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1、虚拟现实生态下数字化转型应用白皮书虚拟现实生态下数字化转型应用白皮书虚拟现实内容制作中心上海市虚拟现实产业协会青岛星鲨虚拟现实技术研究院2022 年 9 月目 录目 录一、背景.11.1.疫情加速数字化转型.11.2.虚拟现实迎来长足发展.41.3.政策指导.101.3.1 虚拟现实政策汇编.101.3.2 元宇宙政策汇编.141.3.3 数字化转型政策汇编.17二、虚拟现实生态下数字化转型.202.1.数字化转型的本质.202.2.虚拟现实在数字化转型中的作用及应用场景.22三、数字化转型现状与面临的问题.263.1.生产制造业.293.1.1 开发设计.303.1.2 生产制造.313.1
2、.3 营销.323.1.4 技能培训.333.2.医疗行业.343.2.1 临床手术.363.2.2 医疗培训.373.2.3 园区管理.383.2.4 理疗和康复.403.3.文化旅游业.403.3.1 线上旅游.413.3.2 博物馆.423.3.3 导航导览.433.3.4 文物保护.443.4.交通运输业.453.4.1 城市交通.453.4.2 物流运输.473.4.3 铁路交通.493.4.4 交通事故与救援演练.503.5.能源矿业.513.5.1 矿山开采.513.5.2 仿真培训与应急救援模拟.533.5.3 运维巡检.543.6.农林业.543.6.1 农业基地.553.6
3、.2 农产品推广与溯源.563.6.3 休闲农业.583.6.4 农业产学研.59四、虚拟现实生态下数字化转型解决方案.594.1.工业数字化转型方案.594.1.1 数字孪生制造应用解决方案.604.1.2 虚拟形象应用解决方案.624.1.3 AR 智慧辅助应用解决方案.634.2.医疗数字化转型方案.654.2.1 数字化医院管理应用解决方案.654.2.2 临床手术数字化应用解决方案.674.2.3 仿真医疗教学应用解决方案.694.2.4 心理治疗应用解决方案.704.3.文旅数字化转型方案.714.3.1 沉浸式线上景区应用解决方案.724.3.2 线下景区数字化应用解决方案.74
4、4.4.交通运输数字化转型方案.764.4.1 数字化交通管理应用解决方案.764.4.2 数字化物流应用解决方案.794.5.能源矿数字化转型方案.804.5.1 孪生矿山应用解决方案.804.5.2 AR 辅助协作解决方案.814.6.农林数字化转型方案.834.6.1 数字农业基地应用解决方案.84五、虚拟现实生态下数字化转型发展趋势.875.1 虚实结合:体验沉浸化.875.2 数智世界:行为智能化.905.3 虚实共生:商品数字化.911一、背景1.1.疫情加速数字化转型疫情加速数字化转型新冠疫情对全球造成影响已持续近三年时间,在疫情暴发初期,各行各业都面临严峻的挑战,从短期来看,疫
5、情对实体经济的伤害极大,传统服务业几乎完全停摆,酒店旅游业整体上都已经停业,交通餐饮业也是苟延残喘,很不规范,运行越多亏损越大,处在被动运行阶段。根据调查显示,受疫情影响,超过 5 成的企业 2020 年营收下降 20%以上。就现金维持时间而言,34.0%的企业最多维持 1 个月,33.1%的企业可以维持 2 个月,17.91%的企业可以维持 3 个月。就是说,85.01%的企业最多维持 3 个月,只有 9.96%的企业能维持半年以上。另外,由于国外疫情难以消退,很多跨境电商企业的业务遭受到一定的冲击。当下疫情的常态化使全球经济的不稳定性和不确定性日益加深,释放数字红利、提升全要素生产效率、促
6、进传统产业提质增效和转型升级,作为经济提质增效的新变量,成为各国应对国际竞争、抢抓战略制高点、增强经济发展新动能的重要手段和共同选择。放眼国内,在此外部环境下,为了更好地应对突发风险危机,数字化转型成为各企业发展的新生态和“必选项”,进入全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展的新阶段。而数字化转型的快速发展,来会带来新的增长空间,有更多的行业进入数字的经济赛道,促成更多的产业融合和经济形式的新业态。2随着数字化转型持续提速,各大行业都已经充分认识到数字化转型的重要性,工业互联网已成为制造业数字化转型的核心方法论,服务业数字化转型十分活跃,农业数字化转型开始初见成效。在抗疫过程中,数字技术在疫情
7、防控、生产生活保障领域得到广泛应用,数字化新业态、新模式加速普及,对稳定经济社会运转发挥了重要作用。在此过程中,实践证明了数字经济已成为全世界对抗疫情冲击、加快经济社会转型的重要选择。近两年,我国数字化转型日趋深入,产业转型基础不断夯实,创新发展体系更加健全,企业数字化转型持续深化,转型探索实践迈向新台阶。近年来,国内“云物移大智”产业快速发展且应用广泛,数字产业化和产业数字化进程都明显加快。2020 年,我国数字经济规模为39.2 万亿元,占 GDP 的比重为 38.6%,占比持续上升。产业数字化转型正处于新兴阶段,目前大力推广还有一定的困难,但考虑到信息化给企业带来的经济效益的巨大提升,未
8、来全产业数字化转型已经成为必然趋势。伴随着数字化转型的迅猛发展,对各个行业的影响也逐步深入。生产制造业聚焦产业链和供应链,运用人工智能、虚拟现实等数字技术,对研发设计、生产制造、仓储物流、销售服务等业务环节,进行软硬结合的数字化改造与变革,催生新模式新业态。旅游业基于 5G、VR 等数字技术,整合通过资源连接现实场景与虚拟场景,实现本地空间与异地空间的融合,实现一景多看、旧景新看、古景今看,创造旅游新场景、新体验、新业态、新商机,从而提高产业自身韧性。在3医疗行业中,AI、5G、VR 等数字技术在疫病智能诊治、物资调配、药物研发等方面涌现出了一批服务于疫情防控的典型服务场景,为提高管控工作效率
9、发挥了重要作用。疫情的暴发客观上使得相关产业加快了数字化转型的脚步,国家层面也意识到数字化巨大的价值和潜力,进而在政策上及时为相应产业发展提供了助力。2022 年 1 月 12 日,国务院印发了“十四五”数字经济发展规划(以下简称“十四五规划”),其中明确表明“发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择、是满足人民美好生活需要的重要途径,规范健康可持续是数字经济高质量发展的迫切要求”。“十四五规划”中第五部分重点提出“要大力推进产业数字化转型”,对此提出了两点要求:加快企业数字化转型升级和全面深化重点产业数字化转型。“引导企业强化数字化思维,提升员工数字技能和数据管理能力,全面
10、系统推动企业研发设计、生产加工、经营管理、销售服务等业务数字化转型。”同时也明确提出,将实施中小企业数字化促进工程,加快数字化网络化智能化绿色化转型步伐。数字化转型从短期来看是突破疫情冲击的突破口,长期而言是各行各业由大转强的必由之路。数字产业相结合是未来的发展趋势,不仅是疫情常态状态下企业生存发展的需要,更是行稳致远高质量发展的基本途径和有效抓手。数据作为新型生产要素,对生产方式变革具有重大影响,是经济发展的核心引擎。对疫情带来的人力、物资等短缺,数字化转型为传统行业的抵抗不确定性注入韧性,其价值正被越4来越多企业看见。在供应需求和疫情的内外双重压力下,为了更好地解决企业的供应问题,唯有向更
11、深度数字化发展才是降本增效的解决之道。1.2.虚拟现实迎来长足发展虚拟现实迎来长足发展虚拟现实技术作为引领全球新一轮产业变革的重要力量,正在不断催生新场景和新业态,近几年受疫情影响,虚拟现实与多个领域的融合逐渐加快,扩宽了市场空间,在 2021 年发布的国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中,虚拟现实和增强现实已被列入重点发展方向,将迎来长足发展。首先,我国虚拟现实关键技术进一步成熟,在画面质量、图像处理、眼球捕捉、3D 声场、人体工程等领域有了重大突破,产品供给日益丰富,应用创新生态持续壮大,已形成基本完整的虚拟现实产业链和产业生态,虚拟现实产业市场规模不断扩大,取
12、得了阶段性成果。政策大力支持企业、高校和行业组织搭建虚拟现实应用体验中心,持续加大宣传推介力度,促进技术迭代,创造新的技术需求。近年来,虚拟现实不断扎根全国各地产业园区,在江西、山东、北京等地形成了良好的聚集发展态势,产业规模不断增长,初步形成了虚拟现实产业集群化发展趋势。其次,国内虚拟现实硬件设备质量也在不断提高,各种系列层出不穷。像 Pico 的 Neo 系列产品,目前已全部采用 6Dof 进行追踪,均实现 90Hz 的屏幕刷新率,采用骁龙 845 和骁龙 XR2 处理器,具有较强的核心性能竞争力;再比如大朋 VR 一体机,以 P 系列为主,具备54k 超高清像素,搭载全球首款高通骁龙 X
13、R1 VR 专用芯片,适配 NOLO6DOF 追踪器;以及国内著名的视频平台爱奇艺也是 VR 硬件的领先厂商,其推出的奇遇系列目前已成为国内头部 VR 一体机品牌,并创造了全球首款4K VR一体机、独家定制iQUT观影标准、全球首个5G+8KVR直播、国内首个计算机视觉(CV)头手 6DoF VR 交互技术等多项业界第一。近年来,随着国内虚拟现实设备出货量的迅速增长,大众对虚拟现实技术的接受度越来越高,也为虚拟现实在各领域的应用奠定了基础。再者,在 5G 商用化进程加速和新冠肺炎疫情背景下,非接触式经济新需求为虚拟现实产业的发展带来了新的机遇。疫情期间,虚拟现实技术在疫情防控和复工复产中发挥了
14、积极作用,远程无接触办公、教育、生产等实时交互突破了时间、空间维度,深化了虚拟现实与不同行业应用的深度融合。5G+疫情双重刺激下的资本市场逐渐回暖,虚拟现实成为一级市场投资人眼里的“香饽饽”,相关产业链更会受到资本的长期关注。各类以虚拟现实技术为主题的研讨会议、媒体报道自 2020 年以来也此起彼伏,接踵不断,蓬勃的市场活跃度与较高的人气关注度表明,虚拟现实技术已经迎来了产业发展的春天。结合 IDC 对市场的预测,前瞻预计到 2026 年我国 AR/VR 行业市场规模将超 130 亿美元。2026 年 VR 游戏、VR 培训和 VR 协作预计将在中国成为 VR 主要应用场景,三者合计占比超过
15、50%,AR 培训、和工业维护和 AR 实验室将共计约占中国 AR 市场投资规模的 30.1%。其次,人工智能技术也在快速发展,其对经济社会发展以及生产生活方6式变革将产生重大影响。全球范围内美国、欧盟、英国、日本、中国等国家和地区均大力支持人工智能产业发展,相关新兴应用不断落地。根据 Deloitte 报告预测,全球人工智能产业规模从 2017 年的 6,900亿美元增长至 2025 年的 64,000 亿美元,2017-2025 年复合增长率32.10%,呈现较快增长走势。资料来源于 IDC 中国,2022中国 AR/VR 支出规模及预测7资料来源于中商产业研究院中国人工智能市场规模及预测
16、基于此,融合 5G、深度学习、区块链、超高清视频等新兴技术,未来随着虚拟现实产业链条的不断完善以及丰富的数据累积,虚拟现实将与各行业充分结合,展现出强大的“飞轮效应”,带动整体产业链迎来爆发性增长和行业变革,催生出更多商业模式并创造更多的商业价值。目前随着“数字孪生”概念的逐步兴起,“虚拟现实+行业”的模式日趋明显,虚拟现实技术面向 B 端的应用日益广泛,在智慧城市、数字工厂、航空航天、智慧医疗、军事安防等领域都有虚拟现实的身影,成为各行业数字化转型的一大助力,在数字中国建设中扮演着重要角色。8资料来源于前瞻产业研究院虚拟(增强)现实行业产业链2021 年至 2026 年,VR 医疗保健市场将
17、以每年近 35%的速度增长,届时市场规模将超过 400 亿美元,远超 2020 年 27 亿美元 VR 医疗市场规模;在教育教学领域,沉浸式的虚拟网课和仿真实训将成为未来学校教育、职业教育的主流,为疫情下的居家学习提供途径,未来更将成为缩小发达地区和欠发达地区教育差距的助力,2020 年我国VR/AR 教育培训市场规模为 13 亿元,同比增长 117%;随着政策的鼓励和市场的驱动,VR/AR 教育市场将持续增长,到 2023 年这一市场规模将达到 61 亿元。2020 年疫情以来,居民居家时间变长,推动了VR 游戏的快速发展。截至 2021 年上半年,Steam 平台 VR 游戏数量已9经达到
18、 5878 款,加上 Oculus 和 Vive、Pico 等平台,目前主流游戏平台上 VR 内容已超过万款。根据 Omdia 数据,2022 年全球 VR 游戏规模将超过 27 亿美元。资料来源于今日头条未来智库2025 年中国 VR/AR 企业级应用市场规模预测面向未来,虚拟现实拥有无限可能、无限能量、无限前景,必将推动不同领域的跨界融合,应用渗透至生产生活的各个方面。也将与各行各业结合发展,引导数字化转型新方向,真正实现“虚拟现实+”的发展模式,赋能产业、深化于产业,助力数字经济的快速发展。101.3.政策指导政策指导1.3.1 虚拟现实政策汇编虚拟现实政策汇编(近三年)国家政策时间时间
19、部门部门政策政策内容内容2021 年 11月 2 日国家发展改革委关于推动生活性服务业补短板上水平提高人民生活品质的若干意见(十五)推进服务业态融合创新。促进“服务+制造”融合创新,加强物联网、人工智能、大数据、虚拟现实虚拟现实等在健康、养老、育幼、文化、旅游、体育等领域应用,发展健康设备、活动装备、健身器材、文创产品、康复辅助器械设计制造,实现服务需求和产品创新相互促进。2021 年 11月 10 日国家电影局“十四五”中国电影发展规划建立国家电影高新技术研究实验室:依托国家级电影科研力量组建,通过国家认证,重点研究云计算、大数据、5G、VRVR、人工智能、机器学习、深度学习、可信计算、区块
20、链等新一代信息通信技术和智能科学技术在电影全产业链信息化建设、云化和智能化升级中的整体解决方案。2021 年 11月 29 日中关村科技园区管理委员会“十四五”时期中关村国家自主创新示范区发展建设规划专栏 3提升“科技冬奥”智能体验。聚焦“科技冬奥”等重大赛事活动,围绕办赛、参赛、观赛等重点环节,支持中关村企业开展数字孪生、云直播、沉浸式观赛等应用技术研发,形成创新应用案例库。(二)构建“241”高精尖产业体系推进新一代信息技术产业、生物技术与健康产业两大主导产业引领发展。推动以人工智能、集成电路为引擎的新一代信息技术产业创新发展,支持大数据、云计算、5G、物联网、区块链、虚拟现实虚拟现实、信
21、息安全等细分领域加快发展,加强新一代信息技术与实体经济融合发展。2022 年 1 月12 日国务院“十四五”数字经济发展规划(三)推动数字城乡融合发展。深化新型智慧城市建设,推动城市数据整合共享和业务协同,提升城市综合管理服务能力,完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,因地制宜构建数字孪生城市。(四)打造智慧共享的新型数字生活。创新发展“云生活”服务,深化人工智能、虚拟现实虚拟现实、8K 高清视频等技术的融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域的应用,促进生活消费品质升级。2022 年 2 月25 日自然资源部办公厅关于全面推进实景三维中国建设的通知(五)在线系统与支撑环境建设:国家和省市县分
