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2020年，以臉書(shū)改名“元宇宙”為標(biāo)志性事件，“元宇宙”成為快速發(fā)展的前沿賽道，媒體、游戲、文旅、教育等傳統(tǒng)重虛擬空間行業(yè)紛紛入場(chǎng)，從價(jià)值結(jié)構(gòu)到底層邏輯正在發(fā)生重大變化。那么，作為重現(xiàn)實(shí)空間的制造業(yè)，又將發(fā)生什么樣的變化呢？新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)貫穿于工業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，賦能工業(yè)各環(huán)節(jié)、場(chǎng)景和流程，使工業(yè)企業(yè)達(dá)到降低成本、提高生產(chǎn)效率的目的，促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間高效協(xié)同，助力工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)進(jìn)一步向智能制造升級(jí)。

元宇宙與工業(yè)元宇宙

“元宇宙”是一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界、又獨(dú)立于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬空間，是映射現(xiàn)實(shí)世界的在線虛擬世界。雖然“元宇宙”至今還沒(méi)有一個(gè)完全共識(shí)的定義，但有一點(diǎn)是確定的，即平行的虛擬存在不是目標(biāo)，而是從虛擬維度賦予實(shí)體新的能量，催生線上、線下一體的形式，是現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)或替代。相較于其它數(shù)字技術(shù)概念，元宇宙有三個(gè)革命性的顯著特點(diǎn)。

一是網(wǎng)絡(luò)集成，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是一個(gè)超級(jí)網(wǎng)絡(luò)體，它通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈和云計(jì)算等，是一個(gè)真正意義上的泛在網(wǎng)絡(luò)空間。

二是虛實(shí)融合，虛擬和現(xiàn)實(shí)不僅形成明確的分工，虛擬的工作歸集線上、現(xiàn)實(shí)的歸集線下，而且虛擬與現(xiàn)實(shí)、線上與線下無(wú)縫銜接，一體化作業(yè)，突破所謂平行存在的理解。

三是人機(jī)協(xié)同，人工智能、機(jī)器人、數(shù)字人成為自然人的化身，代替人完成大量簡(jiǎn)單的、重復(fù)的，也包括一些危險(xiǎn)的、高消耗的工作，相互依存、互相合作、協(xié)同進(jìn)化。

因此，元宇宙不是一種技術(shù)，而是一組技術(shù)概念的集合，它基于互聯(lián)網(wǎng)而生，是數(shù)字信息技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。清華大學(xué)新媒體研究中心執(zhí)行主任沈陽(yáng)曾將元宇宙核心技術(shù)歸納為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生和區(qū)塊鏈，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢委員會(huì)孫柏林則認(rèn)為元宇宙是一個(gè)更為復(fù)雜的技術(shù)體系，具有龐大工程科學(xué)需求的完整技術(shù)載體（XR、AI、LoT、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生）。

元宇宙是在兩個(gè)背景下出現(xiàn)的，一個(gè)是線下場(chǎng)景的數(shù)字化，主要體現(xiàn)在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的社交和娛樂(lè)上，另一個(gè)是產(chǎn)業(yè)和工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，也就是工業(yè)元宇宙。在消費(fèi)領(lǐng)域，工業(yè)產(chǎn)品虛擬化達(dá)到可制造的水平，元宇宙強(qiáng)調(diào)沉浸感、真實(shí)感；而在工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)產(chǎn)品的虛擬化將達(dá)到可以實(shí)際生產(chǎn)的水平。

工業(yè)元宇宙不僅是工業(yè)加上元宇宙的概念，它是以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生為代表的新興數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)成熟技術(shù)深度融合的新型工業(yè)形態(tài)，它綜合應(yīng)用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的人、機(jī)、物、系統(tǒng)之間的無(wú)縫連接和有機(jī)協(xié)作，構(gòu)建起覆蓋全價(jià)值鏈、全生產(chǎn)過(guò)程的全新制造和服務(wù)體系，完成工業(yè)從信息化、自動(dòng)化到數(shù)字化、智能化發(fā)展的全新過(guò)程。

