工业元宇宙应用评估体系（2024年）报告解读

ALLIANCEFORBLOCKCHAININD《工业元宇宙应用评估体系》工业元宇宙成为数字与实体经济融合发展新载体工业元宇宙发展意义引领提质增效，催生商业新模式新业态工业元宇宙是元宇宙在工业领域工业元宇宙是元宇宙在工业领域空间；新型工业智慧互联网系统；数字经济与实体经济融合发展的新型载体。——李伯虎院士赋能智能制造，加速产业链融合发展与协同创新驱动新质生产力发展，助力经济高质量增长●工业元宇宙赋能智能制造升级，融合物理与现实世界，全链条数字化智能化，提升产业链效率协同，促进上下游无缝对接，加速新技术孵化，推动跨领域协同创新。●工业元宇宙驱动新质生产力发展，助力经济高质量增长，作为转型引擎，支撑传统产业数字化转型，催生新兴产业，优化经济结构，注入经济持续发展新活力。工业元宇宙“物理世界-基础设施-虚拟世界”参考架构工业元宇宙在工业现实世界的基础上，通过搭建体验、身份、资产、平台等基础设施，形成了工业领域的社会、时空、经济和治理体系，完成现实世界与虚拟世界的“由实向虚、由虚向实”的联系，实现了物、人、组织和环境的数字化，组成“物理世界-基础设施-虚拟世界”的核心架构。工业元宇由工业元宇由平台化设计网络化协同工业元宇宙应用智能化制造平台化设计网络化协同工业元宇宙应用数字化身工业虚拟环境工业模型工业虚拟实体数字化身工业虚拟环境工业模型核心功能数据工具人工智能工业软件数字孪生数据工具人工智能工业软件数字孪生基础设施数字身份管理工业计算与存储工业控制工业计算与存储工业控制信息基础设施工业感知D同设备工业领域物流服务企业物流服务企业服务化延伸数字化管理工业虚拟组织安全及隐私保护安全及隐私保护数字资产工业信息车间工业元宇宙应用工业元宇宙通过虚实结合，极大地扩展工业现实世界，消除时空限制，并实现物理资源与数字资源的广泛整合调度。同时借助工业元宇宙带来的交互手段、展现方式、协作模式以及社会体系、经济体系、治理体系的变革，实现设计、生产、制造、服务、协同、管理等方面的全面提升，推动平台化设计、智能制造、个性化定制、网络化协作、延伸服务、数字化管理等创新应用发展，引领工业领域的数字化转型。工业元宇宙参考架构随着数字经济发展，工业元宇宙成全球焦点，为工业转型提供新路径。2023年全球市场规模达183.7亿美元，硬件市场占43%。其产业发展主要集中于北美、欧洲及亚太三大地区，显示出强劲增长潜力。美国占据领先地位美国占据领先地位建设前瞻性信息基础设施布局和完善技术创新生态基础设施基础设施技术创新技术创新产业应用产业应用大幅提升和运营成本推动工业元宇宙产业规模扩大与创新基础设施基础设施详尽的旨在实现盖与深度应用高速、低络环境技术创新技术创新产业应用产业应用··德国的西门子公司和瑞士的ABB集团正在利用工业元宇宙技术优化生产线，提高生产效率和产品质量积极部署工业元宇宙政策基础设施基础设施日本韩国·日本经济产业省发布《关于虚拟空间行业未来可能性与课题的调查报告》·《元宇宙首尔五年计划》技术创新技术创新·在虚拟现实、增强 现实技术深厚积累·探索基于触觉反馈、声音定位、脑机接口等交互方式·重点关注元宇宙城市、虚拟数字人、扩展现实等方向，并投入资金支持产业应用产业应用日本正在构建高度自动化和智能化的生产系统主要集中在智能制造、智正在构建高度自动化和智能化的生产系统··三星和现代等大型企业正在利用工业元宇宙技术优化生产流程和产品设计，提高市场竞争力我国重视工业元宇宙应用规模提升我国加速工业元宇宙基础设施建设，技术受政策驱动发展，市场快速增长，应用场景拓展至智能制造等多领域，推动工业数字化转型，促进工业降本增效与产业竞争力提升。