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1、李文正 教授二零二三年五月二十五日深圳工业元宇宙内涵、技术特征及应用场景创新目录/Contents一一新一代新一代ICTICT演进趋势演进趋势与“技术奇点”与“技术奇点”二二我理解我理解的的元元宇宙和工业宇宙和工业元宇宙元宇宙三三工业元宇宙内涵、技术特征工业元宇宙内涵、技术特征四四工业工业元元宇宙技术体系宇宙技术体系五五工业元工业元宇宙应用宇宙应用场景创新场景创新六六总结总结与展望与展望23 3一、新一代ICT演进趋势与“技术奇点”3333移动通信换代升移动通信换代升级十年定律级十年定律Time02005201720202030服务器服务器服务器服务器服务器服务器服务器服
2、务器分分(Decentralize)合合(Consolidate)大型机终端大型机终端客户机服务器客户机服务器服务器聚集服务器聚集网络计算网络计算云计算云计算5G+物联网物联网+边缘计算边缘计算SaaS、PaaS、IaaS、DaaS、XaaS云计算云计算智慧泛在6G计算模式演进和信息技术发展中的计算模式演进和信息技术发展中的“三国定律”“三国定律”15年周期率年周期率?2221002100联结联结+感知感知+计算计算-数字数字孪生孪生感知通信感知通信计算融合计算融合数字孪生场景化拓宽信息数字孪生场景化拓宽信息服务空间开启元宇宙大门服务空间开启元宇宙大
3、门Inter4004微处理器微处理器超级计算机计算超级计算机计算性能性能十年千倍十年千倍ExaFLOPS(EFLOPS)1018 E级计算机级计算机问世即每秒问世即每秒110亿亿亿亿次次“人、数字人、物、场景”“人、数字人、物、场景”物理物理世界与数字世界融合世界与数字世界融合多种数字技术汇聚迭代多种数字技术汇聚迭代2022图灵奖获获得者图灵奖获获得者以太网之父以太网之父Bob Metcalfe4 42021年年1月月工业工业5.0:迈向持续、以人为本且富有韧性的欧洲工业:迈向持续、以人为本且富有韧性的欧洲工业2022年年5月月IOTSWC:工业工业5.0不是一场革命,而是推动工业不是一场革命
4、,而是推动工业4.0向前发展的一种延伸向前发展的一种延伸一、新一代ICT演进趋势与“技术奇点”5 5 5 5 51969ARPANET1983TCP/IP互联网协议互联网协议1989WWW伯伯纳纳斯斯Tim Berners-Lee1994CHINANET1998Google搜索引擎搜索引擎2000百度百度阿里阿里腾讯腾讯2008中本聪提出中本聪提出区块链区块链1999Kevin Ashton物联网物联网2011麦肯锡提出麦肯锡提出大数据大数据微信上线微信上线数字数字孪生孪生2016AlphaGo开启新一代开启新一代人工智能人工智能2012GE提出提出工业互联网工业互联网1G模拟模拟移动通信移动
5、通信摩托罗拉摩托罗拉DynaTAC 8000 x2G数字数字移动通信移动通信GSM19913G数字数字移动通信移动通信20014G数字数字移动通信移动通信20105G数字数字移动通信移动通信2020数字化数字化网络化网络化智能化智能化2006Jeffrey ZeldmanWeb3.0泽泽德德曼曼2020开启开启万物互联万物互联2021元宇宙元宇宙Facebook改名为改名为Meta2017高通高通XR2014加文伍德加文伍德Gavin Wood Web32004蒂姆蒂姆 奥莱奥莱利利Tim OReillyWeb 2.01946ENIAC1971Intel 4004CPUWeb1.0一、新一代I
