智庫報告 | 元宇宙將如何推動下一輪工業革命

編者按 世界經濟論壇今年發佈的報告《暢遊工業虛擬世界——未來創新的藍圖》指出，預計到2030年，全球工業元宇宙將成爲一個市值達1000億美元的市場。報告分析了工業元宇宙的廣泛應用前景及其發展面臨的相關挑戰，提出打造負責任、道德和經濟可行的工業元宇宙的重要性。

如何把握元宇宙發展脈搏，打造更具全球競爭力的元宇宙產業生態體系？今摘編相關內容，以饗讀者。

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元宇宙被認爲是未來互聯網的一種演進形式，它將物理世界和數字世界相結合，有望徹底改變人們的生活、工作和互動方式，以及企業的運作方式。工業元宇宙通過將各種變革性技術（如數字孿生、空間計算、人工智能等）無縫融入整個工業價值鏈，引領着運營模式的變革。在工業元宇宙中，參與者可以體驗到一種混合現實的環境，物理世界的實體通過數字化具備了更大的靈活性、適應性和實時互動性，爲企業帶來新的機遇。

工業元宇宙的五個關鍵作用

元宇宙可以分爲三個不同應用領域：消費者元宇宙、企業元宇宙和工業元宇宙。消費者元宇宙主要關注個人的社交、娛樂和教育體驗，利用交互式產品發佈、沉浸式場景等功能，開闢提升品牌參與度、購買體驗和客戶忠誠度的新途徑。企業元宇宙將工作參與、學習、溝通和協作等環節虛擬化，跨越物理距離，形成新的工作方式。工業元宇宙的重點是如何利用數字信息和人工智能來優化包括人員、實物商品、供應鏈等各種要素之間的交互。工業元宇宙能夠在數字世界中反映和模擬真實的機器、工廠、城市、交通網絡和其他高度複雜的系統，爲各行業提供一個虛擬的實驗平臺，讓人們能夠在數字環境中模擬、測試和優化各種現實場景和解決方案。

報告指出，預計到2030年，元宇宙的價值將達到9000億美元左右，其中虛擬體驗佔到近三分之二。工業元宇宙已經對從產品到整個城市的設計和運營產生影響。2030年，工業元宇宙的全球收入將達到1000億美元，超過消費者元宇宙（500億美元）和企業元宇宙（300億美元）的總和。在當下競爭激烈的經濟環境中，工業元宇宙已經在幫助各行業促進增長，同時也確保這種增長對環境產生積極的影響，具體體現在以下五個方面。

一、壓縮轉型週期。如今，企業面臨着前所未有的複雜和動態的商業環境，迫切需要加速其轉型週期。工業元宇宙能夠幫助企業用虛擬的方式模擬和展現企業的各項業務活動，包括生產、運營、供應鏈管理等，優化其決策過程，提升效率和生產力。沉浸式擴展現實和數字孿生學習能夠幫助分散在全球的員工進行合作，實時測試解決方案。同時，數字孿生控制塔也促進了經理、操作員、領導層和生態系統參與者之間的無縫協作。

二、吸引和留住勞動力。人口老齡化導致的技能短缺已經開始成爲世界許多國家工業增長的負擔，人才短缺問題變得比以往任何時候都更加嚴重。元宇宙爲企業提供了一種新的方式來吸引、參與和留住員工，彌合混合工作環境中的物理和數字鴻溝。沉浸式空間中組織的人才招聘會可以吸引來自世界各地的多樣化人才；頭像互動也能消除因潛意識偏見而產生的常見問題，使招聘流程更具包容性；虛擬入職培訓則可以幫助來自世界各地的新員工更有效地瞭解公司的理念和文化。此外，在元宇宙中建立的虛擬辦公室能夠促進全球合作，超越物理位置的限制，使員工能夠無縫連接和協作，促進集體增長，不受地理邊界或空間限制的束縛。

三、建立透明、可追溯和可持續的供應鏈。近年來，供應鏈面臨着氣候危機、地緣政治問題和經濟不穩定等多重干擾，考驗着供應鏈的透明度、靈活性和應變能力。元宇宙、Web3和區塊鏈技術正在推動可持續供應鏈的發展。例如，區塊鏈可以使每一筆交易或貨物流動記錄在不可更改的透明分類賬上，確保供應鏈中的每個參與者都可以追溯產品的來源和流程，提供整個供應鏈過程的可見性。同樣，通過空間計算，企業可以將他們的指揮中心和控制塔移到虛擬空間，增強協作，減少對物理干預的需求。