22、级、分节点构建适用本级需求的管理系统,并依托不同网络环境(互联网、政务网和涉密网等),为智慧城市时空大数据平台、地理信息公共服务平台及国土空间基础信息平台等提供适用版本的实景三维数据支撑,并为数字孪生、城市信息模型(CIM)等应用提供统一的数字空间底座,实现实景三维中国泛在服务。11省市政策时间时间部门部门政策政策内容内容2022 年 1 月13 日上海市推进治理数字化转型实现高效能治理行动方案2.构建城市精细化管理体系。基于“一张图”建设城市 CIM(城市信息模型)底座,叠加 BIM(建筑信息模型)、物联网等数据,推动数字孪生城市数字孪生城市建设。3.构建数字化城市风险防范体系。推进智能楼宇
23、、最小管理单元等城市生命体数字孪生,加快实现城市空间、城市部件、城市运行动态数字化,依托数实结合、实景计算等技术提高风险防范智能化水平。2021 年 9 月10 日上海市促进工业软件高质量发展行动计划(2021-2023 年)3.重点发展核心工业软件。加快突破工业软硬件、智能算法、工业机理模型等核心技术,围绕从设计、生产、运维全流程优化、质量提升、智能生产、智能检测、实时调度、优化决策、预测维护等工业场景,推进工业仿真、数字孪生数字孪生、运维管控等软件研发和产业化。2020 年 6 月18 日推动工业互联网创新升级实施“工赋上海”三年行动计划(2020-2022 年)(一)“工赋引擎”增能行动
24、1.加强新技术导入。集中突破工业软件、数字孪生、边缘计算、工业智能、工业知识图谱等关键核心技术,组织“揭榜挂帅”。围绕生产流程优化、质量分析、预测性维护、智能排产等应用场景,推进工业仿真、数字孪生、数字孪生、工业大数据应用软件研发与产业化。2021 年 9 月30 日天津市天津市促进智能制造发展条例第十一条 市和区人民政府及有关部门应当采取措施,围绕关键工艺、工业母机、数字孪生、工业智能等重点领域,支持建设制造业创新载体、产业化促进组织,推动协同创新,加快智能制造创新成果转移转化。第十七条 推动企业在制造环节深度应用数字孪生、人工智能、新一代移动通信技术、大数据、区块链等新技术,探索形成智能场
25、景。2022 年 2 月8 日重庆市重庆市新型城镇化规划(20212035 年)深化城市数据共享开放。加快建设“数字孪生城市数字孪生城市”,建立全市建成区现状三维信息模型,完善涵盖地上地下、室内室外、现状未来全要素的城市建设基础数据库体系。2021 年 9 月18 日山东省关于推动山东省文化和旅游数字化发展的实施意见(三)丰富数字文旅产品供给。支持文化文物单位、A 级旅游景区、主题公园、特色街区、乡村旅游区等,运用虚拟现实、增强现实虚拟现实、增强现实、4K/8K、无人机等技术开发沉浸式体验项目,发展全息影像、无人机表演、夜间光影秀等产品。2022 年 1 月6 日山东半岛城市群发展规划第一节深
26、入推进智慧城镇化:丰富数字生活。拓宽人脸识别、人工智能、虚拟现实虚拟现实、数字货币等领域的应用体验,普及提升公民数字素养,打造涵盖吃、住、行、游、购、娱、教、养等全方位智能应用场景。第五节打造数字经济发展高地:推进数字产业化。围绕人工智能与云计算、集成电路、新型显示、物联网、虚拟现实、大数据、区块链等新一代信息技术,实施数字技术协同攻关工程,打造“云联数算用”要素集群和具有国际竞争力的数字产业集群。122022 年 1 月21 日山东省新型城镇化规划(2021-2035 年)加快城镇智能终端部署。推动城镇实体感知设备和数据的统管共用,综合运用建筑信息模型(BIM)、城市信息模型(CIM)等现代
27、化信息技术,构建城镇运行数据底图,探索建设虚实交互的城镇数字孪生数字孪生底座。2022 年 3 月21 日山东省推动虚拟现实产业高质量发展三年行动计划(2022-2024年)(二)发展目标:经过三年发展,全省虚拟现实虚拟现实产业关键环节配套水平不断提升,上下游产业链协同能力日益增强,虚拟现实领域龙头企业实力进一步提升,硬件终端出货量持续保持全球领先,在全省培育推广百项应用场景及解决方案,努力打造国内一流、具有国际竞争力的千亿级虚拟现实产业高地。创新能力显著增强。培育做大制造业创新中心、技术研发中心等创新载体,建立国际先进的虚拟现实虚拟现实技术联合研发中心与创新技术研发平台。到 2024 年,虚
28、拟现实领域累计新增申请国际、国内专利 3000 项以上,龙头企业研发投入强度达到 6%以上。产业链条持续完善。虚拟现实虚拟现实产业链供应链现代化水平不断提升,研发、测试、制造及自动化等环节核心竞争力优势明显,产业协同发展能力日益增强,基本形成结构合理、生态完善的虚拟现实产业体系。2022 年 3 月27 日山东省人民政府办公厅关于印发“十大创新”“十强产业”“十大扩需求”2022 年行动计划的通知建设一批“强基性”项目。推动济南、青岛、烟台、威海等市集成电路晶圆制造、高端封测等重点项目加快建设进度、提升产能规模、补齐产业发展短板。加强资源要素协调、部门省市协同,推动虚拟现实虚拟现实智能硬件制造
29、基地、6 英寸硅基功率器件芯片等 100个左右的省重大项目、新旧动能转换优选项目、“双招双引”重点签约项目建设,总投资超 1000 亿元,2022 年年底前,完成投资250 亿元以上。(牵头单位:省工业和信息化厅、省发展改革委)。推进元宇宙前瞻布局。抢抓元宇宙发展“风口”,加速提升山东省虚拟/增强现实虚拟/增强现实及可穿戴智能设备骨干企业领先优势,编制出台山东省推动虚拟现实产业高质量发展三年行动计划,打造 20 个以上虚拟现实与各领域融合应用场景,积极争创国家虚拟现实制造业创新中心。2021 年 9 月10 日辽宁省关于加快推进对外贸易创新发展促进外贸稳增长的实施意见二、贯彻新发展理念,推进对
30、外贸易创新发展引导企业线上线下开拓多元化国际市场。鼓励企业运用第五代移动通信(5G)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、大数据等现代信息技术开拓国际市场。2021 年 9 月30 日黑龙江省黑龙江省中长期科学和技术发展规划(20212035 年)四、数字龙江人工智能。开展大数据智能、计算机视觉、自然语言处理、类脑智能、脑机接口、虚拟现实与增强现实虚拟现实与增强现实、智能视频监测等关键技术的研究。加快自主无人系统、智能机器人、智能终端等智能产品的开发,推进人工智能深度应用。八、智慧服务新兴服务。围绕健康服务,开展健康服务互联、智能诊疗、健康大数据、特色健康服务
31、、基于物联网的远程实时健康服务、基于虚拟现实与机器人的老人情感关怀服务等技术的研究。2021 年 11月 1 日河北省推动新一代信息技术与制造业深(一)支持企业级工业互联网平台建设3.重点支持面向协同研发、生产过程集中管控、产品质量管控、13度融合加快工业互联网创新发展导向目录(2021年)能耗综合管理、产品(设备)健康管理、产供销财一体化管理、集团生产经营管控、产业链上下游协同、数字孪生数字孪生及模拟仿真等方面的企业级工业互联网平台建设及应用。(三)智能化制造。支持搭建模拟实际研发设计、生产制造等工业场景的数字模型,采集并关联研发生产工艺与设备运行工况数据,开展数字孪生可视化建模,实现特定工
32、业场景在虚拟空间的数字映射、实时监控和动态优化,与实际工业场景平行运行。2022 年 1 月21 日河南省河南省加快新兴产业重点培育行动方案(一)构建新一代信息技术“芯屏网端器”生态圈。发展 5G 及先进计算,做大做强计算机终端,构建自主应用生态。加快引进和培育 4K/8K 超高清液晶电视、VR/AR/MRVR/AR/MR(虚拟现实/增强现实/混合现实)、车载显示终端、智能穿戴等项目。2022 年 2 月11 日河南省 2022 年推进 5G 网络建设和产业发展实施方案二是打造 5G 应用创新生态圈。依托河南省 5G 产业联盟,集聚人工智能、机器视觉、无人驾驶、增强现实与虚拟现实增强现实与虚拟
33、现实等应用技术优势资源,成立 5G 应用创新服务中心,开展创新应用孵化对接。2021 年 12月 31 日四川省关于加快发展新经济培育壮大新动能的实施意见(十二)繁荣发展创意经济。实施“设计赋能”行动,依托优势企业培育发展工业设计中心、工业设计研究院,发展工业设计、文创动漫等创意产业,打造高水平直播和短视频制作基地、高沉浸式产品体验展示中心,壮大数字娱乐、直播带货、增强现实、虚拟现实增强现实、虚拟现实等数字创意产业。2022 年 3 月1 日山西省5G 引领数字经济发展壮大 2022 年行动规划2.5G+智慧景区工程。探索开展 5G+位置服务(LBS)+增强现实/虚拟现实(AR/VR)虚拟现实
34、(AR/VR)应用,为游客提供路线规划、实景导航、慢直播、实景演艺等服务,满足游客深层次、多方位的文旅体验需求,为传统旅游注入 5G 动力,增加旅游景区吸引力。4.5G+医疗健康工程。依托 5G 网络并积极运用增强现实/虚拟现实(AR/VR)、3D 打印等技术,实现医学影像、超声、心电等信息高速传输与共享。2022 年 4 月27 日云南省云南省人民政府关于印发云南省数字经济发展三年行动方案(20222024 年)的通知实施 5G 应用“扬帆”计划。面向工业制造、交通、医疗、教育等重点领域的关键共性技术需求,建设重点行业共性技术平台,解决制约行业应用复制推广的技术瓶颈。重点支持建设与 5G 结
35、合的室外北斗高精度定位、室内 5G 蜂窝独立定位、人工智能、超高清视频、增强现实、虚拟现实虚拟现实等共性技术平台,提供跨行业的 5G 应用基础能力。促进“5G+”工业互联网、智慧矿山、智慧农业、智慧医院、智慧教育等创新应用落地。2021 年 11月 10 日甘肃省甘肃省新型城镇化规划(20212035 年)(三)建设运行高效的智慧城市1.搭建智慧城市管理平台。探索建设“数字孪生数字孪生城市”,建立城市公共设施数字档案。推行城市楼宇、公共空间、地下管网等“一张图”数字化管理和城市运行一网统管,提升城市智慧化水平。虚拟现实政策分析虚拟现实政策分析自虚拟现实技术提出以来,国家就对其高度重视,近三年为
36、促进其发展,国家以及各省市陆续出台虚拟现实相关的各项政策,虚拟现14实国家政策引领下应用程度逐步加深。2022 年 1 月 12 日,国务院印发“十四五”数字经济发展规划,提出“打造智慧共享的新型数字生活。创新发展“云生活”服务,深化人工智能、虚拟现实、8K高清视频等技术的融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域的应用,促进生活消费品质升级”,国家发改委、国务院、自然资源部办公厅等国家政府部门均出台了相应政策。在国家政策引领下,各省市陆续出台各项与虚拟现实相关的政策结合各地特长赋能虚拟现实来带动数字经济发展,其中江西省、山东省、广东省、北京市、上海市、深圳市、成都市等在政策方面均走在前列。1.3
37、.2 元宇宙政策汇编元宇宙政策汇编(近三年)国家政策时间时间政策政策部门部门内容内容2022 年 1 月24 日工业和信息化部召开的中小企业发展情况发布会上工业和信息化部工信部表示,要特别注重培养一批深耕专业领域工业互联网、工业软件、网络与数据安全、智能传感器等方面的“小巨人”企业,培育一批进军元宇宙、区块链、人工智能等新兴领域的创新型中小企业。2022 年 1 月5 日金融科技发展规划(2022-2025 年)中国人民银行搭建多元融通的服务渠道。以线下为基础,依托 5G 高带宽、低延时特性将增强现实(AR)、混合现实(MR)等视觉技术与银行场景深度融合,推动实体网点向多模态、沉浸式、交互型智
38、慧网点升级。2021 年 12月 23 日元宇宙如何改写人类社会生活中央纪委国家监委“理性看待元宇宙带来的新一轮技术革命和对社会的影响,不低估 510 年的机会,也不高估 12 年的演进变化。”2022 年 1 月12 日“十四五”数字经济发展规划国务院创新发展“云生活”服务,深化人工智能、虚拟现实、8K 高清视频等技术的融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域的应用,促进生活消费品质升级。2021 年 11月 1 日中华人民共和国个人全国人大常委会囊括了加强生物识别等敏感个人信息的保护、通过有限度的可携带权的设定加强个人对个人信息的控制及打破平台数据垄断、对15信息保护法不同规模企业区别设置义
39、务责任等热点问题,为控制元宇宙爆发引发的信息安全风险提供了可行的立法思路。省市政策时间时间省市省市政策政策内容内容2022 年 2 月 23 日北京市关于加快北京城市副中心元宇宙创新引领发展若干措施的通知大力推进示范应用。加快元宇宙相关技术与各行业深度融合,促进产业转型升级,重点围绕 文化、旅游、商业等领域,打造一批元宇宙示范应用项目,支持一批元宇宙应用场景建设。为北京城市副 中心元宇宙相关企业提供北京环球度假区、张家湾古镇、大运河文化带、台湖演艺小镇等场景资源支持。2021 年 12 月24 日上海市上海市电子信息产业发展“十四五”规划加强元宇宙底层核心技术基础能力的前瞻研发,推进深化感知交
40、互的新型终端研制和系统化的虚拟内容建设,探索行业应用。新一代信息技术融合应用,围绕人工智能+大数据、云计算+边缘计算、5G+扩展现实、区块链+量子技术、云边端协同、数字孪生+数据中台等方面,推进技术协同攻关、标准规范制定和平台建设、应用创新等。2022 年 6 月 12 日“十四五”数字经济发展规划提出:创新发展“云生活”服务,深化人工智能、虚拟现实、8K 高清视频等技术的融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域的应用,促进生活消费品质升级2021 年 12 月16 日上海市建设网络安全产业创新高地行动计划(2021-2023 年)据上海市经济信息化委副主任张英介绍,下一步,上海将聚焦数字经济、
41、元宇宙、智能终端等 10 大重点方向,面向全国优秀企业,征集创新产品和解决方案,择优纳入2022 年度上海网络安全产业创新攻关成果目录,并在城市数字化转型重大场景建设中率先应用、优先支持。2022 年 4 月 24 日重庆市重庆市渝北区元宇宙产业创新发展行动计划(20222024)立足渝北实际,抢抓数字经济和元宇宙发展新机遇,打造“元宇宙先导试验区”和“元宇宙生态产业园”,构建元宇宙治理与产业发展体系。施“6 个一”工程,即开发一批特色应用场景、打造一批高端研发机构、培育一批优质企业、培养一批创新人才、组建一个产业联盟、制定一批行业 准,打造数字经济新优势。2022 年 3 月 29 日安徽省