6、CT演进趋势与“技术奇点”2007 iPhone奇点奇点网网景奇点景奇点2022ChatGPT汇聚迭代区汇聚迭代区汇聚迭代汇聚迭代加速逼近“科技奇点”加速逼近“科技奇点”未来学家库兹韦尔未来学家库兹韦尔(Ray Kurzweil)工业互联网未来工业互联网未来6 6 66我的理解和定义:我的理解和定义:元元宇宙定义人、信息与空间及时间宇宙定义人、信息与空间及时间的关系的关系,探索人类与新虚拟空间,探索人类与新虚拟空间的的关关系。即用多种数字技术构成的数字技术迭代组合,创新的一个虚实共融“平行系。即用多种数字技术构成的数字技术迭代组合,创新的一个虚实共融“平行于于现实物理现实物理世界”互联网应用和
7、经济社会新虚拟空间形态。世界”互联网应用和经济社会新虚拟空间形态。定义:定义:一个一个平行平行于真实世界的赛博空间(于真实世界的赛博空间(Cyber Space),通过人机交互进入通过人机交互进入并获得感官并获得感官体验的虚拟世界体验的虚拟世界全国科学技术名词审定委员会元宇宙全国科学技术名词审定委员会元宇宙的定义:的定义:人类运用数字技术构建的,由现实世界映射人类运用数字技术构建的,由现实世界映射或超越现实世界,可与现实世界交互的虚拟世界。或超越现实世界,可与现实世界交互的虚拟世界。定义定义:基于基于Web3.0技术体系和运作机制支撑下的可信数字化技术体系和运作机制支撑下的可信数字化价值价值三
8、维三维交互交互网络,是以区网络,是以区块链为核心的块链为核心的Web3.0数字场景应用新数字场景应用新生态。生态。元宇宙元宇宙的定义的定义-两大两大流派流派感知沉浸体验派,感知沉浸体验派,Web3.0主导派;有不同内涵,无统一定义主导派;有不同内涵,无统一定义二、我理解的元宇宙和工业元宇宙元元宇宙作为互联网之后又一个虚拟宇宙作为互联网之后又一个虚拟数字数字空间空间77现实物理空间现实物理空间PhysicalSpace思维想象思维想象空间空间Thinking Space数字空间数字空间Digital Space元宇宙元宇宙元宇宙空间元宇宙空间-Metaverse Space作为一种新的虚拟空间作
9、为一种新的虚拟空间,与物理世界的真实空间相互交融与物理世界的真实空间相互交融元宇宙元宇宙=物理物理世界世界(故事故事、情节情节,虚构虚构)+数字孪生数字孪生+数字原生数字原生+虚实共生虚实共生虚实相互渗透虚实相互渗透,人人、虚拟数字人随时切换虚拟数字人随时切换,穿梭于虚实世界之间形成时空融合穿梭于虚实世界之间形成时空融合、价值融通的虚实共生体价值融通的虚实共生体用思维想象空间的创新体验指导现实用思维想象空间的创新体验指导现实物理物理空间,推动科技创新与发展空间,推动科技创新与发展二、我理解的元宇宙和工业元宇宙元宇宙将是一个混合元宇宙将是一个混合的的现实空间,扩展我现实空间,扩展我们的社会活动、
10、生活们的社会活动、生活空间。空间。空间延伸空间延伸时间延伸时间延伸价值延伸价值延伸8二、我理解的元宇宙和工业元宇宙工业物理空间工业物理空间Industrial Physical Space工业数字工业数字空间空间Industrial Digital Space混合混合叠加叠加空间空间Mixed Overlay Space我的理解和我的理解和定义定义:以工业互联网为底座以工业互联网为底座,打通方案设计打通方案设计、产品研制产品研制、生产运维生产运维、市场营销各环节的虚实协同的虚拟混合叠加空间市场营销各环节的虚实协同的虚拟混合叠加空间即工业元即工业元宇宙空间宇宙空间。在工业在工业元元宇宙空间中宇宙