加速布局5加速布局5G网络及平台基础设施技术受政策驱动发展迅速，技术体系不断完善市场呈现快速增长态势，应用场景不断拓展5G基站■一定影响力的工业互联网平台5G基站■一定影响力的工业互联网平台337.7万个加快建设5G-A/6G、干兆光网/万兆光网等新型网络以及云边一体、算网一体的新型算力设施计划(2023—2025年)》,制定工业元宇工业元宇宙+产线工业元宇宙+工厂工业元宇宙+园区●2023年我国工业元宇宙市场规模达到●2023年我国工业元宇宙市场规模达到175.0亿元，同比增长18.0%。●预计2026年其产业规模将达到208.8亿元。开展工业元宇宙分级分类应用评估工作，助力行业健康发展《元宇宙产业创新发展三年行动计划(2023—2025年)》提出“创新研究工业元宇宙应用评估方法，建立分级分类的成熟度评价体系”。为响应发展需求，需开展工业元宇宙分级分类应用评估研制工作。平台化设计模式智能化制造模式个性化定制模式网络化协同模式服务化延伸模式数字化管理模式工业元宇宙应用评估对象工业元宇宙+产线工业元宇宙+工厂工业元宇宙+园区口虚拟仿真模拟→√降低生产成本口数字化工厂管理一→√提升管理效率口跨部门协同工作→√增强跨部门协作口数据分析与优化→√持续改进与创新口资源共享与优化→√提高资源利用率工业元宇宙分级应用评估工业元宇宙分级应用评估分级评估工厂级信息平台应用成效分级评估工厂级信息平台应用成效产线级基础设施支撑技术层次分析法工业元宇宙分级分类工业元宇宙分级分类评估模型是一个多维度、多层次的评估框架。通过三个评估层级，五个评估维度，采用科学方法量化评估指标，划分为五个评估等级，旨在提供技术发展和应用成熟度的进阶路径，支持工业元宇宙发展。工业元宇宙应用评估方法及测算流程工业元宇宙应用评估指数测算涵盖指标确权、合成与优化。权重确定采用层次分析法与熵值赋权法结合。为便于比较评价对象分值及避免数据突变，先对原始数据进行规范化处理，再结合指标权重进一步分析测算。确定评估对象及评估指标初选框确定指标权重定量指标：统计指标数值评估指数测算流程评估指数测算流程专家研讨专家研讨专家评定打分应用权重计算模型，应用权重计算模型，评定评估等级形成评估报告最终评估指标体系工业元宇宙产线级应用评估体系工业元宇宙产线级应用评估体系主要包括基础设施、支撑技术、应用成效、信息安全4个一级指标、11个二级指标、38个三级指标。工业元宇宙产线级应用评估指标体系指标选取基础设施1.设备基础传感器覆盖率可穿戴设备使用率传感器覆盖率可穿戴设备使用率设备数字化程度·2.算网基础网络覆盖率·网络延迟·算力处理速度3.区块链区块链数据吞吐量·智能合约平均执行时间·区块生成时间支撑技术4.数字孪生建模精度误差率模型互操作性仿真同步延迟时间5.感知控制感知数据精度控制精度6.数据集成数据互通互联率交互自然性交互自然性智能决策准确率自适应调整须率数据挖掘分析能力视觉沉浸度应用成效8.经济价值投资回报率成本节约率收益增长率投资回报率9.生产质量·产品合格率故障率·生产效率10.绿色发展·能源消耗降低率·碳排放减少量·污染物排放量降低率信息安全11.安全管理数据泄漏频率·组件安全扫描通过率·系统漏洞修复周期■基础设施：强调设备数字化、网络连接与算力支撑，确保产线智能化基础■支撑技术：注重数字孪生、感知控制、数据集成与虚实交互，推动产线高效协同与精准决策■应用成效：聚焦经济价值、生产质量与绿色发展，衡量产线智能化升级的实际效益■信息安全：确保数据安全管理与系统防护，保障产线稳定运行工业元宇宙工厂级应用评估体系工业元宇宙工厂级应用评估体系主要包括基础设施、支撑技术、应用成效、信息安全4个一级指标、11个二级指标、35个三级指标。工业元宇宙工厂级应用评估指标体系指标选取基础设施·智能网络覆盖程度·云计算资源利用率·网络传输速率支撑技术3.交互技术·建模精度误差率·模型互操作性·仿真同步延迟时间4.工业智能智能决策准确率自适应调整频率智能决策准确率自适应调整频率5.数字孪生·数据融合覆盖率·数据挖掘分析能力·数据互通互联率应用成效··库存周转率·维护维修费用率.设备综合效率产品合格率.7.协同管理信息共享效率·远程协作能力流程整合度8.供应链管理供应链响应时间缩短率供应链成木胳低率供应链响应时间缩短率供应链透明度9.