42、安徽省“十四五”软件和信息服务业发展规划加速培育新兴业态:支持基于微服务模式的小程序、轻应用等新型轻量化平台发展。推动移动互联网、视频直播、数字服务、在线办公等新型服务共享平台建设。依托我省在交通、电力、色选、医疗、教育等领域行业应用软件基础和优势,深入挖掘应用需求,推动智能应用软件研发创新。加快培育云计算大数据服务业、工业互联网服务业,以及 5G/6G、区块链、元宇宙等新业态服务业。2022 年 3 月 21 日山东省山东省推动虚拟现实产业高质量发展三年行动计划(2022-2024年)赋能前沿新兴领域。紧跟元宇宙浪潮,加强元宇宙基础能力建设,在终端设备、内容制作、通用平台、应用生态等多领域进
43、行布局,探索大数据、人工智能、区块链、云计算等底层技术革新。聚焦虚拟/增强现实及可穿戴智能设备等元宇宙入口,打造相关产业全链路技术 输出和多领域技术协同,加速赋能前沿新兴领域,构建元宇宙时代下的山东省数字经济新业态。2022 年 1 月 5日浙江省关于浙江省未来产业先导区建设的指导意见围绕打造“互联网+”、生命健康、新材料三大科创高地目标任务,以颠覆性技术突破为引领,兼顾未来场景应用所需前沿性技术,聚力构建以人工智能、区块链、第三代半导体、量子信息、16柔性电子、未来网络、空天一体化、生物工程、前沿新材料、先进装备制造、先进能源、元宇宙等领域为重点的未来产业发展体系。元宇宙政策分析元宇宙政策分
44、析截止至 2022 年 8 月份,全国共有 39 个政府政策或工作报告中制定或提及重点发展元宇宙,涉及 30 个国家、省、市、区各级区域。除 39 个相关政策外,部分政策虽然未直接提及“元宇宙”关键字,但为虚拟现实相关的政策,内容实际上和元宇宙高度相关。元宇宙产业发展已高度受国家重视,目前尚处于发展初期,国家的工作报告中已经提交到元宇宙,各省市在布局发展规划也积极布局元宇宙产业,但是在政策出台方面还是比较谨慎。随着元宇宙逐步发展,与实体经济的融合程度逐渐加深,元宇宙有望成为世界新一代信息技术发展的热点。资料来源于战新产研元宇宙政策各级数量占比171.3.3 数字化转型政策汇编数字化转型政策汇编
45、(近三年)国家政策时间时间政策政策部门部门内容内容2021 年 3 月12 日中 华 人 民 共和 国 国 民 经济 和 社 会 发展 第 十 四 个五 年 规 划 和2035 年远景目标纲要十三届全国人大四次会议第五篇 加快数字化发展 建设数字中国迎接数字时代,激活数据要素潜能,推进网络强国建设,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。第一节 加快推动数字产业化培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业,提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。构建基于 5G 的应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物
46、流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范。第二节 加快推动数字产业化培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业,提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。构建基于 5G的应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范。2022 年 1 月22 日关 于 促 进 云网 融 合 加 快中 小 城 市 信息 基 础 设 施建设的通知工业和信息化部办公厅云网协同,产业联动。按照统一规划、统筹推进信息基础设施建设布局,同步推进千兆光网、5G 承载网等建设,合理部署面向中小城市的云资源池、边缘云节点、内容分发网络(CDN)等设施,强化云
47、网融合、产业协同的制度创新,促进中小城市数字化转型数字化转型,带动经济高质量发展。2021 年 12月 27 日“十四五”国家信息化规划中央网络安全和信息化委员会着力推动数字经济高质量发展,部署了培育先进安全的数字产业体系、构建产业数字化转型数字化转型发展体系、拓展互利共赢的数字领域国际合作体系等 3 项任务,以数字经济引领现代产业建设,实施更大范围、更宽领域、更深层次的对外开放,推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革;2022 年 1 月12 日“十四五”数字经济发展规划国务院推动产业园区和产业集群数字化转型数字化转型。引导产业园区加快数字基础设施建设,利用数字技术提升园区管理和服务能力。
48、积极探索平台企业与产业园区联合运营模式,丰富技术、数据、平台、供应链等服务供给,提升线上线下相结合的资源共享水平,引导各类要素加快向园区集聚。围绕共性转型需求,推动共享制造平台在产业集群落地和规模化发展。探索发展跨越物理边界的“虚拟”产业园区和产业集群,加快产业资源虚拟化集聚、平台化运营和网络化协同,构建虚实结合的产业数字化新生态。依托京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈等重点区域,统筹推进数字基础设施建设,探索建立各类产业集群跨区域、跨平台协同新机制,促进创新要素整合共享,构建创新协同、错位互补、供需联动的区域数字化发展生态,提升产业链供应链协同配套能力。182021 年 6 月
49、1 日关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见工信部实施智能制造工程、制造业数字化转型行动数字化转型行动和 5G 应用创新行动,组织实施国有企业数字化转型行动计划,打造一批制造业数字化转型标杆企业,培育一批综合性强、带动面广的示范场景,建设和推广工业互联网平台,开展百万工业 APP 培育行动,实施网络安全分类分级管理,积极发展服务型制造新模式新业态。支持参与实施工业低碳行动和绿色制造工程,在落实碳达峰、碳中和目标中发挥示范引领作用。2020 年 12月 23 日关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见国家发改委推动行业数字化转型数字化转型升级。支持打造“行业数据大脑”,推动大数据
50、在各行业领域的融合应用。引导支持各行业上云用云,丰富云上应用供给,加快数字化转型步伐。推动以大数据、云服务促进新业态新模式发展,支持企业线上线下业务融合,培育数据驱动型企业。2021 年 7 月2 日六部门关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见工信部实施智能制造工程、制造业数字化转型数字化转型行动和 5G 应用创新行动,组织实施国有企业数字化转型行动计划,打造一批制造业数字化转型标杆企业,培育一批综合性强、带动面广的示范场景,建设和推广工业互联网平台,开展百万工业 APP 培育行动,实施网络安全分类分级管理,积极发展服务型制造新模式新业态。省市政策时间时间省市省市政策政策内容内容2021 年
51、 7 月30 日北京市北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案支持企业、机构在 5G、工业互联网、制造业数字化转型数字化转型等领域深化开展技术标准合作、解决方案联合开发,主动嵌入全球数字科技创新链条和生态系统。探索建立“监管沙盒”,在自动驾驶、高精度地图、无线电频谱、区块链、人工智能应用等领域探索双向开放创新。前瞻性研究数字税收,提出数字经济重点领域税收方案。2020 年 12月 31 日北京市经济和信息化局推进国家服务业扩大开放综合示范区和中国(北京)自由贸易试验区建设工作方案推动产业数字化赋能新经济发展。顺应新业态新模式发展趋势,大力推动服务业数字化提升、数字技术融合应用、制造业数
52、字化转型数字化转型发展。推动信息消费升级,加快推进新一轮“线上经济”发展。2020 年 6 月10 日北京市实施新开放举措行动方案围绕新一代信息技术领域,结合云游戏、数字音乐、数字阅读等场景需求,搭建国际化协同创新平台。加快传统出版企业数字化转型数字化转型,推动信息技术、内容渠道、资本市场等要素融合发展。2021 年 9 月1 日上海市上海市促进城市数字化转型的若干政策措施推动城区数字化转型数字化转型:出台新城数字化转型规划建设导引,明确5G、通信管道、智慧物流设施等新型基础设施配置要求,明确入侵报警、视频监控等智能产品在社区配套中的设置标准。推广 BIM 技术应用,在部分政府投资项目以及企业
53、投资项目试点。以“一区一特”为导向,选择若干重点区域打造面向未来生产生活方式的市级数字化转型示范区。192021 年 7 月10 日推进上海经济数字化转型 赋能高质量发展行动方案(2021-2023年)围绕“连接、计算、融合”打造新一代信息基础设施底座,为经济数字数字化转型化转型提供高速泛在、智能融合的承载基础。2022 年 3 月17 日天津市2022 年天津市制造业数字化转型工作要点为贯彻落实天津市制造业数字化转型三年行动方案(2021-2023年),全面贯彻新发展理念,聚焦推动产业链高质量发展,把握数字经济发展机遇,2022 年,以深化新一代信息技术与制造业融合发展为路径,以工业互联网创
54、新发展为抓手,坚持强企业、抓重点、厚基础、建生态,推动我市制造业数字化转型数字化转型走深向实,支撑制造业立市建设。2021 年 12月 28 日天津市制造业数字化转型三年行动方案(2021-2023 年)加强新一代信息技术与航天产业的深度融合,将数字化转型数字化转型作为改造提升传统动能、培育发展新动能的重要手段,全面推进航空航天数字化产品、数字化研制、数字化管理和数字化产业协同发展。2021 年 11月 18 日重庆市关于提升制造业产业链供应链现代化水平的实施意见推动企业“上云”数字化转型数字化转型。实施企业“上云”专项行动,引导龙头企业带动下游中小企业“上云”发展,促进产业链供应链上下游高效
55、对接。深化 5G、数字孪生、区块链、人工智能等新一代信息技术在工业互联网中的应用,培育“5G+工业互联网”示范场景,探索建设产业链工业大数据中心,不断拓展产业链供应链上下游协同的广度和深度。2021 年 11月 18 日关于印发重庆市5G 应用“扬帆”行动计划(20212023 年)的通知建立全市 5G 应用服务供应商资源池,加快部署行业数字化转型数字化转型发力点,有效打通上下游各环节,共筑良好 5G 应用生态。强化5G 与大数据、人工智能、云计算、区块链的技术融合创新,增强技术支撑力,优先在工业制造、医疗健康、交通等领域开展 5G 技术融合创新应用示范,持续拓展应用场景。加强成渝双城经济圈网
56、络规划对接,构建覆盖成渝地区双城经济圈腹地的超高速、大容量、智能化 5G 网络。2020 年 11月 6 日江苏省江苏省关于加快推进工业互联网创新发展三年行动计划(2021-2023 年)推进制造业数字化转型数字化转型提速:推进新一代信息技术融合创新应用。培育一批前沿新技术融合创新项目,深化 5G、人工智能、区块链等前沿新技术在工业领域的应用广度和深度,促进新兴技术与平台集成应用,实现与行业知识、工业模型等制造技术深度融合,探索并培育新技术在质量检测、预测性维护、智能排产、安全可信等细分场景的技术解决方案,打造一批影响力强的工业互联网典型应用模式和创新商业模式。2020 年 12月 25 日浙
57、江省浙江省数字经济促进条例县级以上人民政府及其有关部门应当完善开发区(高新区)、小微企业园、农业产业园等各类园区的数字基础设施,提升园区数字化管理服务功能,加强现代信息技术在园区的融合应用,支撑园区内企业数字化转型数字化转型和数字产业集聚发展。2020 年 12月 31 日关于促进中小企业健康发展的实施意见加快企业数字化转型数字化转型。制定实施中小企业数字化赋能行动计划,完善“”工业互联网平台体系和上云用云标准体系,推动中小企业上平台用平台。培育一批工业信息工程服务商,引导有条件的企业设立“首席数据官”,推动中小企业加快数字化转型。202021 年 1 月28 日关于支持民营企业加快改革发展与
58、转型升级的实施意见促进民营企业数字化转型数字化转型。实施企业“上云用数赋智”行动和中小企业数字化赋能专项行动,布局一批数字化转型促进中心,集聚一批面向中小企业数字化服务商,开发符合中小企业需求的数字化平台、系统解决方案等,结合行业特点对企业建云、上云、用云提供相应融资支持。实施工业互联网创新发展工程,支持优势企业提高工业互联网应用水平,带动发展网络协同制造、大规模个性化定制等新业态新模式。数字化转型政策分析数字化转型政策分析2021 年 3 月 11 日,十三届全国人大四次会议通过中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要将“加快数字化发展 建设数字中国”单列
59、成篇,提出“以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”,为新时期数字化转型指明了方向。面向“十四五”,各省市陆续发布了数字化转型发展规划积极响应国家政策,提出数字化发展目标和举措,全面推进信息技术在国民经济和社会发展各领域的广泛应用,加快数字化发展。各省市政策内容主要是加快数字化发展,加快各行业数字化转型,通过数字化转型驱动生活生产方式,通过加快企业数字化赋能,促进平台经济、共享经济健康发展,从而加快数字政府建设、提升公共服务、社会治理。在数字化转型进程中,各个省市都积极走在前列。二、虚拟现实生态下数字化转型2.1.数字化转型的本质数字化转型的本质数字化转型是建立在数字化转换、数字
60、化升级基础上,进一步触及公司核心业务,以新建一种商业模式为目标的高层次转型。数字化转型将由客户推动、数字优先的方法推动业务模式、客户体验以及流程和运营的改革,利用 AI、自动化、混合云以及其他数字技术,借21助数据推动智能化工作流程,更迅速,更智慧地做出决策,实时响应市场需求,满足客户期望,创造出新的商机。中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要将“加快数字化发展,建设数字中国”单列成篇,提出“以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”,为新时期数字化转型指明了方向。新时期数字化转型即利用大数据、物联网、云计算、人工智能、虚拟现实等技术构建数据的
61、采集、传输、存储、处理和反馈的闭环,推动企业优化升级、提高生产效率,打通不同层级与不同行业间的数据壁垒,将传统业务与数字化技术相结合,实现企业可持续发展、数字化管理与运营,构建数字经济体系。通过实现企业的生产智能化、营销精准化、运营数据化、管理智慧化,催生一批新业态、新模式、新动能,实现以创新驱动的产业高质量化和跨领域的同步化发展。受疫情影响,数字化转型需求愈发强劲,层出不穷的新兴科技也使得数字化路径更加清晰,“十四五”时期的数字化转型更是呈现出了新的特点:1.以客户为中心。以客户实际需求为着重落地的出发点,快速响应客户需求,实现客户全生命周期的数字化管理,运用数字化能力为客户提供服务和创造价