11、空间中挖掘新价值挖掘新价值、创造无限可能创造无限可能。工业元宇宙是企业工业元宇宙是企业运营决策运营决策中心:虚实协同、共生及综合集成的工业数字空间中心:虚实协同、共生及综合集成的工业数字空间Li Wenzheng.The Essence,Core Technology of The Metaverse and Web 3.0,2022.9研制研制生产生产物流物流产品产品创新创新式产品式产品虚拟工厂虚拟工厂数字化数字化柔性化柔性化需求需求体验体验销售销售创造式营销创造式营销品牌管理品牌管理订单订单三、工业元宇宙内涵、技术特征工业元宇宙空间工业元宇宙空间销售渠道、生产流程和工作场景重构销售渠道、生
12、产流程和工作场景重构工业互联网是工业互联网是基础,支撑是软件和模型基础,支撑是软件和模型1010三、工业元宇宙内涵、技术特征10工业元宇宙:突破时空限制、高效协同、虚实融合、精准高效、生产质量销售一体化工业元宇宙:突破时空限制、高效协同、虚实融合、精准高效、生产质量销售一体化工业场景工业场景和元和元宇宙场景的无缝连接、互动体验、远程协作的新宇宙场景的无缝连接、互动体验、远程协作的新空间新空间新体验体验工业元宇宙:为商业活动创造新世界、感官新体验、挖掘新价值、创造无限可能工业元宇宙:为商业活动创造新世界、感官新体验、挖掘新价值、创造无限可能工业场景人工业场景人机物及环境机物及环境全要素联结全要素
13、联结数据获取数据获取感知计算感知计算生产订单与仓储监控生产订单与仓储监控可视化远程协作维护可视化远程协作维护数字人与体验营销数字人与体验营销机理模型机理模型数据驱动模型数据驱动模型孪生孪生体模型体模型远程远程维护维护管理管理生产可视化生产可视化(风险预测、(风险预测、预警)预警)控制控制/调节调节工业元宇宙工业元宇宙产品协同设计与仿真产品协同设计与仿真数字孪生数字孪生碳碳排放能源消耗监测排放能源消耗监测挖掘挖掘新价值新价值感官感官新体验新体验1111三、工业元宇宙内涵、技术特征12四、工业元宇宙技术体系区块链Blockchain数字孪生Digital Twin云计算Cloud Computin
14、g人工智能AIIndustrial Internet工业互联网Interaction Techniques交互技术13新虚拟混合叠加空间新虚拟混合叠加空间即工业元宇宙空间双向体验即工业元宇宙空间双向体验、交叉验证进而、交叉验证进而产生新的思产生新的思维认知,并维认知,并对对”两两个个工业空间工业空间”都产生创新性都产生创新性影响影响信息与网络安全信息与网络安全DigitalTwin物理物理空间空间工业元宇宙空间工业元宇宙空间Artificial IntelligenceCloud Computing工业生产场景虚拟工业生产场景虚拟化化工业场景建模仿真工业场景建模仿真数据驱动数据驱动工业元工业元
15、宇宙引擎宇宙引擎产品体验、营销产品体验、营销,运营运营决策、决策、风险风险可视化识别与强化可视化识别与强化提醒提醒BlockchainTechniquesIndustrial InternetInteraction Techniques(VR/AR/MR/Others)四、工业元宇宙技术体系订单与仓储监控订单与仓储监控可视化远程协作维护可视化远程协作维护数字人与体验营销数字人与体验营销产品协同设计与仿真产品协同设计与仿真碳碳排放能源消耗监测排放能源消耗监测14安全生产应急场景安全生产应急场景及交互及交互机机人人物物工业元宇宙的沉浸式体验快速工业元宇宙的沉浸式体验快速辅助工业现场操控的维护人员。
16、辅助工业现场操控的维护人员。机器人走向生产、应急现场并机器人走向生产、应急现场并后台后台数字空间互动,以及对工数字空间互动,以及对工业现场设备的可视化和维护,业现场设备的可视化和维护,提高安全生产可靠性效率提高安全生产可靠性效率。在虚拟空间通过试错、验证、在虚拟空间通过试错、验证、辅助人决策支持,提前做出事辅助人决策支持,提前做出事先决策先决策工业元工业元宇宙解决确定场景宇宙解决确定场景中中的的需求和挑战问题需求和挑战问题机器人机器人设备检修记录预警实时现场故障诊断危化、核、火灾现场感知与救援五、工业元宇宙应用场景创新1515安全员佩戴安全员佩戴AR进入进入虚拟叠加虚拟叠加空间空间,帮助帮助安
