工业元宇宙应用评估体系报告（2024年）-中关村区块链产业联盟

工业元宇宙应用评估体系2024年12月版权声明本白皮书版权属于中关村区块链产业联盟，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中关村区块链产业联盟”。违反上述声明者，本单位将追究其相关法律责任。编制说明参与编制单位排名不分先后）编写组主要成员排名不分先后）其应用效果，成为确保工业元宇宙健康、有序发展的关键。2023年年)》，提出培育三维交互的工业元宇宙，打造产线、工厂、园区级 1 6 9 10 11 12 13 13 14 15 16 18 47 48 49 50 51 53 54 54 551一、工业元宇宙应用评估体系研究背景（一）工业元宇宙成为世界各国未来产业布局的重要内工业元宇宙是未来产业前瞻部署的新赛道，应用数字孪生、虚拟2物理层。物理层包含工业生产，以及对工业全要素、全产业链、3工业信息层。从物理层获取的工业设计、制造、服务流程的异构4员。虚拟组织主要是指对生产实体进行映射5宇宙的发展对于推动我国新质生产力的发展与经济的高质量增长具6（二）全球主要国家积极推进工业元宇宙发展元宇宙为工业领域的转型升级提供了全新的路径和工具。根据Intelligence）、Omniverse等底层硬件领域占据重要地位。推动和数据中心，布局自动驾驶、机器人等应用领域。云计算服务领域，前列。Amazon拥有强大的云计算服务能力，依托云服务为全球90%技术领域展现出竞争力，特别是在硬件入口及操作系统、后端基建、底层架构等方面，已形成一定的技术壁垒。Meta旗下的Oculus在全7CNTK、Caffe等主流人工智能算法框架。产业应用方面，美国的工要集中在智能制造、智能维护和可持续生产等领域。通过集成XR89（三）我国高度重视工业元宇宙应用规模提升工业互联网等领域的基础设施建设上投入，加快建设5G-A/6G、千兆布数字孪生“1+3”产品矩阵，即数字孪生底座、可视化平台、空间实时计算平台、实时仿真平台，将AI、实时计算、仿真推演等技术深色低碳、应用牵引”的央企云资源池，并与多家行业龙头企业共建行随着政策的持续推动和技术的不断成熟，数据显示，2023年我国工二、工业元宇宙应用典型发展模式（一）平台化设计模式：时空交融的创新协作宝马集团利用英伟达的Omniverse平台，实现了全球31座工厂过程中，应用数字孪生技术。由于CFRP组件的特性，要求在（二）智能化制造模式：虚实结合的全球协同生产供了HoloLens全息眼镜等智能设备。这种合作实现了供应链的透明在中国宝武集团的宝钢生产基地，通过配备AR智能巡点检系统和AR智能眼镜，实现了现场点巡检作业的标准化、管理规范化、数（三）个性化定制模式：沉浸体验的全方位参与以通过RFID感应器选择车型颜色、轮毂等配置，实时在屏幕上看到个汽车工厂园区的数字孪生。工程师和设计师可以通过交互式3D模这种技术的应用使得沃尔沃能够直接导入汽车模型，（四）网络化协同模式：全局可视的产业链优化这种合作模式展示了工业元宇宙在促进产业链供应链组织模式变革（五）服务化延伸模式：虚实共生的高效交流客户通过VR、AR设备可以实时看到产品操作流程和使用要求，降低上汽通用利用AI深度学习、AR等技术，打造了《雪佛兰AR车述、动画演示、视频介绍等，实现AR实时交互，有效减少用户使用（六）数字化管理模式：全息洞察的智能工厂优化三、工业元宇宙应用评估体系（一）构建原则（二）评估方法与评估模型工业元宇宙应用评估指数的测算包括对指标备选群中指标的确工业元宇宙分级分类评估模型（图3）是一个全面而系统的评估（三）评估指标说明一级指标二级指标三级指标基础设施设备基础1设备连接率2设备数字化程度3传感器覆盖率4可穿戴设备使用