62、值,是企业经营的终极目标,也是企业开展数字化转型的根本落脚点所在。转型过程中,企业要始终以用户需求为核心,借助人工智能、大数据、云计算等数字技术,精准触达用户群体,提供超值的服务体验。222.一体化资源共享体系。构建一体化资源共享体系,实现跨地域、跨部门、跨层级、跨业务的协同管理,实现企业的统筹兼顾、资源共享。信息资源只有交换、共享才能被充分开发和利用,而只有打破信息封闭,消除信息“荒岛”和“孤岛”,才能创造价值。3.数据多元化、精准化。在信息化时代,作为第五大生产要素,数据的重要性已经不言而喻。进行精准快速的信息采集并做出数据分析,为市场提供符合需求的高质量产品,促进企业精准生产、精准营销、
63、精准管理,实现降本增效的目的。4.智能可视化。不论从生产方面还是办公方面来说,企业的未来发展都趋向于智能化生产、可视化管理,可视化能够及时发现生产过程中存在的各种问题,然后根据实际情况及时调整生产和运营标准,不仅节省了经济成本,还能提高生产安全性和效率,实现创新性变革。2.2.虚拟现实在数字化转型中的作用及应用场景虚拟现实在数字化转型中的作用及应用场景随着虚拟现实核心关键技术及产品的不断研发,虚拟现实技术与各个行业的融合发展越来越紧密,通过增强现实和虚拟现实(AR/VR)可视化是实现智能制造最有效方法之一,这为许多行业带来了新的盈利机会,AR 和 VR 将以其可视化、仿真性、沉浸性、交互性等特
64、性叠加大数据、人工智能、5G 等技术将改变传统经济模式,推动新的变革进入数字化转型。虚实空间的融合是数字化转型过程中的一个重要趋势,虚拟现实技术可以生成虚拟环境以模拟现实世界,将实物对象空间与虚拟对象空间融合,将物联网发展成为新一代的数字孪生网,连接起数字世界23和现实世界,可以更高效的收集、分析、反馈、判断数据,有效提升企业在数字化转型过程中综合运用分析多元数据的能力,提高生产和服务运行效能,从而实现可视化、智能化。虚拟现实技术的应用,能将大量字母、数字数据转换成比原始数据更容易理解的各种图像,并允许参与者借助各种虚拟现实输入设备检查这些“可见的”数据并基于这些可视数据进行分析决策。虚拟现实
65、技术能够通过仿真技术来研究更多东西,构建行业转型需要的仿真产品、仿真场景、仿真平台、仿真数据等,形成智能化的仿真体系和管理的新模式。这就是虚拟现实技术对数据可视化的发展推动。数字孪生也是国家经济、企业发展数字化转型的关键基础技术之一,它是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,在虚拟空间中完成映射,从而达到相对应的实体装备全生命周期过程的可视化。使用 VR 可视化数字孪生已经在很多发达的工业国家中得到了广泛的应用,例如根特大学建立了“数字孪生控制室”,实验室可以实时可视化任何 CAD 应用程序中的任何 3D 模型与数字孪生场景模拟,制造公司可以提供自己的数据并在数字墙上可视化模型。24图
66、片来源于网络数字孪生平台在工业 4.0 的背景下,虚拟现实技术在工业数字化转型中发挥了重要作用,VR+数字工厂、VR+设计、仿真模拟、智能物流等解决方案提升了生产效率,节省了制造成本。以上汽大通为例,基于 3D 仿真数字孪生技术的汽车定制化服务满足了客户个性化的订单需求,还能实现生产状态追踪。根据 Greenlight 测算,预计 2023 年 AR/VR 工业领域市场规模将达到 33.6 亿美元,其中 AR 市场 28.5 亿美元。疫情期间,虚拟现实技术更是发挥了巨大的作用。去年,Facebook推出了最新 VR 协作平台 Horizon Workrooms,这款面向企业的办公软件集 AR
67、透视、桌面识别、手势追踪、键盘识别、多任务模式、虚拟化身等功能于一身,打造了虚拟条件下的办公环境;5G+AR 远程会诊系统、AR 查房、VR 监护、AI 智能诊断等提升了诊疗效率和防控力度;在教育教学领域,沉浸式的虚拟网课和仿真实训将成为未来学校25教育、职业教育的主流,为疫情下的居家学习提供途径,未来更将成为缩小发达地区和欠发达地区教育差距的助力;疫情期间的旅游业对于 VR 全景技术的应用相对较为成熟,主要集中在 VR 沉浸交互体验和激发潜在游客的营销上,并且也是更受普遍用户喜欢的 VR 全景展示形式。目前全国已经有 500 多个旅游景点采用了 VR 全景,提供线上虚拟旅游服务,VR 全景带
68、给了游客以往旅游模式不曾有过的交互体验,使得这种体验模式更加具有娱乐性。除此之外,在文娱、商业等领域虚拟现技术更是为其锦上添花:随着各种自媒体平台和 5G 技术的快速发展,VR 直播业务也随之兴起,VR 直播能给用户带来强烈的沉浸感,宛如在现场一般,已经广泛应用于体育赛事、热点新闻、演唱会、发布会等场景。而且作为新兴媒体产物,央视新闻、人民日报、新华社等众多头部媒体大力推宣 VR直播,国庆大阅兵、两会、央视春晚还有火神山雷神山建造等,都运用了 VR 技术进行直播。此外,VR 看房、VR 社交、虚拟偶像、自动驾驶、智能客服、人脸识别、智能机器人等新业态也为用户带来了全新服务体验。2022 年,字
69、节跳动申请的“头戴式设备”外观专利获得授权,并上线首个沉浸式社交 App“派对岛”;作为虚拟偶像的代表,“洛天依”曾登上央视经典咏流传、湖南卫视小年夜春晚、金鹰节互联盛典等多个主流电视舞台,并多次举办了自己的全息演唱会。同时在城市建设、交通运行等公共领域建设方面虚拟现实也正不断推动着数字化转型。智慧城市是虚拟现实技术的重要应用领域,虚拟现实相关技术可以在智慧城市的信息基础设施以及各个行业发挥26重要作用。基于高精度卫星照片、无人机倾斜摄影和三维建模等科技手段,可实现区域卫星影像全域覆盖、重点区域实景还原、重点位置实景融合,构建数字孪生城市的三维空间基础模型,为承载城市大数据提供了空间地理场景。
70、利用城市级三维重建技术,基于高精度地图数据,可以真实还原出整个楼宇、道路等主体要素,以及绿化、公交站台、交通标志、交通标线等静态元素。在大规模车道级实时仿真下,交通流数据可以像我们使用地图导航 APP 一样,进行可视化呈现,城市交通的拥堵情况,一览无余。在数字化转型的大趋势下,虚拟现实技术对计算机的普及使用,将人从操作计算机的复杂工作和生活方式中解放出来通过数据手套、头盔式显示器等设备让人机交互变得更为简单便捷。人们如同在日常生活中那样去同计算机交流通过视觉、听觉、触觉、手势等形式身临其境地参与到信息处理的环境中去。三、数字化转型现状与面临的问题产业数字化转型是深化供给侧结构性改革的重要抓手,
71、是加速产业数字化变革的关键步骤。我国国民经济十四五规划表明,要打造数字经济新优势,就要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势,促进数字技术与实体经济深度融合,赋能传统产业转型升级,催生新产业、新业态、新模式,壮大经济发展新引擎。随着技术不断进步与国家政策持续推进,数字化转型逐渐在所有行业全面启动。产业数字化发展规模不断增加,截至 2020 年产业数字化规模已达 31.7 亿元,数字经济渗透率覆盖了第一、二、三产业,尤其以第三产业最为突出,数字27化转型已成为我国经济社会创新发展的主要特征。资料来源于信通院、前瞻产业研究院2016-2020 年产业数字化规模及增速资料来源于信通院、前瞻产业研究院20
72、16-2020 年数字经济在三次产业中的渗透率28中国企业数字化转型研究报告(2021)指出,走在数字化转型前列的行业,如 ICT、金融、新媒体等行业,目前已经取得突破走向全面覆盖,并向纵深方向跃迁。传统零售和物流行业表现也尤为亮眼,在疫情的冲击下,抓住数字机遇,跻身数字化成熟度第一梯队。而数字化转型起步相对较晚的行业,如农业、畜牧业、石油和天然气开采业等,还处于起步或中间发展阶段。在行业整体带动下,各类企业纷纷启动数字化转型工作,数字化转型进程正在加快进行。虽然数字化转型是大势所趋,但不同行业的数字化成熟度存在显著差异,因此从总体上看,我国数字化转型仍处于初级阶段,并且正面临诸多亟待解决的问
73、题。1.核心技术有短板,难以全面支撑数字化转型目前,我国数字技术应用较为广泛,但在核心技术基础研究方面短板突出,数字经济核心技术和关键领域面临“卡脖子”问题。市场上的软件、大数据、云计算、虚拟技术等各类业务服务商良莠不齐,缺乏行业标准,选择难度较大;产业相关的关键技术仍然受制于人,核心关键技术对外依存度高。且“行业+技术”的解决方案需要多方协调统一,更为数字化转型增添了难度。2.专业人才短缺,制约数字化转型进程数字化转型需要强大的技术底座支撑,数字技术更新迭代较快、专业性较强,对人力资本的需求不单单只考虑“量”,更多地开始向“质”转变,需要具有专业性、复合性和实用性水平的人才。同时由于数字化转
74、型涉及范围较广,所以一定程度上还要求相关人员具备全29局视角、战略思维、深度分析能力以及敏锐的市场洞察力,由此导致数字人才特别是高端数字人才供应不足。3.投入资金不足,数字化转型缺乏足够的基础数字化转型是长期的过程,需要投入大量的资金,一方面,初期成本太高,传统行业尤其利润率较低的行业在数字化转型资金投入方面尤为谨慎,更加关注投资收益,往往缺乏足够的资金投入。另一方面,如果数字化转型项目迟迟不能取得显著效果,进一步的数字化转型的投资动力也受到制约。4.数字经济发展制度体系不完备由于我国数字化转型还处于初级阶段,所以数字领域相关的法律法规仍不够完善,制度建设也相对缺乏,监管理念相对落后。5.数字
75、经济发展路径出现同质化我国区域数字经济发展路径出现同质化现象,区域间对关键资源的争夺加剧了数字经济发展的不平衡。除上述产业数字化的整体情况外,各行业的数字化转型也遍地开花,同时也遇到了不同程度的挑战。3.1.生产制造业生产制造业在工信部等部门发布的“十四五”智能制造发展规划进一步指出,到 2025 年,规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化,重点行业骨干企业初步应用智能化;到 2035 年,规模以上制造业企业全面普及数字化网络化,重点行业骨干企业基本实现智能化。就目前我国生产制造业数字化转型而言,中国制造业尚呈“大而不强”、30“全而不优”的局面,虽然数字化制造技术已经取得了大量应用,但转型
76、升级只是初见成效,全国超过半数的制造企业没有达到预期的转型。不过由于经济发展的需要,大部分企业依然保持乐观的态度,积极探索数字化转型新方式,致力于将数字化技术融入产业全生命周期,重构 IT 基础设施、建设数字化平台、探索服务型制造以及落实数字化管理,提升产品和服务模式的持续创新能力。资料来源于施耐德电气商业价值研究院工厂数字化效果预期分布3.1.1 开发设计数字化转型的最终目的是提升企业的核心竞争力。在科学技术的快速发展以及当今市场竞争日益激烈的背景下,生产前期的需求分析与设计也在朝着数字化方向发展,CAD/CAPP/CAE/CAM 的推广应用,改变了传统的设计生产、制作模式,目前已经成为我国
77、现代制造业发展的重要技术特征,涉及了家装、机械、服装、建筑等各大领域,市场覆盖率较高。在产品功能的设计中,借助数字化手段,通过营造虚31拟场景,分析潜在消费者的产品需求是未来工业生产设计的发展方向,能够对产品的基调和性能进行有效把握,对设计过程中存在的问题进行实际更改,提升工业产品设计性能;扩大设计的价值内涵以及表现空间,丰富产品的单一格局,赋予产品强大的视觉冲击力。但由于技术含量与复杂程度日益增加,企业所面临日益严峻、充分、多角度的竞争压力被直接传导给产品的研发部门和人员,致使产品的设计工作量成倍增加,具有很大的压力与挑战。设计研发周期太长、研发、设计验证、设计修改等环节成本高昂、产品质量很
78、难得到提升、用户产品体验感差是当前产品开发设计需要着重解决的问题。如果这些问题得不到有效解决将直接影响客户对产品的信心,降低品牌形象,成为企业发展的绊脚石。3.1.2 生产制造数字化生产是指在数字化技术和制造技术融合的背景下,并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下,根据用户的需求。迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造。进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。数字化生产定义的内涵数字化生产就是指制造领域的数字化,它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融合、发展与应用的结
79、果,也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。制造生产是当前数字化转型落地较多的环节,在各制造行业都有广泛应用,将成为传统制造业升级转型的重要推动力。32制造业的数字化生产可以带来众多益处,包括改进的流程计划,准确的数据文档,有关更改的实时信息和最新的库存管理。但是数字化生产存在的痛点仍亟待解决:1.顶层架构缺失导致的内生动力不足,由于缺乏数字化认知导致的转型失灵;2.生产、装配、测试等环节各有各自的信息系统,基础数据参差不齐,编号体系不一致,集成化艰难,孤岛横纵,数据反馈落后,干扰管理决策。3.1.3 营销从纸媒时代开始,营销就是企业永恒的话题。随着时代演绎,产品升
80、级,行业发生变革,效率低下的传统营销方式已成为材料企业当前实现整体业务增长的关键障碍之一。随时代变革,当前正处于数字经济时代,材料企业已进入了数字化转型的浪潮之中,如何利用营销数字化打造营销通路、优化营销成本、高效获客,是当下材料企业打破困境的焦点问题。2015-2019 年全球数字营销费用从 1702 亿美元增长到 2830 亿美元,年均复合增长 13.6%,2019 年已达到 40%;2020年中国数字化营销市场规模达 818.2 亿元,同比上升 25.39%,预计2021 年将突破千亿元。常态化的疫情像是“线上趋势”的催化剂,促进了数字化经济的飞速发展,随着直播带货、短视频、小红书式KO
81、L 内容营销的崛起,造就了一批新兴数字平台,并成为中国市场进行数字化营销得天独厚的优势基础。但是针对大部分企业而言,数字化营销目前面临着数据归集、整33理和打通及分析呈现等这些底层的数据基础平台的搭建困难、营销方式单一无法触达用户,往往效率低下,企业很可能得不到与高额营销费用相匹配的营销结果、营销工具分散,无法充分利用数据绘制出清晰的用户画像。3.1.4 技能培训近年来,数字经济与传统产业发生深度融合,正逐步推动全社会的数字化进程。数字化给企业带来的不只是技术上的变革,更重要的是思维模式的转变。针对性、系统性的内部人才培训,尤其是兼具数字化思维和技术能力的复合型人才培养刻不容缓。2020-20