17、全安全员以更快的方式执行手动任务员以更快的方式执行手动任务。将原来人工化的方式改变为人工与数字将原来人工化的方式改变为人工与数字及叠及叠加加融合的方式融合的方式,提升安全管理提升安全管理可靠可靠性性后台人员进入数字空间进行设备远程检查和后台人员进入数字空间进行设备远程检查和维护维护,提高设备的安全性和人的安全性提高设备的安全性和人的安全性。AR头戴赋头戴赋能能多种复杂工业场景多种复杂工业场景(危化行业、核工业、灾害现场(危化行业、核工业、灾害现场)通过佩戴通过佩戴AR,现场救援可以将现场与指挥中现场救援可以将现场与指挥中心心、行业专家实时连接行业专家实时连接,行业专家以以第一行业专家以以第一视
18、角实时查看现场情况视角实时查看现场情况,进行应急指导进行应急指导,保保障现场高效救援障现场高效救援,保障人员安全保障人员安全五、工业元宇宙应用场景创新1616在工业元宇宙中通过在工业元宇宙中通过ChatGPT使得人、机器人、数字人形成闭环,使其理解人类语言使得人、机器人、数字人形成闭环,使其理解人类语言能力,缩小交互鸿沟,让人和机器人、数字人自然对话。能力,缩小交互鸿沟,让人和机器人、数字人自然对话。五、工业元宇宙应用场景创新17工业元工业元宇宙中宇宙中通过通过Web3.0赋能实体企业,在元赋能实体企业,在元宇宙空间宇宙空间中构建基于中构建基于Web3.0数字产数字产品,品,通过数字化通过数字
19、化产品唯一性和艺术性交易产品唯一性和艺术性交易,数字产品和,数字产品和实物产品绑定以及实物产品绑定以及NFT技术技术的结合,增大企业的结合,增大企业销售量销售量.通过工业元宇宙空间通过工业元宇宙空间生产车间生产车间,库房,库房,体验营销,流通,体验营销,流通,让全球用户参与每个环节,让每个参与方都有了价值获取方式,激活让全球用户参与每个环节,让每个参与方都有了价值获取方式,激活Web3.0的的价值价值互联,帮助企业与用户互联,帮助企业与用户互动,互动,挖掘新价值、创造无限可能。挖掘新价值、创造无限可能。工业元宇宙工业元宇宙数字产品数字产品体验、体验、营销营销五、工业元宇宙应用场景创新18人类人
20、类有许多梦想有许多梦想,有些梦想能变成现实有些梦想能变成现实,而有些梦想也许永远不可能实而有些梦想也许永远不可能实现现。然而然而,有一种方法却能使所有梦想在虚拟数字空间中实现有一种方法却能使所有梦想在虚拟数字空间中实现,即元宇即元宇宙宙(Metaverse)六、总结与展望工业工业元元宇宙与宇宙与Web3.0 融合创新为融合创新为虚实融合、虚实融合、创造新产品、创造新产品、感官新体验、挖感官新体验、挖掘新掘新价值创造无限可能,激活价值创造无限可能,激活Web3.0的价值的价值互联,创新变革的催化剂。互联,创新变革的催化剂。以以ChatGPT/GPT4为为代表的代表的AIGC将加速工业元宇宙生态将加速工业元宇宙生态的发展,的发展,是未来工业是未来工业元宇宙场景和模型构建的元宇宙场景和模型构建的生产力生产力工具,同时,工具,同时,AIGC激活人机交互新引擎。激活人机交互新引擎。元宇宙有炒作的成分是不争的事实元宇宙有炒作的成分是不争的事实。然而然而,工业工业元宇宙是元宇宙是国家引导,企业数字化转型需求,国家引导,企业数字化转型需求,市场驱动:工业元宇宙是元宇宙最佳应用场景市场驱动:工业元宇宙是元宇宙最佳应用场景之一,是数据驱动的工业未来形态。之一,是数据驱动的工业未来形态。1919六、总结与展望20