虛實(shí)融合和人機(jī)協(xié)同展現(xiàn)工業(yè)的未來(lái)形態(tài)。工業(yè)領(lǐng)域，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)要素（人、機(jī)、物、系統(tǒng)）連接之后，關(guān)鍵就是要素之間的協(xié)作、自識(shí)別、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)，創(chuàng)造工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)的新動(dòng)能，這是工業(yè)元宇宙的努力方向。工業(yè)元宇宙將覆蓋工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用、服務(wù)全過(guò)程，促進(jìn)實(shí)體工業(yè)高效發(fā)展。

工業(yè)自動(dòng)化與智能制造

現(xiàn)代工業(yè)革命是以工業(yè)自動(dòng)化為主線演進(jìn)的，核心是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和提高產(chǎn)品質(zhì)量。20世紀(jì)40年代-60年代初，硬件數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)明，各種單機(jī)自動(dòng)化加工設(shè)備出現(xiàn)，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化向縱深方向發(fā)展；20世紀(jì)60年代中-70年代初期，軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機(jī)床，工程設(shè)計(jì)軟件開(kāi)始用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和制造，在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，各種組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線出現(xiàn)，生產(chǎn)的批量規(guī)模大幅度提升，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，產(chǎn)品生產(chǎn)周期加快；20世紀(jì)70年代中期-本世紀(jì)初，計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）概念提出，自動(dòng)化技術(shù)向廣度和深度發(fā)展，分散獨(dú)立的單元自動(dòng)化技術(shù)集成為一個(gè)優(yōu)化的整體，各相關(guān)技術(shù)發(fā)揮整體最佳效能。

隨著工業(yè)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)硬件、軟件的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化，車間層設(shè)備控制器和各種工廠系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用，工業(yè)自動(dòng)化向深度集約方向發(fā)展。深度自動(dòng)化產(chǎn)生節(jié)約成本效應(yīng)，提高總產(chǎn)出和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)器也會(huì)替代低技能工人，降低對(duì)低技能工人需求，減輕工業(yè)領(lǐng)域總體勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)浙江省國(guó)有資本運(yùn)營(yíng)有限公司國(guó)資研究院陳赟的總結(jié)，工廠系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化的核心大腦，主 要 包 括 PLC、 數(shù) 控 系 統(tǒng)（CNC）、IPC、DCS、HMI 等，是決定輸出產(chǎn)品功能和性能的主要因素；驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行系統(tǒng)包括變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電力控制、機(jī)電一體化、工業(yè)自動(dòng)化精密制造和柔性制造；反饋系統(tǒng)，以采集數(shù)據(jù)的傳感與檢測(cè)設(shè)備為主，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵組成；輸出系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化末端應(yīng)用部分，以機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床為核心設(shè)備。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、信息物理系統(tǒng)（CPS）和認(rèn)知運(yùn)算等后電腦時(shí)代技術(shù)在制造業(yè)和服務(wù)業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)自主化、數(shù)據(jù)虛擬化、無(wú)線連接和物聯(lián)網(wǎng)傳感器，工廠系統(tǒng)因此擁有了從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)的能力，一方面整個(gè)工廠變得更具智慧、更高效率和更少浪費(fèi)，另一方面達(dá)到自我修復(fù)和生態(tài)協(xié)同學(xué)習(xí)狀態(tài)，工業(yè)進(jìn)入智能制造時(shí)代。智能制造不只是全面連網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)，還提供交互串聯(lián)且自動(dòng)化的工作流程，能夠提高生產(chǎn)品質(zhì)，增加機(jī)器可用性，更能促成生產(chǎn)各部門、上下游合作伙伴和人員之間的合作和協(xié)同。

智能制造是制造思維的革命。傳統(tǒng)的制造思維，從工業(yè)1.0到工業(yè)2.0、工業(yè)3.0，在其中起關(guān)鍵、起主導(dǎo)作用的一直是人，而工業(yè)4.0也就是智能制造則發(fā)生重大突破，由以人為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詸C(jī)器為主導(dǎo)，它利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)連接萬(wàn)物，機(jī)械與機(jī)械、機(jī)械與人之間相互溝通，將傳統(tǒng)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化為高度定制化、智慧化和服務(wù)化，不僅可以完成大批量規(guī)模生產(chǎn)，更可以制造少量多項(xiàng)的產(chǎn)品，適應(yīng)快速變化和高度個(gè)性的市場(chǎng)。除了生產(chǎn)過(guò)程的深度自動(dòng)化和學(xué)習(xí)，智能制造系統(tǒng)也可以記錄和采集各種數(shù)據(jù)，建立完整的工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化制造和服務(wù)流程，機(jī)器學(xué)習(xí)幫助企業(yè)創(chuàng)造巨大的競(jìng)爭(zhēng)力。