82、21 年度,数字化人才的学习培训市场规模约达 1,644 亿,其中 B 端市场约 700亿元,整体市场份额可观,核心驱动因素不同,但整体需求较强,均呈增长趋势,且具备持续发展潜力。在数字化的时代背景下,各行业尤其是制造业对数字化培训的需求越发旺盛,范围不断扩大,专业化培训的频度和深度不断增加,当前已积累了一部分技术与内容资源,将为以后的数字专业化培训奠定基础,未来随着数字化培训的规范化、科学化,制造行业的人才专业素养将会不断提升,培训成本也将大幅降低。然而国内传统的培训也仍有许多问题迟迟未得到解决:例如外聘专家无法持续且真实的与员工互动;填鸭式被动培训,没有实践机会,员工缺乏主动性,运用能力薄
83、弱,学习成效难掌握,考核评估难执行。培训一直存在学习者无法做到即学即用的弊端,高风险操作还存在一34定安全风险,而这恰好是安全生产管理工作中的重要一环,这不仅是人才培养的难点痛点,更是制造业数字化转型过程中的阻碍。3.2.医疗行业医疗行业从全球范围看,医疗健康产业正处于快速发展阶段。而伴随着我国经济水平的不断提高,广大民众对医疗健康的重视程度也日渐提升,中国的医疗健康产业开始进入高速发展时期。尤其新冠疫情的暴发,使医疗健康行业备受关注。医院数字化转型的过程是长期的。医院需要通过人工智能、大数据等技术全面深化智慧医院建设,将智慧医疗、智慧服务和智慧管理进行有效整合,打造成一个完整的、可自我学习、
84、自我进化的高度协调一致的智能体。我国的医疗数字化建设起步较晚,主要受政策驱动,通过一系列的政策推动医院、医保、远程医疗等各个环节的数字化进程,规范行业发展方向。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央把维护人民健康摆在更加突出的位置。在我国提出的“优先发展人民健康”的战略部署下,国家发布了一系列医疗健康政策,在国家政策的支持、引导和保障下,面对我国医疗信息化、数字化发展现状,越来越多的科技创新技术在医疗行业实现了快速应用,带动了我国医疗信息系统的整体提升发展与医疗行业质量安全领域的进步与提升,助推了当下医疗行业数字化转型的加速发展。35资料来源于华经产业研究院2017-2022 年我国医院信
85、息化市场规模及增速中国商情报网发布的2022 年中国数字医疗服务市场规模及未来发展趋势预测分析中曾提到,根据弗若斯特沙利文的资料,2016-2020 年中国数字医疗服务行业市场规模迅速增长,2020 年中国数字医疗服务行业规模达 195 亿元,预计将在 2022 年其市场规模增至 618 亿元。普华永道的报告显示,我国大健康市场规模当前已达到13 万亿元,在过去 8 年中高速发展,市场规模年复合增长率达到了13%,目前已经跃居为全球第二大市场。基于我国庞大的人口总量和社会日趋老龄化的现状,未来我国医疗行业的发展需求将呈现多样化趋势。随着数字与新技术赋能智慧医疗以及生命科学领域研究和临床应用等的
86、不断突破,在提升医疗水平和健康管理能力、提供技术保障的同时也给医疗健康产业带来新的变36革,包括临床手术、医疗培训、园区管理、理疗康复、心理治疗、医疗器械、养老服务等产业将迎来新的发展契机,赋能数字健康新未来。3.2.1 临床手术目前,我国大中型医疗机构已经建成了具备基本功能的 HIS 系统和 PACS、RIS、LIS 等基础 CIS 系统,临床医疗管理信息系统建设开始向手术室和 ICU 等诊疗行为更为密集的科室延伸。医院规划实施的比例超过10%的临床业务信息系统的临床应用分别为手术麻醉信息系统和远程医疗系统、重症监护临床信息系统等;由此可以看出我国临床医疗管理信息系统在重要科室和核心治疗工具
87、相关领域的应用在不断拓展,处于医院深化相关信息系统应用的阶段。在传统临床治疗特别是手术过程中,执刀医生的经验对于治疗效果有着决定性的影响。但是只根据术前有限的诊断信息,无法实现对整个手术过程的把控,且疾病的发生原因具有很高的不确定性,很难根据以往的经验应对各种病症。而数字化技术为解决上述问题提供了良好的思路。总体来说,目前数字化技术在临床治疗中的应用,贯穿了手术的术前规划、术中导航以及术后评估三个过程。但由于临床手术关乎生命健康,数字化的推进在该领域仍面临很多问题:1.临床手术具有特殊性,在数字化+医学的实际应用中考虑到临床效果与安全性,需要既懂医学知识又在数字化领域有所涉猎的复合型人才。随着
88、医院信息化建设的深入发展,现有的专业技术人才无论在数量还是质量上,都不能满足需要。372.医疗的形式单一,目前为止大部分以手术全景视频和初级人体模型科普为主,长时间观看会出现眩晕问题;而最具价值的临床治疗和手术模拟由于软硬件的发展不成熟,可制作精度更高的手柄、缝合针的外形等实现难度较高。3.在模拟手术中,力反馈与触感和真正的手术刀差别太大,实际操作没有相应反馈,在临床手术中类似的失误会导致严重的后果。3.2.2 医疗培训随着科技的不断进步、政策的逐渐清晰、医疗数据的确权与流通规则明确,数字化与各医疗场景融合程度将不断加深。目前“互联网+”在各个领域的渗透,也开始成为医疗行业中的医学教学培训、科
89、普、和学术研讨的新模式,这种将数字化与医学教育相结合进行人才培养的方式,将成为未来医疗行业发展新趋势。2020 年国家卫健委、国家医保局等多部委密集出台了一系列政策,大力推动互联网医院发展。尤其是新冠疫情以来,因疫情防控需要,线上医疗正扮演着非常重要的角色,例如远程医疗、医疗讲座、医疗培训、医疗直播等。这些形式对于普及医学知识、拉近医患关系、提高医疗透明度、促进医疗互联网事业互通有无、提高问诊效率、解决医疗资源紧张,缩小医疗区域差异等方面有重大意义。根据 YH Research2022-2028 全球医学模拟行业调研及趋势分析报告,2021 年中国医学模拟市场规模为 225.91 百万美元,约
90、占全球的 11.45%,预计 2028 年将达到 711.7 百万美元。医疗学习的重中之重就是外科手术的教学培训,包括医学教育培训和手术模拟培训38等,但传统的临床教学需要实习医护进入手术室观摩学习,具体实施存在一定的困难和问题。1.由于手术室的场地受限和医生异地等问题,想要满足所有实习医护的安排,难度很大。2.医疗设备复杂价格昂贵,通常情况下为熟悉某种手术,外科医生需要进行多次手术才能熟练操作,随着复杂程度增加,医疗设备损坏的概率也将增大。3.在部分手术中,所使用的医疗设备具有放射性。如经皮肾镜取石术,需要 X 光机辅助手术。因此医师每年都要监控自身所受 X 光辐射的总量,对医师的身体健康状
91、况存在一定风险。4.各个地区之间医疗培训资源不均衡,在一些欠发达地区医疗水平比较落后。3.2.3 园区管理随着医药卫生体制改革的深入,医院内部运营管理也面临新的挑战与要求,传统计划经济体系“小而全”模式已经无法满足快速增长的医患人员对于后勤的要求。因此,医院后勤管理的智慧化模式就成了很多医院的转型方式。2021 年,国家发布了公立医院高质量发展促进行动(2021-2025 年)的通知,提出将信息化作为医院基本建设的优先领域,建设电子病历、智慧服务、智慧管理“三位一体”智慧医院信息系统。跟随国家政策的指引,依托数字化的快速发展与应用,全国各地很多医院都开展了以移动互联网、大数据及人工智能为基础的
92、医疗应用,打造智慧医疗园区管理。尤其面对后疫情时代,39数据化体系化的管理提升思路经住了挑战和考验,为抗击肺炎的阶段性胜利提供了重要保障。数字化医疗园区管理在我国处于刚刚起步阶段,是一个新兴但快速发展的产业,我国发展该产业具有独到且明显的优势,但总体来讲,其发展建设还十分不平衡:1.数字化医疗信息化建设水平的高低与地区的经济发展水平以及医院的级别具有很强的相关性,即医院所处地区的经济发展越快,医院本身的资质和级别越高,医院以及当地财政部门对医疗信息化的投入也就越大,由此也导致医院的数字化信息化程度较高。相反,地区经济发展水平以及级别较低的医院则在信息化建设方面困难较多,导致了在地域方面的不平衡
93、性。2.在应用深度以及广度方面还存在较大差异。即使在同一地区,有些患者最常光顾的医院没有建立专门的数字化信息管理系统,或者是有些系统在应用的广度方面(如医疗的管理以及对医院管理质量的监控)还有待进一步的提高。此外,大多数医院在很少甚至是不会使用管理系统的数据来对医院的决策提供参考。3.我国医院在医疗信息化建设方面还没有进行统一的规划,没有形成一致的标准,许多医院还存在规模小、投入低、医院 IT 人员配比不合理等情况,缺乏系统指导和顶层设计。4.面对互联网医院线上线下的医疗信息互联互通共享的需求,传统的相对封闭的内网医疗信息环境与外部互联网对接融合,内网面临的网络入侵和信息泄露风险将明显增大。目
94、前医疗机构网络安全防护40能力存在不足的情况下,很难应对互联网化带来的安全风险,医疗机构整体安全风险将进一步增加。3.2.4 理疗和康复当前,数字化技术在诊断、治疗等方面都得到了广泛应用,利用数字技术来促进医疗康复和健康管理的发展成为可能,数字化医疗已经成为医疗产业发展的重要方向,利用数字医疗设备对患者理疗和康复过程进行实时监控,将极大地提高临床诊疗和健康服务水平。从目前康复医疗技术的发展现状看,国内利用新一代信息技术辅助患者进行理疗康复治疗的研究工作较为少见,大部分的理疗康复医疗技术还停留在传统阶段。传统治疗手段通常是医师与患者一对一形式的训练,资源成本高,具有其局限性。理疗和康复过程中由于
95、动作反复、单调、枯燥,导致患者在训练过程中处于被动地位,不利于治疗的继续和深入。此外,传统康复过程中功能定量化测评难以实现,也在一定程度上影响了康复进程。目前数字化康复医学在医疗康复与健康方面未得到重视、医疗信息化程度不够、康复医疗技术成本居高不下等问题也非常突出。3.3.文化旅游业文化旅游业在数字化、智能化和大数据等高新技术的引领下,使得文化旅游产业理念和实践不断推陈出新,数字化建设为文化旅游产业的可持续发展提供了新的助力,重构文化旅游业的新格局。政府在“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要中提出,要深入发展智慧文旅,建成文化强国。文旅融合进入了数字化变革、智慧化转型的加速期。41数字化
96、建设给文化旅游业的持续发展带来了有力推动,也让文化旅游的价值得到充分凸显。近年来,很多景区都已经采取了数字化技术,完善原本的运作环境,利用数字化技术在景区中增加各种交互项目,为游客提供更多优质的游玩体验。如部分游客在观光游览过程中多是体验特点明显的个别景式,未能对该景区的整体有全面了解,无法看到景区全貌。此时,5G 技术的应用能够借助航拍技术获得高清的视频与图片,让游客对景区全貌进行俯瞰。在此础之上,文旅行业将音、视频有效结合,让人们在游览过程中获得新颖的阅读体验。此外,运用数字化技术可以给人们带来视觉和听觉上的刺激,使其在一定的震撼力中完成纪录片欣赏、浏览不同时期的历史文化,在新的体验中看到
97、中华文明。在数字化建设价值共创模式的成功构建下,旅游产业运用小程序、公众号等多种工具,满足人们不同的游览需求,极大程度地拓展各时期文明的展现途径。在数字化信息快速发展的大背景下,文化旅游资源数字化、虚拟化、可视化将成为未来区域文化旅游数字化建设的重要组成部分,要树立信息数字化建设发展的新理念,针对性地探讨带有地区特色丰富文化资源的保护、宣传与开发,以数字技术多层次、全方位地展示区域文化旅游资源特色,系统打造区域文化旅游景点数字化传播平台。3.3.1 线上旅游由于新冠疫情的影响,近几年人们旅游出行次数下降,据统计2022 年上半年,国内旅游总人次 14.55 亿,比上年下降 22.2%;国内旅游
98、收入(旅游总消费)1.17 万亿元,比上年下降 28.2%。为助力受42疫情的文旅产业的复苏,现文旅部已出台相关政策推动虚拟现实、全息技术等在文旅项目中的研究和应用。数字技术应用更加的广泛展开,数字化建设不断深入,与 5G、VR 等新技术结合升级,以全新态势出现于人们视野,发展迅速。它打破时间和空间的限制,给人们以全新的旅游体验。线上旅游是将旅游架在“云端”的一种方式,采用信息技术、云技术、移动技术、人工智能技术等,通过实景直播、网页全景浏览、智能穿戴体验等形式,使游客可以通过一个或多个终端设备进行旅游,旅游消费者可以在线上实现观光、体验、社交、购物等多重属性的旅游活动。随着信息技术和虚拟技术
99、的发展,这个新兴旅游形态具有广阔的发展前景。但线上旅游的发展同时存在一些问题。如当前线上旅游存在过度美化之嫌,不真实,观感不好。同时,受技术和网络等因素制约,目前不少景区的呈现都是静态的或是仅配一些视频和图文,缺乏互动让云旅游体验过于单调。其次,部分文旅企业营销方式过于传统单一、旅游搜索关键词广告成本极高、传统旅游行业没有自建收客渠道,推广渠道过度依赖 OTA 平台等。3.3.2 博物馆在城市数字化转型的大趋势下,VR、线上直播、3D 打印、手机移动客户端等新兴技术涌现推动了数字博物馆、虚拟博物馆、智慧博物馆、掌上博物馆等姿态各异的博物馆表现形式。博物馆数字化通过多年实践取得了很多成果,国内博
100、物馆纷纷建通过建立数字博物馆、推出互动小程序、开发文博创新项目,利用“云端”发布馆藏、介绍43展览、开设网上展厅等方式,推动多个文化 IP 数字化的落地。“网上博物馆”的普遍利用既拓展了博物馆的专业范围,也扩大了受众人群及社会影响。2021 年,智慧博物馆创新发展论坛的主题为“数字 科技”,持续推进数字化时代博物馆的信息共享与文化传播。目前,北京故宫博物院、南京博物院、上海博物馆等大型的博物馆,都在积极开发和研究先进的数字化技术,凸显自身的文化价值,并为游客提供更加优质的服务。未来,依托数字网络和融媒体技术,创新融合文博线上线下服务,将推动文化遗产获得更多维度展示传播路径,可以充分实现文化艺术
101、与现代科技的相互交融。但博物馆云旅游仍存在观展体验感不强、内容讲解生硬、呈现形式单一、削弱对博物馆所在地文化的感知,以及平台技术尚未成熟、运营模式不完善、知名度不广等劣势,特别是平台搭建和互动模式这两方面存在较大缺陷,目前大多数线上博物馆仍为单一的静态全景式展示,缺少沉浸感与交互感,游客很难有身临其境的感觉,且却反讲解往往会导致雾里看花,难以了解展品背后的意义。3.3.3 导航导览导航导览关系到景区的观众体验,传统的导览方式有讲解员引导、语音讲解和观众通过标识牌自行参观等。数字化、5G 以及物联网技术的发展,为文旅的智能化导览提供了新的契机,也使我国旅游产业在未来发展中将以共享化、智能化为特征
102、的实景三维地理信息系统服务成为主流。现阶段,我国在文化旅游业的发展中,已经越来越重视基于 AR 技术的智能景区导航导览系统的应用。44但当前的景区智能导航导览普及度和满意度并不高,仍处于发展上升期,导览系统缺乏大规模的团队研发,缺乏宣传推广,缺乏用户体验的数据反馈,导致它的大众普及度不高。此外一部分导览产品的研发过程中忽略了实用性与趣味性的结合,只有标志牌、语音导览、固定参观路线、公共信息等功能,缺乏针对性、丰富性、时效性,导致游客功能性和体验感不佳。且智能导航导览虽然更便捷先进,但是一定程度上缺乏互动性。3.3.4 文物保护文化遗产具有一定的特殊性,若未能对其进行全面保护,将使得文化遗产遭到