四、減少廢物產生，保護生態環境。虛擬製造使企業能夠在數字環境中嘗試不同的產品選項，從而更有效地利用材料，減少實際廢物。此外，工業元宇宙還支持按需和定製的生產模式，使企業能夠在不影響速度和規模的情況下，更有效和可持續地管理需求和供應。例如，福特汽車公司利用數字賬本記錄和存儲了區塊鏈上的信息。通過代幣化，他們可以提高供應鏈的可追溯性，跟蹤電動汽車電池供應的煉油廠和礦山是否存在環境或道德問題。

五、改變客戶互動體驗。藉助工業元宇宙，企業可以通過創新的解決方案顯著改變客戶互動體驗，利用元宇宙幫助客戶在下訂單之前配置和可視化定製產品選項，確保最終產品符合特定要求。此外，企業可以在推出產品之前通過更精細的洞察力從沉浸式環境中獲得更好、更明智的產品設計和市場決策。在B2B環境中，進行設施、設備或基礎設施的虛擬檢查，特別適用於審計和合規檢查，與實地訪問相比節省了時間和資源。

激發潛力的四個關鍵因素

元宇宙不是一個單一的策略或技術，而是一系列相互連接的體驗不斷演化的過程。報告提出了工業元數據增長和大規模應用的首要先決條件：一是熟練的勞動力，這對產業轉型至關重要。二是硬件、基礎設施和計算能力。它們是工業元時代的關鍵驅動因素，是構成沉浸式技術、連通性和數據處理的支柱。三是監管框架。建立一個定義明確的監管框架能夠鼓勵創新。四是網絡安全。這對工業元宇宙來說是一個重大風險。五是高效供應鏈。工業元宇宙的高效供應鏈能夠確保及時部署、成本效益、可擴展性和全球合作，爲企業提供競爭優勢。六是人工智能技術。這是工業元宇宙的一個關鍵組成部分，通過整合智能系統，實現工業運營的轉型，優化生產力並對動態條件做出響應。七是數字孿生。這是工業元宇宙的基礎要素，是各行業在優化流程和增強決策制定中不可或缺的工具。

展望未來，爲實現負責任的、符合道德規範的和經濟上可行的工業元宇宙，報告提出了以下幾個關鍵因素。

一、培養爲未來做好準備的勞動力。當前，全球勞動力市場正在經歷持續的變革，工作場所數字化和轉換新工作方式成爲適應新環境的必要手段，這就需要員工具備新的技能和適應新環境的能力。爲了應對這種變化，工業組織需要加強人力資源的培訓和發展，確保員工具備應對未來挑戰的能力。與此同時，儘管技術的發展對工作方式產生了影響，但企業也需要保持對工人的關懷和尊重，不僅要關注技能的提升，還要關注員工的福祉和工作環境的人性化，維護員工的積極性和工作效率。

二、構建更加可持續的未來。工業元宇宙作爲連接現實和虛擬世界的橋樑，通過數字孿生技術、智能傳感器、人工智能和擴增實境技術，可以提高效率、減少浪費，並降低能源消耗。但同時也要注意，區塊鏈、虛擬現實和雲計算等需要大量的處理能力，可能會帶來能源消耗和碳排放問題。因此，企業在制定工業元宇宙長期戰略時，需要考慮數據中心的效率和能耗問題。企業需要整合可持續的信息技術實踐，優化服務器集羣和虛擬環境，例如主動採取綠色軟件工程和雲優化等措施，探索可再生能源。

三、加強安全和安保。數字身份是元宇宙體驗的基石，如果不能確保其安全性，將會使利益相關者面臨欺詐風險。企業需要做好數字身份治理與監管工作。例如，使用基於區塊鏈的憑證服務和多因素身份驗證來監控冒充和欺詐行爲，識別和解決在線危害，幫助打擊有害內容，並使企業能夠投資於支持平臺完整性的人才。此外，企業也需要確保語言模型得到適當更新，並根據適當協議提供準確、最新的建議。例如，工程師要求人工智能助手在製造工廠的數字孿生中推薦危險材料的安全處理方法，如果人工智能從過時的數據源中提取不安全信息，可能會提出危險的做法。

四、建立統一標準。互操作標準和網絡安全措施在工業元宇宙中扮演着關鍵角色。首先，互操作標準確保了不同系統和平臺之間的順暢集成，使得數據能夠在不同環境下流通和共享，從而實現了無縫連接和協同工作。而網絡安全措施則保護工業元宇宙中的敏感數據不受到未經授權的訪問和攻擊。此外，利用新技術和基礎設施創新來滿足工業4.0的需求至關重要，包括採用新的硬件和軟件技術來支持數字化轉型、實現智能化生產和提升工業效率。