根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）的總結(jié)，智能制造主要由智慧工廠、智慧生產(chǎn)物智慧物流三大部分組成。智慧工廠主要研究生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程智慧化，依靠邊緣計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)分析、傳感系統(tǒng)，以及ERP、MES等流程系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)連結(jié)機(jī)械設(shè)備與人力，讓制造流程最優(yōu)化，將傳統(tǒng)工廠從自動(dòng)化向智慧化轉(zhuǎn)型。智慧生產(chǎn)指的是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、傳感等技術(shù)，分析數(shù)據(jù)后建立一個(gè)從原材料、產(chǎn)品制造、企業(yè)經(jīng)營(yíng)、包裝配送等自動(dòng)化生產(chǎn)鏈。在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用人工智能、3D技術(shù)和機(jī)器人，結(jié)合人機(jī)互動(dòng)和協(xié)同，整體提升生產(chǎn)過(guò)程的智能化水平。智慧物流指的是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在物流過(guò)程中的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、搬運(yùn)、加工、配送等環(huán)節(jié)，建立傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析、即時(shí)調(diào)整，也通過(guò)網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，讓物流自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、即時(shí)化。

元宇宙賦能智能制造和數(shù)字企業(yè)

整體而言，元宇宙技術(shù)將搭起虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的橋梁，讓制造過(guò)程高度智慧化，元宇宙將讓我們看到從工業(yè)自動(dòng)化到智能制造的全部數(shù)字技術(shù)應(yīng)用。自從低成本的傳感器出現(xiàn)后，那些曾經(jīng)冷冰冰的機(jī)器設(shè)備、原材料和生產(chǎn)車間就有了生命，制造商利用數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、大數(shù)據(jù)分析、智慧型裝置和云端技術(shù)，不僅能即時(shí)且細(xì)致地監(jiān)測(cè)各個(gè)設(shè)備、人員、供應(yīng)商、加工線和制造廠，而且這些設(shè)備、人員、供應(yīng)商、加工線和制造廠可以映射到數(shù)字世界，打造孿生數(shù)字虛體，原本由人在現(xiàn)實(shí)世界完成的工作，由數(shù)字虛體在虛擬世界自主完成，大大節(jié)省時(shí)間、資金和精力，降低現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的誤差率。

元宇宙通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成、虛實(shí)融合和人機(jī)協(xié)作優(yōu)化生產(chǎn)流程，催生線上線下一體化作業(yè)。根據(jù)TIBCO對(duì)智能制造成熟度的分析，元宇宙至少可以在五個(gè)方面對(duì)智能制造賦能。一是提升人類和工廠的互通性，低成本傳感器和處理器，以及5G通信技術(shù)的發(fā)展，信息物理系統(tǒng)深度融入生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，讓人類和工廠互相連接和無(wú)縫溝通；二是實(shí)體工廠的虛擬映射，將傳感器數(shù)據(jù)與虛擬工廠模型和模擬模型串聯(lián)起來(lái)，建立工廠的虛擬副本，實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字分身，在虛擬世界進(jìn)行反復(fù)模擬和試錯(cuò)后再進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界建設(shè)或運(yùn)營(yíng)；三是生產(chǎn)的去中心化，在3D打印等柔性生產(chǎn)技術(shù)和信息物理系統(tǒng)自行決策能力的支持下，實(shí)現(xiàn)在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，滿足市場(chǎng)個(gè)性化的定制需求；四是敏捷響應(yīng)能力，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)隨時(shí)收集和分析市場(chǎng)需求數(shù)據(jù)，并立即提供有針對(duì)性形成相關(guān)建議和解決方案，搶占用戶先驗(yàn)認(rèn)知并獲得心流驅(qū)動(dòng)；五是強(qiáng)化服務(wù)主導(dǎo)的業(yè)務(wù)邏輯，通過(guò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（IoS）提供各項(xiàng)服務(wù)，并開(kāi)放給所有參與者使用，形成價(jià)值共同體，推動(dòng)價(jià)值共創(chuàng)。

