类技术群的融合和创新。工业元宇宙技术体系包括数字孪生技术群、智能网络技术群、泛AI技术群、新信息通信技术群以及工业制造相关 技术群。其中，智能网络、大数据、人工智能、云计算、区块链等相关基础技术是工业元宇宙的技术底座；感知互联、实体映射、多维建模、时空计算、仿真推演、可视化、虚实交互七个数字孪生相关技术构 成了工业元宇宙的关键技术体系。数字孪生使整个工业体系能够在虚拟化的背景下重构，突破传统边界与束缚，促使产业融合，实现可持续性的降本增效。 工业元宇宙应用场景广泛，未来将与更多工业领域应用深度融合 在智能制造、智慧汽车、智慧建筑等行业应用场景逐步落地，渗透率逐步提升 在制造业领域，工业元宇宙聚焦于产品数字化设计、工艺流程管控和重大设备管理等场景；在城市管理领域，工业元宇宙赋能城市规划、建设、治理、优化等全生命周期环节；在交通与汽车领域，工业元宇宙应 用于交通工具的功能设计与研发、仿真测试、自动驾驶、故障诊断与设备维护等细分场景；在建筑领域，工业元宇宙赋能建筑规划设计、实施、运营维护等环节；在能源领域，工业元宇宙的应用覆盖能源生产、 储运、管理和消费等场景。 工业元宇宙市场规模呈现扩张态势 产业政策成为工业元宇宙发展的重要驱动因素 在中国数字化转型浪潮下，工业元宇宙以实现物理世界与信息世界交互与共融的需求应运而生，同时底层 技术在不断突破，叠加政策驱动，中国工业元宇宙市场规模稳步增长。根据测算结果，2022年市场规模达1,000亿元，2023年市场规模达到1,250.00亿元。中国工业元宇宙市场规模未来5年还将保持持续增长态 势。预计中国工业元宇宙2026年市场规模达到2,441.41亿元，2027年市场规模达到3,051.75亿元，2023-2027年CAGR达到25.00%。 [3] 1：专家访谈 [4] 工业元宇宙发展历程 萌芽期 1.2010年，工业元宇宙底层核心技术之一的数字孪生技术开始得到应用。NASA将数字孪生应用于航 天航空领域，随后通用电气、达索、西门子等制造业龙头企业广泛开展数字孪生应用，推动了物联感知技术与建模仿真技术的集成融合。 2.2014年7月，Meta（原Facebook）宣布以20亿美元的价格收购Oculus，开始布局元宇宙硬件设 备领域。 在萌芽期，工业元宇宙的底层技术如虚实融合、计算引擎、计算机图形学、人工智能等技术开始发 展，为工业元宇宙奠定技术基础。此阶段内，产业实际落地应用较少，覆盖的领域集中在传统工业制造领域，市场格局尚未形成。 启动期 2016~2020 1.2017年雄安新区提出“数字孪生城市”建设理念并落地实施，数字孪生技术开始着力解决城市规 划、能耗管理、废物处理交通规划等社会运行发展问题。 2.2020年2月，腾讯参投Roblox并以1.5亿美元G轮融资,并独家代理Roblox中国区产品发行。 3.2020年，工信部发布《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，政策促进中国工业互联网新型基础设施建设产业综合实力显著提升，客观上为元宇宙在工业领域应用创作条件。 在启动期，工业元宇宙的应用场景开始重塑和拓展。XR、数字孪生、人工智能技术取得突破性进 展，工业元宇宙的应用领域开始拓展。例如在工业制造领域，通过实时数据传输、产品高精度建模及 全面仿真，大幅降低工业制造成本及事故发生概率。 高速发展期 2021~2023 1.2021年是元宇宙元年，3月份随着元宇宙概念第一股Roblox上市，国外脸书、微软、英伟达等科技公司纷纷布局相关领域，国内腾讯、字节跳动、百度等公司开始入局工业元宇宙。 2.2023年3月16日，百度召开新一代大语音模型、生成式AI产品文心一言发布会。文心一言已经具备文学创作、商业文案、数理推算、中文理解、多模态生成等场景的综合能力，未来将实现与工业元宇 宙更加深入的融合。 3.2023年3月Rokid在全球伙伴大会正式发布全新AR眼镜Rokid Max、Rokid Max Pro等，AR空间引 擎Rokid灵境AR Maz3仅需五个步骤环节就能创造一个MR空间体验，实现所有数据上传云端同步，促进工业制造领域的AR巡检、智慧汽车领域的AR车内空间打造等领域深入应用。 4.2023年，工信部等五部门联合发布《元宇宙产业创新发展三年行动计划（2023－2025年）》，为工业元宇宙发展指明发展路径和重点产业布局。 高速发展期，工业元宇宙底层技术取得突破性进展，与各行业开始深度融合，市场格局基本形成。技术方面，虚实融合、智能交互、数字孪生、虚拟引擎等技术基本成熟，AIGC等新兴技术与工业元宇 宙结合密切。互联网大厂、传统制造企业与元宇宙垂直应用商均入局工业元宇宙。 