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CMIC:元宇宙赋能制造业将带来四大革新,中国该如何应变

发布时间:2022-09-21 10:41:35

来源:科技与标准研究所

作者:宋亮 何颖 赵会来

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  【CMIC讯】当前,元宇宙成为各国争相关注的热点,制造业是元宇宙应用的重要场景之一。元宇宙赋能将为制造业带来技术研发、生产运维、供应链管理等方面革新,为高端芯片、存储、通信、元宇宙消费端设备和软件等产业带来新空间。建议支持元宇宙软硬件产业技术创新,构建元宇宙软硬件产业发展生态,推动元宇宙赋能制造业模式试点,加快制定工业元宇宙法规和标准,把握住元宇宙赋能制造业带来的革新。
  
  01 元宇宙赋能制造业将带来四大革新
  
  带来制造业技术研发革新,将前端研发转移到元宇宙,极大提高新产品新技术的研发测试效率、精度和市场适应性,并大幅降低研发成本。目前,元宇宙技术已经能够在虚拟世界中模拟一些物理指标,如环境的温度、湿度,设备规格,材料强度、刚度等,能够精确替代现实世界中技术研发前期阶段,大幅提高研发效率和降低研发成本。尤其是现实世界中难以出现的极端场景、高危场景、高试错成本场景,可以在元宇宙中做到高质量的还原测试验证,例如,现实世界中自动驾驶路测大多在低风险路况下进行,容易造成测试形成的自动驾驶技术难以应对极端状况,而元宇宙中模拟测试的自动驾驶则能够更多添加昼夜、极端天气、道路偶发事件等现实世界中不常发生的要素,从而提高研发测试效率和精度,并大幅降低研发成本。此外,元宇宙能够实现全球各地研发人员、供应商、用户等各方在产品研发全流程中的协同与互动,促进产品研发定制化和提高市场适应性。
  
  带来制造业生产运维革新,打造虚拟与现实深度融合的制造业生产运维体系,提高生产和运维效率。随着元宇宙相关技术和硬件设备的成熟与应用,将进一步赋能现实工厂向数字化、网络化、智能化转变,实现现实工厂与元宇宙工厂协同发展。现实工厂生产制造、运营管理等环节,将在元宇宙虚拟空间中建构对应的元宇宙工厂,建立现实工厂和元宇宙工厂实时交互能力,形成高效可视、信息共享、高效协同、供需互动的制造业虚拟世界,达到对现实工厂运行的实时远程监控、管理和优化,打造虚拟与现实深度融合的制造业生产运维体系,提高生产和运维效率。如宝马公司利用英伟达的Omniverse平台建设虚拟工厂,整合与同步全球工厂数据和应用,做到全球异地实时协作,实现生产网络中各工厂间整个规划生命周期的可视化,极大提高了规划流程速度与精度,提升了研发生产的效率。
  
  带来制造业供应链管理革新,以全方位、立体、可视化、安全的信息对接,提高供应链管理效率和准确率。目前,高端制造业依然存在供应链冗长且相互割裂等问题,而供应链管理恰恰是这些高端制造企业的核心竞争力之一。例如,波音非常重视高效管理其复杂的供应链。据统计,一架波音飞机有600万左右零部件,涉及上百个一级供应商,5400多个遍布世界各地的工厂。国内商飞得以成功将C919、ARJ21等飞机商业化,也同样得益于其重视全球供应链管理。元宇宙赋能制造业,利用5G、DPU等技术实现零部件海量信息高速传输和存储,利用全息影像、脑机交互等技术实现零部件诊断,利用区块链的“去中心化”等技术实现供应链自主可控安全管理,建立统一元宇宙供应链平台,全方位、立体、可视化、安全的展示全供应链信息,提高供应链管理效率和准确率,促进供应链实现安全可控。
  
  重点领域制造业将迎来革新,高端芯片、存储、通信、元宇宙消费端设备和软件等产业将出现新蓝海。元宇宙在消费端和产业端的巨大市场应用前景,将带动相关软硬件产业创新发展,具体包括以下四类制造业相关产业。一是计算芯片和图形芯片。为使元宇宙虚拟世界场景无限逼近物理世界,需要两种算力,即为做仿真而需要的超强算力计算芯片和为做渲染而需要的图形芯片。二是存储和通信。元宇宙内容产品通常数据量巨大,对存储和通信提出很高要求,因此将带动整个存储和通信行业发展,高端存储芯片、通信基站等迎来新市场。三是元宇宙消费端设备。进入元宇宙场景需要AR/VR眼镜、头盔等元宇宙消费端设备,一旦元宇宙在各行业场景推广运用,将带动相关消费端设备制造行业爆发式增长。四是元宇宙软件。元宇宙需要配有专门的操作系统(OS)、用户界面系统(UI)以及建模、渲染、应用程序接口(API)、软件开发工具包(SDK)等工具,将带动软件行业引来新一轮增长。
  
  02 对策建议
  
  支持元宇宙软硬件产业技术创新。汇聚元宇宙相关行业产学研用创新力量,加快布局元宇宙相关创新联合体、制造业创新中心,重点突破核心芯片、现实器件、光学器件、传感器等核心器件,动态环境建模、人机交互、光学显示、内容生成等元宇宙共性技术。鼓励各地重点布局细分产业,用好“揭榜挂帅”“赛马”等机制,破解元宇宙关键核心技术。建立虚拟现实等新技术创新应用先导区,加快元宇宙相关新产品和新技术推广应用。
  
  构建元宇宙软硬件产业发展生态。加快组建元宇宙行业联盟,鼓励元宇宙软硬件和内容制作等各环节企业联动发展。以世界先进制造业集群等为抓手,围绕元宇宙企业打造资源要素聚集、产业基础坚实、区位优势互补的元宇宙产业发展生态。提升对元宇宙的技术特征、发展形势、行业应用的认知,鼓励元宇宙技术探索在工业领域以外的消费娱乐、智慧城市、金融、医疗等更多领域发展,增加元宇宙应用场景,提高元宇宙企业市场空间。
  
  推动元宇宙赋能制造业模式试点。加快制定元宇宙赋能制造业模式试点示范行动实施方案,推动元宇宙技术应用于制造业技术研发、生产、运维、供应链管理等方面的模式创新,鼓励在大飞机、汽车、轨道交通等行业建立元宇宙供应链体系,建设一批工业元宇宙研发中心和示范工厂。充分调动地方、行业和企业实施元宇宙赋能制造业的积极性,设立产业基金支持试点发展。
  
  加快制定工业元宇宙法规和标准。加强对工业元宇宙信息披露范围、真实性、安全性等方面监管和引导,规避潜在的信息泄露、盗用等风险,减少工业元宇宙带来虚实共存世界的法律、伦理和经济等纠纷事件发生。加快制定统一的工业元宇宙数据、平台标准,探索建立工业元宇宙技术、产品和系统评价标准指标体系,出台工业元宇宙设备、产品之间的标识解析、数据交换、安全通信等标准,发挥标准对工业元宇宙的引导支撑作用。 (本文刊于《澎湃新闻》9月7日署名文章)
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