元宇宙賦能智能制造的探索剛剛起步，可用的具體路線圖雖然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有明確，但發(fā)力的領(lǐng)域是基本可以肯定的，制造業(yè)無(wú)論怎么發(fā)展都離不開(kāi)四個(gè)要件，即工廠、流程、商業(yè)和客戶。高度智能化的制造流程由包括單站自動(dòng)化系統(tǒng)（SSC）、自動(dòng)化裝配系統(tǒng)（AAS）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIM）和可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）等系統(tǒng)支撐，這些系統(tǒng)的模擬建設(shè)、應(yīng)用、跟蹤和優(yōu)化將是元宇宙發(fā)揮作用可預(yù)期的關(guān)鍵領(lǐng)域；商業(yè)模擬，每一個(gè)產(chǎn)品除了生產(chǎn)的技術(shù)和工程，重要的就是市場(chǎng)可行性，即是否有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需求，數(shù)字人在Gucci小鎮(zhèn)上暢游，試用數(shù)字虛擬產(chǎn)品，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)自己的最愛(ài)，就會(huì)下單，隨后孿生的自然人就會(huì)在線下收到實(shí)體產(chǎn)品，這就是基于商業(yè)模擬建構(gòu)的全新商業(yè)鏈路；客戶參與和價(jià)值共創(chuàng)是元宇宙賦能智能制造的另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，智能制造時(shí)代，商業(yè)模式從B2C走向以客戶需求為起點(diǎn)，市場(chǎng)個(gè)性化，生產(chǎn)分布式，多樣少量C2B生產(chǎn)與銷售，讓客戶回流，這需要累積大量消費(fèi)者數(shù)據(jù)，分析了解客戶習(xí)性、預(yù)測(cè)客戶需求，除了完整的商業(yè)鏈路和觸點(diǎn)管理記錄認(rèn)知、購(gòu)買和消費(fèi)軌跡外就是建虛擬空間，人們?cè)谶@里設(shè)計(jì)他們想要的東西和生活方式，或基于心流體驗(yàn)給出確定的反饋。

Lichtblau等人在IMPULS報(bào)告中提出了一個(gè)準(zhǔn)備度模型，即中小企業(yè)邁向智能制造需要六個(gè)級(jí)別的準(zhǔn)備，包括組織戰(zhàn)略、智能工廠、智能運(yùn)營(yíng)、智能產(chǎn)品、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)和擁有數(shù)據(jù)技能的員工，這是工業(yè)元宇宙建設(shè)的基礎(chǔ)目標(biāo)，為我們探索元宇宙賦能智能制造提供了一個(gè)路徑參考。（1）組織戰(zhàn)略準(zhǔn)備，企業(yè)首先需要在戰(zhàn)略規(guī)劃和控制體系上由傳統(tǒng)的人員主導(dǎo)向機(jī)器主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，以滿足智能制造的組織需要，這將是一種由機(jī)器高度參與的虛擬組織形態(tài)；（2）智能工廠形態(tài)準(zhǔn)備，包括數(shù)字建模、設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)使用、IT系統(tǒng)、3D打印系統(tǒng)、微生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式、高度自動(dòng)化的生產(chǎn)，這里模擬工廠、無(wú)人工廠、黑燈工廠都是基本形態(tài)；（3）智能運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)備，借助信息共享、云圖使用、IT安全、自主流程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)體世界和虛擬世界的全企業(yè)和跨企業(yè)集成；（4）智能產(chǎn)品準(zhǔn)備，通過(guò)自動(dòng)識(shí)別、本地化、自我報(bào)告等ICT的附加功能促進(jìn)自動(dòng)化、靈活、高效的生產(chǎn)管理，以及創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)；（5）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)準(zhǔn)備，通過(guò)提升數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)的可用性、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)產(chǎn)生的收入份額和使用的數(shù)據(jù)份額支持?jǐn)?shù)字化虛擬運(yùn)營(yíng)效率和收入流；（6）數(shù)字技能員工的準(zhǔn)備，借助虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，開(kāi)展員工認(rèn)知建設(shè)、意識(shí)升級(jí)和技能訓(xùn)練，適合智能制造的戰(zhàn)略和組織文化等。

