工业元宇宙

针对元宇宙热点概念，作者选取工业应用视角，结合多年在工业互联网领域的从业经验，分析元宇宙在工业领域中的应用情况。本书覆盖了元宇宙基础概念理解、工业元宇宙关键要素组成、发展阶段研判、技术体系、应用案例和前景展望等内容，系统阐述了工业元宇宙的内涵和外延。

池程，中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所技术研究部副主任，ISO / IEC JTC SC6、ISO / IEC TC154专家，主要从事区块链、工业互联网等领域研究工作。在国际标准化研究工作上，深度参加ITU-TSG17工作组，牵头研制了两项国际标准，同时还参与了W3C DID规范研制，协助成功申请了DID、VAA两项分布式身份解决方案。在国内标准化研究工作上，牵头研制了GB/T 36461- 2018《物联网标识体系OID应用指南》、GB/T 37695 - 2019《智能制造对象标识要求》等多项国家标准，以及《工业互联网中区块链应用场景和业务需求》等行业标准。

01工业元宇宙：元宇宙下的工业新时代 
一、元宇宙概述 2 
（一）元宇宙的起源 2 
（二）元宇宙是什么 3 
（三）元宇宙不是什么 8 
二、元宇宙关键要素 11 
（一）Roblox平台的主要特点 12 
（二）扎克伯格（Mark Zuckerberg）的元宇宙要素 16 
（三）Matthew Ball认为的元宇宙核心推动因素 17 
（四）Jon Radoff定义的元宇宙的七个层面 20 
（五）Gartner认为的元宇宙要素 22 
（六）毕马威认为的元宇宙核心特征 23 
（七）元宇宙的主要特征 25 
三、元宇宙现状 28 
四、元宇宙发展趋势 37 
（一）Jon Radoff塑造元宇宙的九大趋势 40 
（二）Gartner认为的元宇宙新机会 44 
五、当代工业系统发展的现状与挑战 45 
（一）工业软件 46 
（二）CPS 48 
（三）工业大数据 56 
（四）工业互联网 60 
（五）工业4.0 64 
六、工业元宇宙 68 
参考文献 76 
02工业元宇宙关键要素 
一、工业元宇宙基本组成 78 
（一）工业元宇宙化 78 
（二）宏观架构 82 
（三）技术基础 86 
（四）基础设施 94 
二、工业元宇宙标准建设 98 
（一）CPS标准的需求和挑战 99 
（二）工业互联网标准体系 102 
（三）工业元宇宙标准建设过程 104 
三、工业元宇宙的参与方及其角色 105 
（一）硬件技术厂商 106 
（二）软件技术厂商 110 
（三）互联网厂商 111 
（四）游戏引擎厂商 115 
（五）新创业公司 116 
（六）传统工业企业 117 
四、工业元宇宙的创新、机遇与挑战 119 
（一）理论创新 120 
（二）区块链 120 
（三）交互技术 120 
（四）人工智能 121 
（五）网络运算 121 
（六）物联网 122 
（七）数字资产 122 
（八）改进的物理引擎 123 
（九）商业服务 123 
（十）云 123 
（十一）消费类硬件 124 
（十二）总结 124 
参考文献 128 
03工业元宇宙发展阶段研判 
一、数字化生活的发展趋势 132 
二、工业技术发展的一般规律 135 
三、工业元宇宙发展的特点 139 
（一）虚实协同 139 
（二）智能制造 141 
（三）硬件支撑 141 
（四）工业场景 142 
四、工业元宇宙的发展脉络 143 
（一）3个阶段 145 
（二）发展研判 149 
（三）发展风险 152 
参考文献 156 
04工业元宇宙的支撑体系 
一、关键技术 160 
（一）3D引擎技术 160 
（二）人工智能 161 
（三）区块链技术 163 
（四）存储技术 165 
二、标准体系 167 
（一）标准框架 167 
（二）Web 3.0架构 168 
（三）时空秩序 171 
（四）互操作性 173 
三、经济系统 175 
（一）资源流动机制 175 
（二）基于多通证的决策机制 181 
（三）协作与竞争 190 
（四）监管方式的升级 195 
四、身份与信用 197 
（一）分布式数字身份 197 
（二）可信度评估 199 
（三）认知权重 200 
五、数据安全 201 
（一）隐私保护 201 
（二）可信计算 203 
（三）数据验证 204 
（四）安全流转 205 
参考文献 207 
05AR/VR：面向数字化运营的工业元宇宙应用 
一、工业数字化运营概述 210 
（一）数字化运营现状 210 
（二）工业数字化运营发展趋势 212 
（三）工业元宇宙推动数字化运营的发展 213 
二、AR/VR的发展与技术特点 215 
（一）AR技术的发展与技术特点 215 
（二）VR技术的发展与技术特点 217 
三、AR/VR在工业元宇宙中的应用场景 220 
（一）AR/VR推动工业数字化工厂发展 220 
（二）AR/VR助力高效设备数字化运维管理 230 
（三）AR/VR丰富工业产品研销形态 239 
06数字孪生：面向产品研发体系的工业元宇宙应用 
一、数字孪生技术 250 
（一）概念产生 250 
（二）应用价值 252 
（三）发展阶段 256 
二、数字孪生在工业元宇宙中的作用 257 
（一）加速产品研发 257 
（二）拓宽技术路线 260 
（三）完善产品测试 261 
三、数字孪生的畅想和挑战 263 
（一）助力下一次工业革命 263 
（二）数字孪生的技术瓶颈与挑战 268 
参考文献 270 
07人工智能：面向工业智能化的工业元宇宙应用 
一、人工智能和工业智能 272 
（一）人工智能简史 272 
（二）工业智能的现状 280 
二、人工智能与元宇宙 282 
（一）智慧工厂与智能制造 282 
（二）人工智能赋能元宇宙 287 
三、探索工业智能的未来 291 
（一）人工意义何在 291 
（二）工业元宇宙作为超级大脑 292 
（三）工业元宇宙的感知能力与决策机制 299 
参考文献 302 
08生态产业化：工业元宇宙的进化 
一、工业元宇宙生态 308 
（一）商业层 309 
（二）应用层 309 
（三）领域层 310 
（四）通信层 310 
（五）物理层 311 
二、工业元宇宙的进化方向 311 
（一）极致的追求 312 
（二）效率的追求 314 
（三）娱乐的追求 316 
（四）利益的追求 317 
（五）多元化 317 
（六）总结 318 
参考文献 319

针对元宇宙热点概念，作者选取工业应用视角，结合多年在工业互联网领域的从业经验，分析元宇宙在工业领域中的应用情况。本书覆盖了元宇宙基础概念理解、工业元宇宙关键要素组成、发展阶段研判、技术体系、应用案例和前景展望等内容，系统阐述了工业元宇宙的内涵和外延。

池程，中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所技术研究部副主任，ISO / IEC JTC SC6、ISO / IEC TC154专家，主要从事区块链、工业互联网等领域研究工作。在国际标准化研究工作上，深度参加ITU-TSG17工作组，牵头研制了两项国际标准，同时还参与了W3C DID规范研制，协助成功申请了DID、VAA两项分布式身份解决方案。在国内标准化研究工作上，牵头研制了GB/T 36461- 2018《物联网标识体系OID应用指南》、GB/T 37695 - 2019《智能制造对象标识要求》等多项国家标准，以及《工业互联网中区块链应用场景和业务需求》等行业标准。