103、破坏,使得文化遗产不断消亡。随着数字技术的不断进步,数字化技术已经成为文物保护的重要手段和推动工作发展必不可少的重要载体,为文物保护提供知识呈现与传播的新技术手段,也创造了突破自我、再造新生的绝佳契机。现阶段,我国一些博物馆所收藏的文物存在较为严重的破损问题,如部分古籍书画文物存在褪色、页码缺漏等现象,借助数字化处理技术,可对上述问题进行有效改善,使其最大化趋近于本来的面貌。借助先进的科技手段,对文物进行数字化保护,可以赋予文物永久的信息档案,形成可供创造性利用的数据库,使文物数字化工作从采集、整理、存储、加工、使用按标准规范进行,从而形成标准的数字化资源体系,构建“一站式”文物管理服务体系。
104、在当前的文物数字化保护和管理中,存在文物数字化保护的交互性偏差,技术手段过于单一的问题。文物保护活动十分简单,大多为45拍摄、复制和记录相关资料等,真正进行深入研究的非常少,文物数字化保护的交互性程度较低,所采用的技术方法也十分单一,很难真正满足人们在数字化展示上的需求。另外,在文物的分类、综合管理上也需要加强,目前国家层面没有统一的政策支持,各地市尚未形成国家文物建设数据资源的共识,从而导致了数字化文物缺乏统一的展示平台与共享数据库,数字化保护各行其是的现象较为突出。3.4.交通运输业交通运输业我国当前已发展成为名副其实的“交通大国”,交通运输是国民经济中占据重要战略地位的一个行业,每一次跨
105、越式的发展都是科技与时代进步的里程碑。2022 年,国务院印发了“十四五”现代综合交通运输体系发展规划,提出到 2025 年,综合交通运输基本实现一体化融合发展,智能化、绿色化取得实质性突破,综合能力、服务品质、运行效率和整体效益显著提升,交通运输发展向世界一流水平迈进。交通运输与经济、人口、能源等密切相关,是一个较为综合的系统,与各行业的发展解密结合。随着经济的蓬勃发展,高频率、个性化、便捷式的出行需求,快速、安全、高效的物流需求,标准化、贴心化的服务需求愈加强烈,为了适应新的形势,加快数字化转型的步伐,各种新兴交通形式和技术接踵而至,为我国数字经济社会发展提供新的动力与生机。3.4.1 城
106、市交通目前,各种新兴技术的发展和政策支持为城市交通建设提供了强大技术支撑,发展智慧交通成为当前的主要建设方向。交通强国建46设纲要中明确提出要大力发展智慧交通,推动新技术与交通行业的深度融合。在 关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见中则进一步细化,提出先进信息技术深度赋能交通基础设施,精准感知、精确分析、精细管理和精心服务的能力全面提升。根据中国智慧交通协会公布的数据,并结合交通各细分行业的智能化情况来看,2021 年中国智能交通行业市场规模为 1917 亿元,同比增长 15.62%,呈明显上升趋势,随着我国交通智能化应用的不断推进,行业整体处于成长期,智能交通的需求增长明确且空间广
107、阔,全国各地都在积极构建智能交通体系。未来将实现车辆精准感知、全要素精细化监控运维,创建交通实时孪生系统、精准刻画交通运行规律、针对性仿真预测和管控预演,打造协同高效、数据共享、智能可视的交通体系。资料来源于中商产业研究院2016-2022 中国智能交通行业市场规模统计预测47当前城市交通的发展现状虽然呈现出良好的势态,但大部分的交通管理模式和方法仍存在的一些劣势,在一定程度上阻碍了现代交通的发展速度:1.交通管理平台缺乏高效的系统。目前的交通管理平台功能单一,整个管理体系不互通,交通各部门、各系统、各企业间信息孤岛丛生,阻碍了对大数据进行整合、分析、应用工作的开展,导致交通管理存在不准确性,
108、延后性等问题。且交通数据未建成共享数据库,经常出现重复采集,定义不标准的情况。2.当前部分监控设备智能化程度低。现在大多数的监控设备功能较少,不能满足快速发展下的交通监管需求,信息采集功能有待加强,数据分析能力弱,在交通违法、交通事故处理、人员信息捕捉上处理分析效率较低。3.4.2 物流运输随着全球疫情的不断加剧,整个仓储物流行业也发生着巨大的变化,物流运输不仅牵动着人们的日常生活,更是工业生产不可或缺的纽带,然而危机之下也是物流行业数字化转型的一大契机。物流数字化转型是打造现代化物流的必经之路,也是提升企业核心竞争力的有效手段之一。十三届全国人大五次会议审议的2021 年国民经济和社会发展计
109、划执行情况与 2022 年国民经济和社会发展计划草案 中,提出加快物流业制造业融合创新发展,积极推动多式联运、智慧物流等新业态新模式发展。在国民经济产业结构调整的大背景下,我国物流行业处于发展的重要时期,数字化的发展使物流业重新散发生机活48力。中投产业研究院发布的2022-2026 年中国智慧物流行业深度调研及投资前景预测报告指出,近年来,中国智慧物流市场规模呈高速增长状态,整体发展态势良好,2020 年中国智慧物流市场规模近6000 亿元,2021 年中国智慧物流市场规模达 6477 亿元,同比增长10.9%。随着物流业与互联网融合的进一步深化以及新技术的发展,我国智慧物流市场规模不断增长
110、,预计 2022 年中国智慧物流市场规模将达 6995 亿元。智慧物流将通过整合产业链资源,精准化运营降低物流成本、提升物流效率,以此实现疫情与数字经济环境下的行业创新突破与发展。自动驾驶、无人仓储、无人配送和物流机器人等前沿领域将成为物流行业未来的重要发展方向。资料来源于中商产业研究院2016-2021 中国智慧物流行业市场规模预测趋势图49虽然物流行业正积极探索发展新路径,但小、散、乱等普遍存在的问题也在阻碍整个行业的进步:1.功能比较单一。当前大部分物流企业仍然以仓储、运输为主,服务意识没有提高,缺乏创新发展路径,很难满足客户的差异化需要。2.物流仿真效果不佳。物流仿真无法完全与现实物流
111、系统一致,数据超载,仿真速度慢,且物流仿真只能发现问题,而无法给出解决方法。3.信息化程度低。缺乏高效的现代化的信息管理系统,为多式联运和降低物流成本增加了障碍。4.整个物流链参与方较多。从制造商到用户这中间还要经过分销、物流等多个环节,这种模式较长的业务链条使得各参与方协同困难、信息不对称、车辆调运方式粗放、货运时间长成本高等问题,导致整体物流效率低下。3.4.3 铁路交通智慧铁路是一种新型铁路交通解决方案,综合运用了定位系统、天气预报系统、导航系统、交通管理系统等智能系统。截至 2020 年底,我国共有智慧铁路代理相关企业 2.7 万家,规划建设 127 个铁路专用线重点项目,智慧铁路总长
112、度达 1586 公里。中国国家铁路集团有限公司出台的新时代交通强国铁路先行规划纲要提出,到 2035年智慧铁路将率先建成服务安全优质、保障坚强有力、实力国际领先的现代化铁路强国。目前我国的高速铁路、重载铁路、城际铁路总体规模和建设速度都处于世界领先,面对未来,要加快数字化转型,实50现铁路智能化发展和多种交通方式的融合发展。“十四五”时期的铁路发展正朝着铁路交通强国前进,“便捷顺畅、经济高效、开放共享、绿色智能、安全可靠”成为发展主旋律。然而在铁路行业数字化转型的过程中存在列车运行测试成本高进度慢,铁路巡检方式效率低等问题。在列车投入使用前需进行多种环境变化情况的模拟,以实体列车测试耗费人力物
113、力;人工巡检在一定程度上会受到气候条件、环境因素、工作人员素质因素的影响,巡检质量无法保证,为铁路运行的安全性埋下隐患,且缺乏效率。3.4.4 交通事故与救援演练交通工具为我们带来便利的同时也带来了交通隐患,因此道路救援已成为社会保障事业的重要组成部分,各省、直辖市也设立了道路交通救援委员会,成立了相应的委员会,指导其交通事故紧急救援工作,当前交通救援的效率有了显著的提高,但由于交通事故具有突发性、不确定性、紧急性等特点导致交通事故救援工作发展到现在仍存在很多问题。在实际救援过程中,若救援人员培训不到位会因操作不当、技术不够熟练等原因造成财产或生命损失;救援道路畅通情况无法提前预知,给救援带来
114、困难,拖延救援时间;某些在特殊条件、复杂环境的情况下,对危化品运输车辆的专业清障救援方法缺少专业培训,将带来安全隐患;铁路安全部署与培训结合实际较少,经常走形式主义。513.5.能源矿业能源矿业从矿业规模以上企业营业收入来看,近年来我国矿业发展波动较为明显。2015 年来,受到我国能源改革等政策的影响,我国采矿业的生产规模波动下滑。叠加 2020 年初新冠肺炎疫情的影响,2020 年全年,我国采矿业规上企业营收约为 31621 亿元,同比下降 31.5%。所以数字经济的大趋势下的数字化转型对改变能矿业发展现状来说十分重要。不少能矿企业都在逐步加大数字化转型的力度,近年来有了显著的发展。以智能化
115、建设为基础,数据要素创新驱动为核心,利用新兴技术优化流程、优化设备、确保作业人员的安全,实现物理世界向数字世界转变,推动能源矿业实现以安全、高效、绿色、智能为核心的高质量发展,提升行业及所关联对象的可持续发展能力。3.5.1 矿山开采近年来,矿山发展逐步向信息化、数字化和自动化靠拢,国家安监总局牵头加快组织实施有关科研攻关、成果转化、推广应用和技术示范项目,矿山企业面临着生产方式的智能化、数字化、网络化大改造。2020 年八部委印发的关于加快煤矿智能化发展的指导意见下发后,各主要采煤省份积极响应号召并出台相关政策,各大产学研机构、团体都加大了资金投入和研发力度,智慧矿山建设正在如火如荼地进行。
116、截至 2021 年底,全国智能化采掘工作面已达 687 个,其中智能化采煤工作面 431 个,占比 63%,智能化掘进工作面 256 个,占比 37%;已有 26 种煤矿机器人在煤矿现场实现不同程度的应用。52资料来源于网络智能化采掘工作面规模及增速数字化的发展将打造智能化识别、定位、跟踪、监控和管理为一体的智慧矿山平台,构建视觉、听觉、触觉等多维度作业场景分析模型,实现井下各生产系统之间联动控制和全数字化传输、矿山信息采集和处理的实时化、自动化、智能化,促进系统的连贯性、高效性,消除数据信息孤岛,辅助管理者进行决策。由于能源矿业的作业场景的特殊性,往往会面对复杂严峻的条件、多变的采掘环境和广
117、阔的应用面积,给施工作业带来了一定的困难。1.施工场所的数字化水平普遍不高。就目前而言,矿业生产建设涉及多个部门、多个学科,要想打破界限,实现全面数字化绝非易事。2.施工方案反复。特殊作业环境带来的流变、坍塌、瓦斯、粉尘和有毒有害气体等的排放是不固定的,所以施工方案会根据实时情53况产生变化,预演、实验等需要反复进行,费时费力。3.信息孤立。以往的矿山信息化主要依靠光线传输,光纤的架设条件高,带宽有限,承载功能少。企业信息中心也多采用传统服务器集群的建设管理模式,而且各部门信息化系统分立,数据庞杂而分散,反复录入。3.5.2 仿真培训与应急救援模拟能源矿企业数字化转型的一大重要环节就是技术人员
118、培训,由于环境的特殊性,一个细微的失误就有可能造成人员伤亡和财产损失,想达到低风险的安全生产就必须要进行全面严格的培训考核,所以安全且快速的专业培训需求变得愈发强烈。数字化安全生产是落实安全管理制度的重要载体,目前已有部分企业利用虚拟现实、数字模拟等技术为生产培训提供了新手段,整个行业培训逐渐趋向于无人授课、仿真交互、实时操作,越来越体现出数字化转型的先进性、智能化、科技化的特性。由于矿山建设工程的特殊性,要通过真实教学实验,使学生全面了解煤矿生产系统,掌握井巷工程施工工艺,尤其对井巷开挖工程涉及的爆破工程、爆破理论研究及工艺设计、巷道围岩应力分析等知识的学习变得非常困难。不仅教学成本高、风险
119、大、操作难度大,且不能系统、全面、实时、形象地展示实验过程及结果。而且只依靠岗前培训远远不够,实际工作中有太多不可预知的因素,天灾人祸不可能完完全全地避免,因此在技能培训的基础上还要完善应急救援培训,一旦重大事故发生,能做到临变不乱,高效、迅54速做出应急反应,尽可能缩小事故危害,减少事故后果对生命、财产和环境造成的危害。3.5.3 运维巡检能源矿业的日常的检测维护是保障安全可持续生产的重要措施,智能化巡检已成为输电线路巡检的主要模式。2020 年,国家电网设备部下发了关于印发 2020 年设备管理重点工作任务的通知,提出要“加大输电线路巡视无人机推广应用力度”与“推进输电线路通道可视化建设”
120、。随着信息化、数字化的不断提高,巡检结果可视化的需求越来越强烈,矿山的巡检环节整体上呈现出“可视化、自动化、智能化”的趋势特征。矿上作业设备种类越来越多和复杂,占用空间越来越大,对数据准确性、稳定性、人员安全性要求也越来越高,矿山工作外出作业量大、巡检任务多,且作业现场安全隐患较多,单纯依靠运检人员携带检测设备到现场进行巡检,这种方式存在人员劳动强度大、巡检质量和次数无法保证、检测过程可追溯性差。传统的人工巡检已无法满足企业创新发展和数字化转型的需要。3.6.农林业农林业我国的农业耕种面积大,是典型的农业大国,但是农业生产还没有实现专业化和规模化,未来农业数字经济将是农业的发展方向。随着科技不
121、断进步,数字化技术逐渐深入到农林产业的各个环节,数字技术与农林业加速融合,运用越来越多,我国农林业发展已从传统农业向新型农业转变,农业现代化发展成就显著。农业农村部已在 9 个55省份开展了农业物联网区域试验示范工程;深入推进数字农业建设试点,在全国开展了苹果、大豆、棉花、茶叶、油料、橡胶 6 个品种的全产业链大数据建设试点;已批复建设数字农业试点县 13 个;分三批认定全国农业农村信息化示范基地 210 个。农林业数字化给我国农业技术带来革命式的进步,未来将实现农业经营组织化,实现集约化、规模化经营。3.6.1 农业基地目前国外发达国家数字农业基地的发展水平较为成熟,建立了集数据库、模拟系统
122、、专家系统、农业生产为一体的现代化农业基地,大规模集约化的农业生产模式正在逐步实现。我国数字农业基地目前尚在起步阶段,但国家政策给予了大力支持,多地兴建农业示范基地,引进先进化数字设备与技术,加快发展农业数字化转型,其中较为典型的示范基地有河南省农业科学院现代农业科技试验示范基地、江苏省农业科学院试验示范基地、农业农村部南京农机化所农业机械化技术创新试验基地等,大多为产学研相结合的模式,在较为偏远的农业地区普及度较低。农业基地集科技研发、农业生产、示范服务、生态保护、创新孵化等多种功能为一体的现代农业园区,能将经验、知识和技术数据化,实现智能化、产业化、高效化生产,有效解决劳动力缺乏、生产效益
123、低等问题,是未来农业数字化发展的重要环节。建立规模化高效生产的农业基地需提升土地生产管理信息化水平,打造规模化生产,加快农业耕作模式由劳动密集型向现代化、机械化改变。对重要农作物的56种植类型、种植面积、土壤分析、作物长势、灾情虫情实行动态检测与模拟,及时发布预警信息。但当前我国农业基地的发展仍然面临着诸多阻碍:1.农业规模化生产程度太低。我国小农户数量占农业经营主体的 98%以上,小农户从业人员占农业从业人员 90%,耕地和生产高度分散、生产规模小、时空差异大,使得规模化生产进程缓慢。2.农业生产技术和流程标准不完善。年轻群体从事农业林业人数较少,大部分农民受教育水平低,缺乏技术创新和对先进