普華永道的Geissbauer等人在針對(duì)工業(yè)4.0的調(diào)研中所歸納的“數(shù)字企業(yè)”七個(gè)戰(zhàn)略維度可以為我們探索元宇宙賦能智能制造提供了另一個(gè)路徑參考，（1）數(shù)字業(yè)務(wù)模型和客戶訪問(wèn)，即通過(guò)搭建數(shù)字業(yè)務(wù)模型，包括從數(shù)字化解決方案和單個(gè)應(yīng)用程序到新的全數(shù)字旅程設(shè)計(jì)，讓用戶的訪問(wèn)不僅全旅程記錄，還可以自主決策，沉浸其中；（2）產(chǎn)品和服務(wù)提供的數(shù)字化，從在線呈現(xiàn)到數(shù)字集成，產(chǎn)品和服務(wù)具備柔性組合、自動(dòng)裝配和重構(gòu)能力，自適應(yīng)客戶旅程設(shè)計(jì)和管理；（3）垂直和水平價(jià)值鏈的數(shù)字化和集成，數(shù)字化和自動(dòng)化子流程到完全數(shù)字化、集成流程，構(gòu)建的是一個(gè)完整的數(shù)字虛擬空間；（4）作為核心能力的數(shù)據(jù)和分析，基于網(wǎng)絡(luò)集成，從全渠道連接到完整數(shù)據(jù)采集、從基本分析到預(yù)測(cè)分析，建設(shè)完整數(shù)字空間數(shù)據(jù)能力體系；（5）靈活的IT架構(gòu)，從每個(gè)單站內(nèi)部分散的IT架構(gòu)到一個(gè)完整生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)湖架構(gòu)，支撐從自動(dòng)化裝配到柔性制造、計(jì)算機(jī)集成制造再到可重構(gòu)制造完整的智能制造系統(tǒng)；（6）合規(guī)安全、法律和稅務(wù)，包括從傳統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)到優(yōu)化價(jià)值鏈合規(guī)性的智能檢查，智能問(wèn)答、智能提醒以及人工智能合成的數(shù)字人輔助對(duì)話系統(tǒng)，讓每一個(gè)自覺(jué)遵守合規(guī)安全、法律和稅務(wù)要求；（7）組織，員工和數(shù)字文化，從筒倉(cāng)到協(xié)作作為關(guān)鍵價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素，從個(gè)體到各部門和各子系統(tǒng)，相互依存、互相合作和協(xié)同進(jìn)化，并積極規(guī)劃生態(tài)系統(tǒng)方法。

元宇宙時(shí)代制造業(yè)的愿景和暢想

在討論元宇宙與工業(yè)元宇宙，工業(yè)自動(dòng)化和智能制造，元宇宙賦能智能制造和數(shù)字企業(yè)這些概念基礎(chǔ)上，我們最后聚焦在元宇宙時(shí)代制造業(yè)的愿景，因?yàn)殛P(guān)乎到新時(shí)代，這至少是未來(lái)十年對(duì)競(jìng)爭(zhēng)格局的重構(gòu)。北京郵電大學(xué)教授呂廷杰教授認(rèn)為，未來(lái)十年是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最為關(guān)鍵的十年，幾乎所有的行業(yè)都將被重構(gòu)。其中最核心的是基于Web3.0發(fā)展起來(lái)的第三代萬(wàn)維網(wǎng)，萬(wàn)物皆有身份，萬(wàn)物皆有數(shù)據(jù)，人人有權(quán)參與，將構(gòu)建一個(gè)用戶共創(chuàng)共建、共享共治的新型互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，這是完整數(shù)字虛擬空間和虛實(shí)融合的技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

前述討論告訴我們，工業(yè)元宇宙將覆蓋工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用、服務(wù)全過(guò)程，從根本上改革實(shí)體工業(yè)的效能和發(fā)展模式，以下愿景是可以預(yù)見(jiàn)的。

1）客戶參與的工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，包括了功能、結(jié)構(gòu)、材料、場(chǎng)景、電路、接口等諸多部分，稱得上是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。而現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展，個(gè)性化、客戶定制化讓這一系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，需要客戶和社會(huì)其它力量更為廣泛的參與。元宇宙時(shí)代，數(shù)字技術(shù)和工業(yè)制造技術(shù)的集成應(yīng)用將為這種設(shè)計(jì)系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，在虛擬空間里客戶可以自由參與并隨心所欲自我表達(dá)，將內(nèi)心需求轉(zhuǎn)化為為想法創(chuàng)意，再將想法創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)，不僅可以考慮正常使用情況，還可以考慮一些極限或特殊情況，讓設(shè)計(jì)更好符合外在多樣性和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。廣泛的、大規(guī)模的客戶思想和設(shè)計(jì)訴求得以采集、評(píng)估，以及從技術(shù)到工程和商業(yè)模擬驗(yàn)證，讓設(shè)計(jì)更接近市場(chǎng)。