世界不同國家和地區企業高管對未來三年元宇宙相關營收佔比預期：相較於北美和歐洲，"成長型市場"對元宇宙的潛力更爲樂觀，其中最高的爲澳大利亞和中國。（圖表來源於報告）

相關鏈接：工業元宇宙的應用前景

報告分析了全球100多家大公司發佈的634項元宇宙公告，關注哪些地區正在投資元宇宙、哪些行業和領域的元宇宙活動最多等。分析表明，亞洲、拉丁美洲、中東和非洲在工業和企業元宇宙應用方面表現最爲活躍，佔總量的37％，北美和歐洲分別佔36％和27％。部分領先企業在創新元宇宙應用案例的同時，也積極申請專利以建立其長期競爭優勢。美國在涉及元宇宙的全球專利方面保持着主導地位。亞洲尤其是中國企業申請的專利最多，特別是在企業模擬和數字孿生領域。

報告還重點分析了未來工業元宇宙在各行各業的應用前景：

◆工業製造：元宇宙有可能徹底改變製造業。在未來兩年左右的時間裡，技術將發展到可以通過物聯網、人工智能和XR將設備、流程和工人無縫集成的階段，從而在製造環境中將物理與數字聯繫起來。利用機器學習，數字孿生可以模擬製造過程，並通過定期的跨職能合作，爲提高產出提供信息。模擬還能實現更復雜的設備監控和資產維護，且有助於預測故障。人工智能可以幫助提高成品質量控制的速度和準確性。區塊鏈可以提高供應鏈的透明度和可追溯性，使製造商能夠更好地分析和優化物流、庫存管理和分銷。

◆汽車行業：在整個設計過程中，"數字孿生"都將與車輛的性能密切相關。使用數字孿生系統進行模擬可以監控性能並智能診斷機械故障，帶來預測性維護，從而減少客戶的未知因素，改善機械師調度。頭戴式顯示器與人工智能相結合，將縮小機械技能方面的差距，使車主能夠自行進行小型維修。虛擬現實培訓項目可以模擬複雜的維修程序，讓機械師在安全可控的環境中練習和提高技能，這將有助於彌補該行業的技能差距。通過Web3和區塊鏈獲得的數據驅動型洞察力將幫助銷售代表即時瞭解客戶偏好，幫助他們創造更加個性化的購買體驗。

◆能源領域：未來兩年，能源企業將在多個流程中加強物聯網和人工智能等技術的應用。例如，可以使用物聯網傳感器遠程監控現場設備（如風力渦輪機），然後將數據輸入人工智能驅動的數字孿生系統。自動預測分析可在設備故障變得嚴重之前對其進行識別。在逼真的沉浸式環境中進行培訓，可以幫助工人練習技術維修、設備操作。新興的共享虛擬空間可以改善整個生態系統的協作，將供應商、合作伙伴、同事和其他利益相關者聚集在一起，分析可互操作的數據，從而做出更明智、更互利的決策。隨着能源企業利用可互操作的網絡建立透明、防篡改的供應鏈，以合乎道德的方式採購原材料，Web3和區塊鏈正在加速實現可持續的零淨未來。

◆醫療保健：在未來兩三年內，醫療機構將普遍使用沉浸式技術和人工智能來模擬早期藥物開發中的化學和物理反應。藉助XR改進遠程醫療將使患者無需長途跋涉，從而更好地參與跨地域的臨牀試驗。空間計算可以改善製藥企業與醫療從業人員之間的合作，縮小技術差距，提高醫療質量。未來五年，元宇宙將通過數字和現實世界操作環境的融合，促進更快、更好和更全面的治療。區塊鏈和量子計算將促進醫療保健生態系統的互聯互通，加快合適臨牀試驗的識別和招募。

◆城市規劃：在短期內，建築師將能夠把CAD模型集成到3D VR環境中，從而獲得更加身臨其境的設計和銷售體驗。虛擬演示可以幫助建築團隊規劃建築過程的每一個步驟，也可用於員工培訓。在提供量身定製的體驗時，所生成的數據可以存儲在混合區塊鏈（防篡改數據平臺）上。這將實現可互操作的網絡，提供更高效的公共服務。部署在水道、建築物和道路上的智能傳感器將收集數據，這些數據將滾動到每個市政基礎設施的數字孿生中，便於虛擬指揮中心進行實時監控和模擬。市政數字孿生將使城市規劃者能夠在實施新概念之前進行試驗，從而減少浪費，更好地分配人力資本。

（編譯：上海圖書館上海科學技術情報研究所）

作者：

文：世界經濟論壇 編輯：陳瑜 責任編輯：楊逸淇

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