124、科技的掌握,尚未构建起农产品植物生长模型与基因库。3.精准农业发展缺少支撑。农业生产缺乏现代化的数字设备,数据采集和监测手段落后、速度慢、精度低,无法及时预测病虫、温度与灾害天气对农产品的影响。4.机械化水平不高。大部分生产活动需要依靠人工完成,效率低,耗费人力物力,难以量化。5.防灾演练智能化程度较低。大多还是使用传统的教学培训方法,过于依赖耕作中的经验之谈,缺乏系统高效的培训体系与方法,导致整体的防灾减灾效率不高。3.6.2 农产品推广与溯源网络的不断发展给农产品的销售推广带来了更多平台,“互联网+”农产品的模式逐步深化,促进了农产品网络品牌的打造,特色农产品的认证资助和推广,以品牌化带动
125、特色产业发展。近年来,以拼多多为代表的电商平台兴起,为农业农村现代化和57乡村振兴贡献力量,助力农村产业转型升级,农村电商呈现高速发展的态势。数据显示,2021 年中国农产品网络零售额为 4221 亿元,2022年将达 5293 亿元,同比增长 25.4%,电商服务网点在全国大量建立,覆盖率达 78.9%。农业农村部印发的“十四五”全国农业农村信息化发展规划提到,2025 年农产品年网络零售额将超过 8000 亿元,农产品上行电商人才缺口为 350 万人。资料来源于艾媒咨询农村电商交易规模趋势图随着数字化转型的深入,通过信息化手段将使农产品流通朝着产业化、标准化、品牌化、“绿色”化、规模化、网
126、络化方向健康发展,未来农业发展过程中会以电商为核心,健全仓储、包装、物流、配送、售后服务等体系,将传统的分散式农产品销售进行数字化结合,建立农产品专属的信息的档案,提供产品溯源,促进农产品的服务升级。并且,在农产品电商化的过程中,也会以地域为核心逐渐形成农产品的品牌化与定制化。58传统的网络推广方式都是以视频、图片的形式进行展示,缺乏直观感受,消费者往往会抱有怀疑的态度,且部分电商主播缺乏对产品的详细认知,只是根据广告要求进行推广宣传,无法实现深层次的宣传目的。农产品流通建设相对薄弱,缺乏总体性的规划布局,网络化程度低,未形成高水平、全方位、大流通的市场体系,农民卖难、买难的问题依然突出。经济
127、不断发展,人们生活水平提高,对食品的质量、保鲜程度、安全性要求也越来越高,但农产品流通环节多,想要溯源往往很困难。3.6.3 休闲农业农林业逐步生产现代化的同时也滋生了与之相关的其他产业,例如农家乐、务农体验、田园旅游等。这些产业目前虽在起步的阶段,但近年来发展迅速,2019 年乡村休闲旅游接待游客约 32 亿人次,营业收入达 8500 亿元,直接带动吸纳就业人数 1200 万,带动受益农户800 多万户,成为“绿水青山就是金山银山”的重要实现途径和生动写照。在市场需求的催动下,休闲农业开始向功能多元化、特色化、品牌化和体验方向发展。娱乐方式不只局限于农家乐和乡村旅游,消费者越来越倾向于亲身体
128、验,所以与之相关的采摘、农耕、手作开始崭露头角。但由于休闲农业仍旧属于生产型农业的衍生,具有明显的随意性,定位不明确,策划不清。资源利用方式粗放,产品表现单一,要素服务配套不全,缺乏创新性产品和具有吸引力的项目,且受疫情影响,客源流量十分不稳定。593.6.4 农业产学研科技或者研发团队的强大与否直接决定企业的核心竞争力。近几年农业企业纷纷在产学研模式上发力,或建立实验室或与高校合作,不断提升农业科技自主创新能力和转化应用水平。例如联想佳沃、腾讯、碧桂园等大型企业都陆续进军农业领域,建立研究机构,通过创新生产促进农业数字化转型。随着各大高校农林专业的不断兴起,产学研模式也在日益成熟,借助企业的
129、大力支持,高校的研究学习进一步拓宽,学习方式也将不断创新,朝着数字化、智能化的方向发展,将不再局限于课本和生产基地。由于农林业的特殊性,该专业学生需要了解各种天气变化、环境差异、土壤情况等,但是我国土地面积广阔,环境复杂多变,书本知识不能给学生带来真实体验,实地考察也费时费力。四、虚拟现实生态下数字化转型解决方案4.1.工业数字化转型方案工业数字化转型方案近几年来,虚拟/增强现实、人工智能、数字孪生、工业互联网、5G 网络等数字化相关技术和理念正在逐步渗透到工业场景,为工业场景升级带来诸多裨益,为企业构建更全面的、实时的数据洞察分析、更智能、便捷的生产制造提供了支持。其中虚拟现实技术已成为推动
130、工业数字化转型升级的重要路径,虚拟数字化工业可以看作是智能制造的“未来形态”,通过虚拟现实赋能工业制造各环节、场景,使工业企业达到降低成本、提高生产效率的目的,实现智能制造的进一步60升级。数字孪生制造、虚拟形象、智能辅助将成为打造工业数字化转型的三大解决方案。主要功能3D 建模、仿真模拟、全景拍摄、远程监控AR 识别、智能报警、虚拟形象创建人机交互、多人视频协作、数据采集、智能分析工业数字化的主要功能和应用场景4.1.1 数字孪生制造应用解决方案基于互联网+VR/AR 技术的数字孪生制造融合了三维仿真建模、沉浸式交互手段、计算机仿真技术、显示技术三维可视化、360 全景拍摄等新科技,改变了传
131、统工业生产的理念,将工业生产的所有元素实时生成到虚拟的数字空间中,打造出了虚拟数字化的工业平台,实现了信息同步、数据实时互联,给现代化工业带来了新的技术革命,其优势作用较为明显,是目前工业数字化转型过程中最主要的环节。61整个数字孪生制造系统可基于多媒体的、交互的渗入式或侵入式的三维计算机辅助设计环境,通过三维操作、语言指令支持详细设计与变型设计。通过发布其概念阶段的数字孪生模型,让消费者选择更喜欢的设计方案,然后再进行详细设计和制造。综合运用三维建模、仿真、分布式和虚拟交互等技术,使用各类交互设备,例如数据手套/位置跟踪器、数字头盔、鼠标/键盘、力反馈操作设备等,像在真实环境中一样对产品的零
132、部件进行各类装配操作。同时可实时监控设备和产线的 OEE、产量、质量与能耗等,定位每一台物流装备的位置和状态,辅助管理者进行决策。数字孪生制造基于 VR/AR 技术,实现了实时联动可视化管理,运行设备数据的实时采集,并自动上传到平台上,确保系统中的数据与运行设备的运行情况保持同步。对所有设备进行三维建模,可以快速搜索、定位目标设备,从而查看设备的安装应用信息、归属信息等。利用移动物联网,基于 GIS 地理位置分布,对设备进行远程运维、故障报警、风险识别及预防性维修等。数字孪生制造实现了“虚实结合”的初步构想,它的最终产物是作为现实世界镜像的“克隆宇宙”。2020 年浙江在全国率先提出并打造未来
133、工厂,融合应用数字孪生、人工智能、5G 通信等新一代信息技术,赋能行业数字化转型。杭州的一家生产厨电产品企业依托线下的实体工厂打造了线上的数字孪生工厂,还原了线下工厂里 16 条生产线、150台设备、27 台 AGV 小车的生产节拍,可以模拟冲床的每一次冲压和机械臂的每一次抓取。据工作人员介绍,在这个过程中,数字孪生工厂不仅还原生产,也融入了计算、分析和思考等过程。62数字孪生工厂系统包括用户域、数字孪生、测量与控制实体、现实物理域和跨域功能实体共五个层次。资料来源于数字孪生产业技术白皮书(2022 版)数字孪生制造系统架构4.1.2 虚拟形象应用解决方案在数字化时代,大量的创意创新工具涌现,
134、采用虚拟人进行营销是企业宣传的新路径,虚拟人是通过计算机图形学技术(ComputerGraphic,CG)创造出与人类形象接近的数字化形象,并赋予其特定的人物身份设定,虚拟人在现实中并没有真实存在的实体,是完全虚拟创造出来的产物。企业可利用虚拟人作为形象代言,不仅节省了代言费用,也在一定程度上降低了由于代言人自身行为给企业形象带来的某些负面影响。63与此同时工厂系统后台通过整个孪生数据创建出一个虚拟工业世界,不论企业内部员工还是客户、消费者都可以通过登录系统平台创建虚拟身份进入,虚拟化身可如同在真实世界中一样行走、进行生产操作、社交等。基于三维场景,实现了视点操作、指定路线漫游、对象定位、平移
135、和旋转等功能,让虚拟漫游更加流畅、真实、具有沉浸感。以第一人称视角在厂区内行走,对厂区及设备 360 度观看,通过文字介绍、图片及视频结合形成一套完整的工厂信息管理系统。2022 年华晨宝马马里达工厂正式开业,是宝马集团第一座完全在虚拟环境进行规划和模拟的工厂,从厂区规划、建筑设计、生产线布局到设备调试,全部在强大的 Epic Games 虚幻引擎 3D 创作平台创建数字孪生模型并进行模拟,构建了真正的虚拟数字化工厂。为推动宣传,宝马还打造了相关系列的全新手游宝马 iFACTORY 体验之旅,将线下工厂搬到了线上,以 3D 游戏的形式呈现,真实模拟的华晨宝马里达工厂,让公众可以全程体验一辆 B
136、MW 汽车的生产过程,打造了指尖上的制造工厂。并且随着互联网、通讯能力的提升,以及目前疫情的影响,外部人员、专家也不必亲临现场,可以借助虚拟化身进入工厂、公司会议等,如果本人亲临现场一般,做到远程指导、远程操控、远程交流、远程解决问题、远程协同创新。4.1.3 AR 智慧辅助应用解决方案AR 增强现实技术可以将 2D 或 3D 信息叠加到真实物体和现实环境中,创造了新的信息传递、显示、交互方式。通过 AR/MR 头显设备64+多平台 App、厘米级高精度定位、全球领先的视觉定位技术和空间计算技术、物体跟踪识别技术,多人共享交互等技术融合实现数字化工业中的辅助生产运维,有效提高整体效率。AR 眼
137、镜以及 AR 协作平台可通过语音识别、大数据分析、制图定位导航、避障功能、图像识别、5G、云计算、边缘计算、红外热成像、人脸识别、OCR、NLP、远程专家视频对话等功能辅助工作人员高效率地完成工作。首先,新员工通过佩戴 AR 眼镜可获得沉浸式的培训课程,利用虚拟现实技术生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境,运用某些设备和相应环境的各种感官刺激而进入其中,并可根据需要通过多种交互设备来驾驭环境、操作工具和操作对象,按照提示一步步地进行高度拟真的互动演示、培训,不断模拟规范操作,提高熟练程度。其次,采用 AR 技术创建的虚实结合场景可在真实设备上叠加图片、文字、文件等,设备上每一个组成部分都可以
138、显示出对应的文字说明,且工作人员可对标注进行实时添加与更新,方便不同人员查看注意,实现了可视化协作管理。其次,AR 辅助应用于故障诊断和应急维修不仅可以快速便捷地进行监测和预警,而且可以使后端专家以第一视角与现场人员进行可视化沟通,实现 AR 设备自动监测+专家远程协作两大功能,适用于各类工程设备巡检及维修工作,能够在故障、维修现场,通过远程技术支援,快速判断故障原因,拿出最有效率的解决方案,极大提高人员现场作业规范水平以及工作效率。宝武钢铁于 2021 年打造了“AR 智能运维系统”,通过 AR 眼镜以及 AR 远程通讯与协作平台 HiLeia 的冻屏、实时标注等功能克服了疫情影响65与中德
139、奥三地专家进行远程无障碍沟通协作,顺利实现跨国远程装配。这是我国钢铁业首次通过 5G+AR 进行跨国远程装配,并被定义为 5G智慧钢铁十大应用场景之一。4.2.医疗数字化转型方案医疗数字化转型方案随着虚拟现实技术在各行各业的不断延伸,健康医疗行业也正在与其接轨,正不断革新着医疗领域,主要应用于医院管理、临床手术、医疗教学、医学研究、医疗诊断等方面。医疗发展将紧密结合现有VR、AR、MR 技术,打破数字虚拟世界与物理真实世界的界限,助力生命科学、临床医学等领域发展。以下是基于大数据、AR、VR、5G网络等技术的发展,融合诞生的几种数字化医疗应用解决方案,有助于快速、准确地做出病情诊断,提高整体看
140、诊效率,辅助治疗与手术,加快解决复杂病症,提高医护人员学习效率、临床实践能力。4.2.1 数字化医院管理应用解决方案66数字化医院管理的主要功能与应用场景建立面向医院管理部门的虚拟现实+数字化管理平台,能够整合医院各部门现有信息系统的数据资源,实现医院综合态势监测,解决信息不同步,沟通差、挂号难、查询难等问题。虚拟现实+数字化管理平台借助 VR 实景技术进行门诊实时监控与分析,结合大数据在系统后台对门诊各科室人数、医生接诊情况、医疗设备、床位等信息进行动态监测与整体分析,合理安排门诊时间,缩短就诊等待时间,提高就诊效率。通过系统大数据对患者档案、医护人员排班、手术分级等进行实时更新的可视化管理
141、,将医护资源分配发挥最大效益。对住院部的人数、床位空缺、患者病情等级等进行可视化管理,以便合理安排医生查房和住院办理等,同时 VR 监控可实现实时病房监测,一旦病人有紧急情况可自动报警,为医护人员争取抢救时间。院内 AR 导航系统可进行实景导航与讲解,通过手机 APP对楼座或科室等进行扫描即可获得详细介绍和位置图。通过三维建模和以上所述其他功能可建立整个医院的数字孪生系统,医护人员和患者都可通过系统平台进入医院实时查看,实现医疗管理可视化、医疗数据可视化等。在新华三集团的助力下,华西医院应用虚拟现实、云67计算、大数据、人工智能等前沿技术构建大数据和医疗云平台,实现了单日最高服务门急诊 200
142、00 余人次,同时为上千名科研专家同步开展医学研究提供数字化环境,为传统生产业务、临床医学、科研分析等业务系统提供强大的数字化支撑,实现了云管理平台、医联体智慧管理指标分析平台、科研工作站、临床大数据搜索引擎等应用的整合。4.2.2 临床手术数字化应用解决方案临床手术主要功能与应用场景68虚拟现实技术可应用在临床手术的术前、术中、术后的所有环节,通过 5G、虚拟现实技术、全息影像等技术,解决了病灶观测不便、定位困难、医疗资源地区差异大以及人工难以操作等痛点。医生术前可根据患者的病历数据模拟病灶,可以 360 度观测手术部位状况并制定手术预案,医生可通过远程 VR 视频进行多方会诊确定并进行不同
143、方案的手术模拟,选取成功率最高的方案,提高手术成功率,减少手术时间。且通过 3D 成像展示,病人能随时查看身体状况,家属也能科学地了解疾病并帮助患者放松心情,克服恐惧,避免情绪波动。除此之外与 VR 技术相结合的微型手术机器人可搭载小型操作工具进入人工无法触及的人体部位代替医生的双手为病人进行手术,通过实时 VR 屏幕、VR 头显+人工操控,提高手术灵活度与精确度。5G+AR/VR 技术可实现术中实时成像,便于医生全方位观察手术情况,同时实现跨越地域界限的零延迟远程辅助手术,实现多方会诊,能够提高医疗水平欠佳地区的治愈率。以色列的 Augmedics 公司开发了外科手术可视化 AR 系统,利用
144、AR 穿透性光学器件将患者的脊柱3D 图片投影到外科医生的视网膜上,医生通过 AR 眼镜可以实时看到患者的内部解剖结构。系统还为医生提供了 X 射线视觉,能实时指示手术器具的位置,辅助医生精准进行手术。图片来源于网络694.2.3 仿真医疗教学应用解决方案应用仿真操作实景演练人体仿真解剖操作实景教学仿真医疗教学主要功能与应用场景将虚拟现实技术应用在医疗培训中可解决解剖实体标本供体不足、教学场景缺乏沉浸感、教学资源短缺、人才培养周期长、实战练习机会少等痛点。VR/AR可穿戴设备可以通过采集大量手术真实照片,建立数据模型,还原真实环境,为医护人员提供效果逼真的医疗场景和患者疾病的 360 度视图,