2）可預(yù)測(cè)的工業(yè)制造系統(tǒng)。從工業(yè)自動(dòng)化到智能制造，制造過(guò)程全部數(shù)字化。元宇宙時(shí)代，我們看到的情景，一方面，越來(lái)越多的工作離開(kāi)了人的參與，如全自動(dòng)化工廠、黑燈工廠；另一方面，數(shù)字虛擬人與數(shù)字虛擬身份出現(xiàn)在越來(lái)越來(lái)多的工業(yè)企業(yè)和工業(yè)環(huán)節(jié)中；還有就是人機(jī)協(xié)同，人與機(jī)器不是簡(jiǎn)單地二元分離，而是一體化結(jié)合，即人與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能相結(jié)合。因此，傳統(tǒng)由人主觀主導(dǎo)的作業(yè)過(guò)程向由數(shù)據(jù)智能地理性主導(dǎo)的過(guò)程轉(zhuǎn)變，具備了可預(yù)測(cè)的能力，制造過(guò)程的效率、成本、質(zhì)量甚至客戶滿意度都是可見(jiàn)的，提高制造計(jì)劃編制的精度、靈活性和控制水平。

3）工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用達(dá)到一個(gè)更高的水平。元宇宙時(shí)代，人不僅是消費(fèi)者，也是生產(chǎn)者，更是創(chuàng)造者。在元宇宙環(huán)境中，人們不僅可以根據(jù)自己的意愿和想象制訂產(chǎn)品應(yīng)用的目標(biāo)，并針對(duì)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行完整的反饋，以及獲得應(yīng)用指導(dǎo)，正確、專業(yè)乃至超值地應(yīng)用產(chǎn)品；還可以在應(yīng)用產(chǎn)品過(guò)程中目標(biāo)進(jìn)行深度思考和調(diào)整，發(fā)現(xiàn)一些未曾想到的用途和資源，挖掘產(chǎn)品的潛在價(jià)值、附加價(jià)值和條件價(jià)值，獲得超期望的回報(bào)；如果在產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中，產(chǎn)生一些產(chǎn)品優(yōu)化創(chuàng)新的想法，也可以將這種創(chuàng)意表達(dá)出來(lái)，通過(guò)元宇宙集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，連接企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)供應(yīng)鏈，乃至全世界的相關(guān)人員，并且可以利用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)可視化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)、交互、交流，從而更好地認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)、改進(jìn)、創(chuàng)新工業(yè)產(chǎn)品，或者說(shuō)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行不斷改進(jìn)，促進(jìn)個(gè)人、產(chǎn)品、企業(yè)迭代式發(fā)展。

4）服務(wù)超越產(chǎn)品成為整個(gè)工業(yè)的主導(dǎo)。元宇宙時(shí)代，工業(yè)品不再是冷冰冰的物體，而是有溫度的價(jià)值傳遞，傳遞過(guò)程將會(huì)更加注重人的感覺(jué)和體驗(yàn)，產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)也將結(jié)合人的能力、行為和心理，使產(chǎn)品更符合人的需求。元宇宙時(shí)代的工業(yè)產(chǎn)品，不僅可以前端作業(yè)，而且可以有近端的大數(shù)據(jù)、人工智能、算力支持，遠(yuǎn)程的人員支持、控制、操作與管理，乃至基于整體互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的數(shù)據(jù)、知識(shí)、智能迭代升級(jí)。元宇宙時(shí)代，工業(yè)產(chǎn)品的信息將發(fā)生巨大變化，從信息化到數(shù)字化，意味著信息更加精確，從定性到定量。信息的完整性、時(shí)效性、實(shí)時(shí)性也都將大幅提升，由于網(wǎng)絡(luò)能力的提升，可以讓生產(chǎn)者與客戶、消費(fèi)者建立起更強(qiáng)大的溝通場(chǎng)景，更好的溝通模式，從而取得更佳的溝通效果。