率算网基础5网络覆盖率6实际网络带宽8网络融合能力*9算力处理速度10区块链数据吞吐量11智能合约平均执行时间12区块生成时间支撑技术数字孪生13建模精度误差率14仿真同步延迟时间15模型互操作性*感知控制16感知数据精度17控制精度18智能决策准确率19自适应调整频率数据集成20数据融合覆盖率21数据互联互通率22数据挖掘分析能力*虚实交互23交互延迟时间24交互自然性*25交互精度*26视觉沉浸度*应用成效经济价值27成本节约率28收益增长率29投资回报率生产质量30产品合格率31生产效率32故障率绿色发展33能源消耗降低率34碳排放减少量35污染物排放量降低率信息安全安全管理36数据泄露频率37组件安全扫描通过率38系统漏洞修复周期备注：用*标注的指标为定性指标测算方法：设备连接率=（已连接到工业元宇宙平台或网络的设测算方法：可穿戴设备使用率=（实际使用可穿戴设备协同工作的能力，反映网络系统的集成度、互操作性和可扩展性。测算方法：智能合约平均执行时间=智能合约执行完成所需测算方法：区块生成时间=从第一个区块生成到最新区块生测算方法：仿真同步延迟时间=物理实体事件时间点与数字模型接收到事件并做出响应的时间点的差值的总和/特定观测周期内测算方法：感知数据精度=1-（测量的数据与实际值之间的测算方法：成本节约率=（实施前成本-实施后成本）/实施测算方法：收益增长率=（实施后收益-实施前收益）/实施指标含义：衡量在单位时间内完成的生产量或产值与投入资源指标含义：衡量在引入工业元宇宙技术后，产线生产过程中相对于未应用该技术前所减少的二氧化碳排放量，反映技术应用对减少温室气体排放、促进环境可持续性的贡献程度。指标含义：衡量在应用工业元宇宙技术后，产线生产过程中污染物排放量相对于未应用该技术前减少的比例，反映技术应用对环境保护和减少环境污染的贡献程度。测算方法：污染物排放量降低率=（基准期污染物排放量-报告期污染物排放量）/基准期污染物排放量×100%一级指标二级指标三级指标基础设施算力基础1智能网络覆盖程度2IoT设备部署数量网络基础3云计算资源利用率4网络传输速率支撑技术交互技术5交互设备配备率6交互技术人员占比7工艺设计虚实融合占比8交互流畅性*9交互沉浸感*工业智能10智能模型应用推广率11信息管理系统集成度12预测性维护准确率数字孪生13数字孪生功能覆盖率14仿真建模精度15数字孪生实时同步率应用成效经济价值16及时交付率17设备综合效率18产品合格率19库存周转率20维护维修费用率协同管理21信息共享效率*22流程整合度*23远程协作能力供应链管理24供应链成本降低率25供应链透明度*26供应链响应时间缩短率绿色发展27万元产值综合能耗28废弃物回收率29二氧化碳排放量增长率信息安全安全管理30数据安全管理率31数据泄漏率32风险在线监控率系统稳定性33系统故障率34故障恢复时间35应急响应时间备注：用*标注的指标为定性指标测算方法：智能网络覆盖程度=（工厂内可以稳定接收到智测算方法：云计算资源利用率=（在一定时间周期内工厂实测算方法：网络传输速率=（在特定时间内成功传输的数据量/指标含义：工厂中实现元宇宙交互功能（如VR/AR测算方法：工艺设计虚实融合占比=（实现虚实融合的生产测算方法：智能模型应用推广率=（实际应用的智能模型数测算方法：信息管理系统集成度=（已经实现与工业元宇宙集成的信息管理系统的数量/工厂中需要与工业元宇宙技术集成的所测算方法：预测性维护准确率=（成功预测并维护的事件数测算方法：数字孪生功能覆盖率=（在数字孪生模型中已经构建并可以正常运行的关键功能和流程的数量/工厂实际存在的关键测算方法：仿真建模精度=（模型预测值与实际值的平均接生模型成功捕捉到物理实体状态变化并与之同步的次数/在设定的时测算