工业元宇宙产业链可分为基础设施层、核心技术层、行业应用层。产业链上游是基础设施层，包括底层技 术、智能芯片及基础硬件设备提供商；产业链中游为解决方案提供商，为工业领域企业提供软硬件及平台一体化的元宇宙解决方案，代表厂商包括航天云网、艾迪普等；产业链下游为行业应用商，目前工业元宇宙的应用领域 包括智能制造、智慧建筑、智慧汽车、智慧能源及其他领域。 1.产业链上游以GPU为代表的算力基础设施正逐步向元宇宙计算核心发展，目前海外厂商在工业元宇宙GPU 算力领域仍占据较大优势。全球Top500超级计算机中近70%使用了英伟达GPU。2.从工业元宇宙解决方案商的 参与商形态来看，现阶段传统制造厂商、互联网厂商及元宇宙垂直应用商入局，竞争策略和商业模式呈现差异化。当前传统制造厂商占据超过50%以上的市场份额，未来元宇宙垂直应用商凭借在虚拟引擎、数字孪生、虚实 融合等元宇宙核心技术领域的深厚积累有望占据更多市场份额。3.工业元宇宙行业应用分为智能制造、智慧建筑、智慧汽车、智慧能源等领域。从渗透率情况，智能制造总体渗透率在10%-20%，受制于数字孪生平台与现 有工业体系的融合及解决方案成本较高。智慧汽车领域目前渗透率为25%，未来有望升至40%-50%。工业元宇 宙在智慧城市的应用渗透率为35%，受智慧城市建设深入推进、产业政策支持、BIM+XR/AI技术融合驱动。 上 产业链上游 生产制造端 底层技术、基础设施提供商及基础设备提供商 上游厂商 产业链上游说明 1.区块链作为工业元宇宙底层核心技术之一，对于工业元宇宙的数字身份和数字资产的支撑作用日渐 凸显。根据中国工业互联网产业联盟，2022年中国区块链市场规模已达4.68亿美元，是全球的第二大 区块链支出单体。随着产业动能的释放，中国区块链产业链条进一步完善，产业链上、中、下游持续补充，形成了具备成熟度与完备性的全产业链链条，截至2022年底，中国区块链专利授权量累计达 22,457件，占比59.7%。区块链的分布式账本、共识机制、智能合约等区块链核心技术取得发展，将持续赋能工业元宇宙经济系统。 2.工业元宇宙底层的数字孪生技术具有从数据孪生、数据伴生到模拟动态轮生过渡的趋势，将持续赋能制造、汽车、建筑领域。例如数字孪生技术的突破可实现模拟车辆运行环境，高效完成数亿公里的 自动驾驶测试里程，可节省50%以上的测试环节支出。未来，数字孪生技术实现模拟动态轮生，将持续赋能智能工厂、智能建筑、智能汽车领域。 中 产业链中游 品牌端 工业元宇宙解决方案提供商 中游厂商 华为云计算技术有限公司 创新工场（北京）企业管理股份有限公司 云从科技集团股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 1.从工业元宇宙解决方案商的参与商形态来看，现阶段传统制造厂商、互联网厂商及元宇宙垂直应用 商入局，竞争策略和商业模式呈现差异化。当前传统制造厂商占据超过50%以上的市场份额。传统硬 件设备商如海尔、航天云网等以自研超高性能硬件设备进入市场，能够更好与现有生产流程融合；互联网厂商如腾讯云、华为云等凭借平台和资金优势快速孵化用户，为工业元宇宙提供虚拟引擎平台架 构；元宇宙垂直应用商如亮风台、DataMesh、维拓科技等利用虚实融合、数字孪生、虚拟引擎等元宇宙底层技术入局，为工业企业提供定制化解决方案。 2.工业元宇宙解决方案可实现对工业生产流程的全过程、全领域进行覆盖，极大提高生产效率，且在持续拓展新兴应用领域。在设计环节，借助数字孪生技术可对零部件进行1:1虚拟化3D三维复制，同 时在AIGC技术的协助下，未来可实现全自动化设计并实时监测是否按照三维设计图纸进行生产与制 产业链下游 渠道端及终端客户 工业元宇宙行业应用商 渠道端 长城汽车股份有限公司 海尔集团公司 三一重工股份有限公司 查看全部 产业链下游说明 1.在能源行业绿色转型的背景下，元宇宙技术可深度赋能能源行业，助力能源结构转型，因此工业元 宇宙在能源领域具有广阔的应用空间。以能源冶炼领域为例，高炉冶炼透明化管理可带来生产效率提升30%，整体碳排放量降低25%。基于数字孪生监测预测能力，可以提高生产安全管理水平，安全风 险事件减少20%，人力成本预计节省35%。 2.工业元宇宙在智慧汽车领域目前渗透率为25%。在新能源汽车规模呈上升趋势的背景下，工业元宇 宙从生产端和消费端助力智慧汽车行业应用渗透率上升，未来有望升至40%-50%。中国汽车工业协会统计显示，2022年中国新能源汽车持续爆发式增长，产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比 分别增长96.9%和93.4%。新能源汽车对于汽车设计、生产、制