绿色发展二氧化碳排放量增长率万元产值综合指标·二氧化碳排放量增长率信息安全10.安全管理·数据安全管理率数据泄漏率·风险在线监控率11.系统稳定性系统故障率·故障恢复时间·应急响应时间基础设施：强调算力与网络基础，确保智能网络与loT设备广泛部署，支撑大规模数据处理与传输■支撑技术：涵盖交互技术、工业智能与数字孪生，促进工厂内外高效协同与智能化价值、协同管理、供应链管理与绿色发展，全面评估工厂智能化升级的综合效益■信息安全：确保数据安全与系统稳定，构建工厂级安全防线工业元宇宙园区级应用评估体系工业元宇宙园区级应用评估体系主要包括基础设施、信息平台、应用成效、信息安全4个一级指标、15个二级指标、39个三级指标。工业元宇宙园区级应用评估指标体系指标选取基础设施1.网络基础设施园区内网络带宽总量5G/6G基站覆盖率网络延迟时间物联网设备链接率2.数据存储与处理数据存储容量数据读写速度井行处理能力3.设备集成与兼容性支持工业通信协议种类集成工业自动化系统数量系统间接口兼容性测试通过率3.工业互联网平台4.交互协作平台平台接入企业数·平台注册用户数平台日均数据交换量·日均信息交流量平台服务场景数5.数字孪生平台模型覆盖率模型更新同步时间支持井发用户数6.云计算中心数量·总计算能力存储容量资源利用率7.数据中心/数据管理系统·数据中心/数据管理系统数量·总存储容量·数据处理速度应用成效8.园区建设与运营园区内网络带宽总量5G/6G基站覆盖率9.园区宣展与招引数据存储容量数据读写速度并行处理能力10.园区服务与治理支持工业通信协议种类集成工业自动化系统数量系统间接口兼容性测试通过率信息安全11.安全管理数据泄露事件发生次数安全漏洞平均修复时间12.风险评估与应急响应高风险问题总数应急响应计划的测试频率■基础设施：强调网络、存储、设备集成能力，支撑园区高效运行与数据流通■信息平台：涵盖工业互联网、交互协作、数字孪生平台及云计算中心，促进园区信息集成与智能服务■应用成效：注重园区建设与运营、宣展招引、服务与治理成效，全面评估园区智能化升级效益安全管理与风险评估，构建园区级安全体系工业元宇宙应用评估设置五个等级，具体要求从L1到L5依次递增，通过对工业元宇宙应用实践进行成熟度等级评估，能够精准定位当前存在问题，明确未来发展方向，推动工业元宇宙应用规范化、产业化、规模化。L5L4●技术及基础持续优化和创新，达到规模化深层次应用水平，达到引领行L5L4标杆级标杆级●工业元宇宙应用深度融入业务场景，达到较高创新业务模式和协同水平，形成应用标杆成熟级L3成熟级L3●应用基本成熟，技术及基础完善且具有一定程度的创新性，应用形成一定规模L2●技术及基础基本完善，可以自主运行且合规，应用初具规模L2基础级L1●初步开展工业元宇宙技术应用，实现基本功能，可以解决简单业务需求L1应用基础建设业务成效创新能力一级阶段：基础级初步探索并各级应用实现虚拟环境搭建、设备基础建设薄弱，仅支持基本运行，拥有基础网创新能力低，主要依赖现有技术，缺乏大规模创新和深度集成，集中于技术适应、应用和展示，无突破性创新应用基础建设业务能力二级阶段：规范级基础建设完善，包括高速网络、数据中心、高性能服务器、区块链安全管理，支持稳定运行并满足业务需求业务成效初显，提升效率、降低成本、改善创新能力增强，开始探索结合AI、大数据等技术的创新应用，优化现有技术，创新活动增多但尚未大规模应用技术应用基础建设业务能力深度集成与优化，支持复杂业务流程、定制化、质量监控和智能决策，具有高稳定性与可靠性基础建设完善，包括高性能计算资源、先进业务成效显著,降本增效、改进质量，对业创新能力增强，不仅在技术层面，也在业务模式与流程上探索创新，形成自主知识产权的核心技术和解决方案应用应用基础建设业务业务成效显著,成为核心竞争力，推动业务模式业务业务成效显著,大幅节约成本、增长收入、提升成效成效能力能力工业元宇宙应用评估推进建议