方法：远程协作能力=统计期间工厂内远程协作成功完测算方法：供应链响应时间缩短率=（实施前供应链平均响测算方法：二氧化碳排放量增长率=（当年工厂二氧化碳排量-测算方法：数据安全管理率=（实现数据安全管理的信息化测算方法：系统故障率=（在一定时间内系统发生故障的次数/测算方法：故障恢复时间=故障完全解决且系统恢复正常运一级指标二级指标三级指标基础设施网络基础设施1园区内网络带宽总量25G/6G基站覆盖率3网络延迟时间4物联网设备链接率数据存储与处理5数据存储容量6数据读写速度7并行处理能力设备集成与兼容性8支持工业通信协议种类9集成工业自动化系统数量10系统间接口兼容性测试通过率信息平台工业互联网平台11平台接入企业数12平台日均数据交换量13平台服务场景数交互协作平台14平台注册用户数15日均信息交流量数字孪生平台16模型覆盖率17模型更新同步时间18建模精度19支持并发用户数云计算中心数量20总计算能力*21存储容量22资源利用率数据中心/数据管理系统23数据中心/数据管理系统数量24总存储容量25数据处理速度应用成效园区建设与运营26园区虚实融合程度*27平台运营成本效益园区宣展与招引28宣展次数29虚拟现实平台访问量30新入驻工业元宇宙企业数31招引项目签约额园区服务与治理32数字化服务流程优化率33服务响应时间缩短比例34智能监控系统覆盖率35园区碳排放增长率信息安全安全管理36数据泄露事件发生次数37安全漏洞的平均修复时间风险评估与应急响应38高风险问题总数39应急响应计划的测试频率备注：用*标注的指标为定性指标指标含义：表示园区内5G或6G网络基站的地理覆盖范围与园测算方法：5G/6G基站覆盖率=（园区内已被5指标含义：园区内用于存储工业元宇宙应用数据的总存储空间大测算方法：数据读写速度=测试期间成功读取或写入的数据测算方法：支持工业通信协议种类=系统支持的工业通信协测算方法：集成工业自动化系统数量=园区内实际集成的工测算方法：系统间接口兼容性测试通过率=（通过兼容性测测算方法：平台接入企业数=已经接入工业互联网平台的企测算方法：平台服务场景数=工业互联网平台所提供的不同测算方法：支持并发用户数=系统能够同时支持的最多在线指标含义：衡量园区云计算中心的总体处理能力，包括CPU、GPU等核心计算资源的规模和性能，反映园区处理大规模数据和复反映已使用资源占总资源的比例，包括CPU、内存、存测算方法：总存储容量=园区数据中心或数据管理系统的存储容测算方法：虚拟现实平台访问量=特定时间段内段内所有用数测算方法：招引项目签约额=园区工业元宇宙相关签约项目指标含义：衡量园区内服务流程通过数字化手段进行改进和优测算方法：智能监控系统覆盖率=（智能监控系统实时监控测算方法：数据泄露事件发生次数=园区内发生的所有数据测算方法：高风险问题总数=风险评估过程中识别出的所有测算方法：应急响应计划的测试频率=园区对应急响应计划四、工业元宇宙应用评估等级划分（一）一级阶段：基础级（1）技术应用：初步探索工业元宇宙技术在产线、工厂、园区（2）基础建设：此等级的产线、工厂或园区刚开始接触工业元（3）业务成效：工业元宇宙的初步应用对各级业务影响有限，（4）创新能力：此阶段在各级应用中创新性较低，主要依赖现（二）二级阶段：规范级“L2规范级”标志着在工业元宇宙应用方面已经取得一定的进（1）技术应用：工业元宇宙技术在产线、工厂、园区各级应用（2）基础建设：在此级别，产线、工厂、园区已经建立较为完信息基础设施能够支持工业元宇宙应用的稳（3）业务成效：工业元宇宙技术在各级应用中开始形成一定的（4）创新能力：在规范化的基础上，产线、工厂、园区开始探（三）三级阶段：成熟级“L3成熟级”总体特征是处在工业元宇宙技术在各级应用的成熟3D引擎等）深度集成和优