145、透视各器官组织之间的比邻关系,让操作者完整并系统地对手术的全过程进行学习,并通过虚拟交互系统身临其境地加强教学和临床训练,学生能在虚拟手术中不断实践提高熟练程度,解决实体标本供体不足的难题。70而且培训场景多为封闭设计,学习环境沉浸无干扰,提升学员专注力,学习效率更高,能有效缩短培训周期,加速学习者从新手到专家的成长过程;降低培训成本,加速人才培养。除此之外,学生在课余时间也可针对自己没有掌握的内容反复练习,且不消耗实训资源,大大降低了实训成本。图片来源于网络仿真培训平台4.2.4 心理治疗应用解决方案传统的心理治疗需要心理医生通过催眠等方式,将患者带入到想象中的场景之中,然后对他们进行引导,
146、来缓解心理上的各种情绪压力。智慧医疗的出现,可以将这些场景进行预先的可视化和标准测量设定,通过数字化+医疗创造出需要患者体验的场景。如通过模拟患者放松的场景,以虚拟美景让后续的心理诊疗事半功倍。数字化医疗在缓解慢性病患者的疼痛,控制压力,缓解自闭症和治疗中风方面发挥了积极作用。虚拟现实内容制作中心联合北京国奥心理医院与星鲨科技集团,71应用虚拟现实技术辅助传统心理疗法,进行疫情后的心理治疗与干预,研发了针对疫情的心理状况测试与心理干预治疗的沉浸式内容场景平台。该平台基于虚拟现实技术、临床专家实践以及心理学研究,构建了众多优质沉浸式 VR 场景,帮助患者放松身心、愉悦心情、缓解压力、轻松助眠并改
147、善睡眠,附有音乐治疗,催眠治疗,正念治疗等多种数字疗法功能模块,与传统的治疗方案形成优势互补。心理干预与治疗平台4.3.文旅数字化转型方案文旅数字化转型方案旅游数字化的建设目前正呈现智能化、应用多样化发展趋势,多种技术和应用交叉渗透至旅游行业的各个方面。旅游数字化要实现向更高的阶段发展,旅游经济要实现向现代服务业的转型,旅游产业要实现可持续的发展,文旅+虚拟现实是必然趋势,全新的虚拟数字化旅游时代已经到来。虚拟现实为文旅产业的高质量发展提供了更多样的可能性,在数字时代,不断探索文旅行业新业态、发展新思路。文旅行业数字化转型需协调发展,兼顾线上、线下,为此虚拟现实+文旅的应用解决方案也分为以下两
148、种:724.3.1 沉浸式线上景区应用解决方案应用 VR 全景展示技术、数字孪生、物联网等现代科技,打造虚拟线上展示平台,将突破传统旅游参观时间、空间上的限制,使游客能够随时随地去到不同地区,游览各个自然景点、文化展馆等,使参观体验升级,让线上虚拟展示成为线下旅游的最有效的补充与延续。虚拟/增强现实技术将是景区数字化转型的一个关键要素,基于虚拟/增强现实技术搭建的沉浸式景区让用户可以以“化身”形式自由探索虚拟世界,这为无法亲自参观的游客提供机会,并创造了一种不被限制的旅游方式,并支持用户以全新的角色进行探索、社交和创作。并且用户能够通过端口登入该景区平台体验历史事件,领略各地风光、与朋友相邀互
149、动以及购买物品等,通过“镜像虚拟世界”沉浸式旅游。且该沉浸式景区允许人们扮演既定角色,甚至可以做自己、在整个故事中为自己创造角色,给故事增添新角色,这是实现文旅个性化的关键。去年西安着重打造了大唐开元旅游项目,游客通过端口登入 大唐 开元 世界,在完美复原的唐朝街道上游览、购物,享受和现实世界一样的商家折扣,就如在现实生活中一样。与游客“虚拟化身”相对应,景区也可推出“数字推介官”,数字人基于 3D 建模和动作捕捉、语音交互、自然语言理解、深度学习等技术实现人物形象模拟、人物声音克隆、自然语言处理、知识图谱解析等应用,可进行实时的准确交互性对话,与身处虚拟空间中的游客进行互动,可为游客提供导游
150、导览、景点讲解、节目表演等服务。73图片来源于网络大唐开元去年 11 月,由虚拟现实内容制作中心与星鲨科技集团联合打造的大型文旅题材中华民族文化系列片大河之北VR 版本正式发布。大河之北分别从世界遗产、历史文物传承和保护、非物质文化遗产、国家级风景区、时代热点区域五个角度,把历史人物融入时间与空间之内,以全方位展现河北历史文化,使用户能够近距离、多角度、沉浸感体验河北的魅力。大河之北74除此之外,虚拟线上展示平台还可以搭建虚拟博物馆,以 VR 全景的方式或三维建模两种方式 720 度展现博物馆的场地和展品,以交互体验为基础实现场景漫游、场景交互、虚拟导游等环节,能够让用户通过虚拟化身在逼真的虚
151、拟场景游览参观,通过多种交互了解文化历史。通过数字化技术,让中国传统建筑能够在数字空间生动的复原和呈现,让虚拟现实的世界产生互动开始,最终达到通过数字化技术,将所有真实世界存在的物理存在物、秩序、规则进行由实转虚的转换,让人类可以参与,让虚拟现实的世界产生互动,最终构建一个与真实世界平行的虚拟数字世界,从而实现全社会的“数字化转型”的目标。4.3.2 线下景区数字化应用解决方案近几年提出的“虚实结合”理念能够帮助线下旅游景点获得“重生”,借助 VR/AR 等虚拟现实技术、5G 网络、移动电子设备等,物理景点的可探索性将被大大提高,有助于解决文化景点缺乏亮点、乏味枯燥等痛点。通过增强现实(AR)
152、技术、立体投射镜成像技术等,依托于大数据云平台进行数据资源采集,利用增强现实、三维建模等数字化技术进行数字化还原,实现历史文化的数字科技化。搭建基于移动终端的展示平台,用“图文视频虚拟动画”的方式使文物变得鲜活起来,打破时间、空间和平面展墙载体的限制,营造自然的混合式体验。游客在景点前可通过移动端上的应用程序对景点进行 AR 智能扫描识别,与之有关的背景即可栩栩如生地展示出来,根据历史人物的指引,“穿75越”回该景点的重要历史时刻,饱览当时的风土人情:千百年前的古建筑真实地浮现在眼前;历史人物能与你成为朋友友好互动;壁画上的猛兽将复活过来与你追逐嬉戏。华为联合敦煌研究院推出了“敦煌超感知影像”
153、,借助华为 P40 系列手机的超感知影像能力成功复活了九色鹿,让它从壁画中走了出来,华为河图通过厘米级的空间识别技术,复制出一个与实景相同的虚拟莫高窟空间,千年前的历史,千年前的敦煌凭借现代科技的力量从湮没的时空中重现,带给我们叹为观止的视觉冲击。同时可在系统中设置虚拟实时互动闯关小游戏,让单纯的游览观赏变得更加生动有趣。图片来源于网络虚拟场景过山车体验以主题景区为例,游客可通过虚拟身份在实体空间以虚拟交互体验推动线下沉浸,通过虚拟技术结合移动终端同步线上虚拟世界的搭建,实现物理世界与数字世界的不断融合是数字化文旅的一大愿景。文旅不仅仅是参观体验本身了,其将拥有更强的社交属性,这种依托76项目
154、既有空间形态加持沉浸式体验的模式,打开了文旅运营的新思路。图像、音频、三维虚拟场景、全景互动等数字化内容的应用为参观者观赏、学习、娱乐提供了沉浸式、实时交互、智能互动的优质体验。4.4.交通运输数字化转型方案交通运输数字化转型方案当前,交通行业数字化转型目标明确、路径清晰,核心要义是推动新一代信息技术与交通行业深度融合,构建综合交通大数据中心体系,以数据资源赋能行业的转型发展。而虚拟现实相关技术的发展更是为交通行业转型提供了强大的动力支持,在新的时代背景下,交通行业的数字化转型将会显著缓解交通拥堵,改善城市交通状况,发挥最大城市交通效能,建立人、车、路协调运行的新一代综合交通运行协调体系,实现
155、城市交通系统的整体运行效率提高。图片来源于网络数字化交通应用场景4.4.1 数字化交通管理应用解决方案通过 AR+AI+算力核心等技术可实现全交通人、车、路、环境的全路网覆盖监控和场景化智能分析,并以此为核心,结合 5G、大数77据、物联网等技术,推动整个交通行业的跨越式升级。虚拟现实+数字化交通管理平台可以将交通业务对象在虚拟空间进行展现与讨论,不论是业务处理人员还是办理人员都将以“虚拟身份”登录系统平台在虚拟场景中进行办理,政务服务“现场办理”的必要性被削弱。交通政务管理平台提供全天候在线公共服务,身份系统认证办理人员真实身份,并发放不被篡改的电子证照,为人们提供了便捷的公共服务,为打造服
156、务型政府奠定基础。虚拟现实+数字化交通管理平台通过在虚拟空间中再现真实交通运行场景,通过“虚实融合,以虚控实”的方式提高交通基础设施的精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力。利用感知接入和边缘计算对实时交通指数、拥堵路段、交通事故、监控视频等信息进行监测,并结合专业的模型算法,对辖区路况态势进行科学评估,为交通管理指挥提供科学的决策支持。通过地图与 AR 实景融合的技术,实现二维 GIS 地图、VR 全景地图、在线 3D 地图、在线卫星地图、在线街景、倾斜摄影地图以及平面地图的全域地图融合。通过对各类重大事故模拟和人员行为数值模拟的仿真,在虚拟空间中最大限度地模拟真实情况的发生。将安全生产
157、重大事故进行三维复盘,形成标准化、数字化、可视化案例库。以案例为抓手,开展隐患发现、风险辨识、事故三维复盘、原因分析、过程推演、应急演练等,提升从业人员安全生产和应急处置能力。通过对管辖区域内各类治安重点人员和敏感人群进行多维度可视化监测,包括各类重点人员的数量、敏感事件、流向、地域分布、运行轨78迹、流入流出方式等信息,增强公安部门主动预防和打击犯罪的能力。除此之外,虚拟现实+数字化交通管理平台还可以运用 5G、AR、深度识别、多维信息采集、大数据分析、云边融合、人工智能等技术手段,建立智能化运维平台,辅助管理人员进行铁路和公路电网、机器、车厢等设备的运维巡检,可提供设备的数字孪生数据显示、
158、表针识别核查和上传保存及重要部件预警提示等,再结合 AR 眼镜技术进行远程专家接入,支持机器人自动巡视、设备状态智能判断、3D 大屏实时展示等功能。数字化交通管理平台系统架构在 2022 年 9 月举办的上海交通数字治理分享会上,市交通委表示将持续拓展数字孪生应用的深度和广度、全面融入城市运行“一网统管”体系,作为数字化转型的新型示范项目,杨浦大桥数字孪生交通系统在上下桥管理上发挥着重要作用,在全桥布设了 5 万余个静态设施设备空间管理单元,和 17 类 1100 多个结构安全数据感知点,实时监测风速、风向、大地震动等环境数据;同时设立 5 大类 120 多项结构安全指标,均通过数字孪生编码自
159、动匹配三维空间位置,实时反馈孪生桥梁当前指标监测数值;运用车辆模型动态模拟软件,实现桥79上车辆动态孪生仿真,并对其中需要关注的营运车辆保持全程跟踪,为运输管理提供直观、高效的数据支撑,实现数字赋能、精准研判、实时处置。4.4.2 数字化物流应用解决方案数字孪生是数字化概念下物流行业的核心技术,是将现实物流映射到虚拟世界过程中,确保动态仿真、实时跟踪、环境掌控等层面的先决条件。能够有效解决当前物流行业数据协同难、仿真程度低、效率低等问题。虚拟现实技术则是将数字化概念下物流行业发展进一步放大的依托,基于此我们可以在虚拟世界中完成购买、发货、物流实时跟踪等操作,实现物流的全景实时数字孪生。将物流运
160、营的基础设施(各仓库、场站、码头、园区、站点以及路线和车辆)、设备以及人和运营操作等进行全景实时的数字化复刻和孪生,通过数字化和互联网技术为现实的物流世界打造一个全景实时、数字孪生的虚拟结构体系。在作业监控区内,动态采集人员和车辆轨迹,实现相关人员“事前、事中、事后”的活动规律追溯,实现园区事件的可视、可溯、可管、可控。在运输途中结合全景地图与 VR 实时监控保证运输车辆的安全性与及时性。顾客通过虚拟身份登录物流前端系统,可查找自己下单的货物并进行全程监控。在数字孪生的基础之上人工智能物流机器人也将得到更广泛的应用,能完成对应现实的实际操作,通过虚实融合实现无人仓储、无人拣货发货等环节。其次,
161、在物流教学过程中使用虚拟现实相关技术可达到快速培训的目的,用户仅用点击、拖拽等简80单的手势即可在移动终端的屏幕上操作产品以及旋转、缩放模型,全方位地了解物流设备的每一个细节。也可以通过点击按钮这样简单的交互方式驱动模型运行,观看物流设备的作业动画,甚至是多种物流设备协同作业过程,进一步提升物流设备认知学习的乐趣,让学习变得轻松、简单。4.5.能源矿数字化转型方案能源矿数字化转型方案目前能矿业数字化正进入快速发展阶段,混合现实、区块链、人工智能、云计算、大数据、物联网、5G 等先进信息技术快速融入能矿行业数字化转型全环节,进一步打开了能矿业转型的大门,促进各类资源和要素以更便捷的方式向更有效益
162、的领域流动,扭转能矿行业发展模式、提升行业全要素生产率,走向高度智能化、精确化和标准化生产,成为未来能矿业发展的新方向。4.5.1 孪生矿山应用解决方案利用虚拟现实技术还原矿山实景与实时变化是当前能矿业数字化转型的重点环节,通过数字化的还原能实时监控矿井,极大地降低了自然与人为两种因素可能造成的经济与人员损失,有效提高开采效率。同时便于技术人员和专家为矿山提供更好的远程服务,对采集到数据进行智能分析,优化矿山运营,保证矿山生产高效、安全地进行。全景仿真数字化主要基于数字孪生、人工智能等技术,通过全景仿真地形、仿真矿井搭建等方式,实现虚拟场景下矿山开采的规划推演、方案模拟和预案验证,从而反馈指导
163、整个矿山开采的过程运行、资源配置和应急救援。结合数字建模技术、计算机图形渲染技术以及81虚拟现实头盔等设备构建三维可视化模型,包括地理信息、矿井巷道布置、巷道结构、生产设备和工业场地等模型,例如矿区地表及矿床三维可视化模型、矿山工程地质、水文地质及岩石分布模型等,并且实时进行数据采集、处理、传输、存储、显示与探采,能够有效建立矿山空间数据库、直观准确地显示地层、断裂、矿体等信息,实现矿山规划与开采方案的决策优化,矿山主要设备运转状态信息的实时监控、生产环节的监控与调度,矿山环境变化及灾害的预警。同时通过交互式的改变可视化模型中环境的参数或状态,多角度观测分析潜在事故,降低开采风险。通过整合集成
164、矿区自然地理环境、主要生产和环保设施、主要环境监测数据、污染防控措施等信息,构建环保“一张图”。在非煤地下矿山领域,河钢集团率先搭建了矿山数字孪生可视化平台,集成虚拟现实、应用物联网、大数据、三维 GIS 等技术,辅助添加 VR 智能设备、裸眼 3D 混合现实空间装置等数字化产品。同时,通过大范围、深层次的数据采集,建立起一套完整的三维矿体模型、地表模型以及勘探数据库,构建矿山应用场景数字“画像”,实现各项业务数据之间的协调应用,打破区域管理限制的鸿沟,以真实数据驱动虚拟场景,实现了跨物理时空的数字孪生具象化。4.5.2 AR 辅助协作解决方案能矿行业 AR 数字化解决方案以 AR 头戴计算机
165、为平台,搭载数字化协作软件实现人、设备、数据、技术的无缝连接,赋能勘探与开发、存储与运输、炼化与销售和工程建设等环节,帮助能矿企业提高组织82远程数字化协同能力,降本增效,提高盈利能力。资料来源于网络主要应用场景AR 辅助技术广泛地应用于能矿行业的勘探与开发、储存与运输、炼化与销售、工程建设等环节,有效提高了巡检、工程监督、数据分析、人员培训等业务的效率,为工程设计规划和施工管理提供一种全新的可视化环境和综合管理平台,为我国矿山数字化、智能化以及无人化开采提供了有效的技术支撑。主要功能及益处83AR 远程协作系统主要功能是采用高清、双向、实时音视频的方式,并结合 AR 指示标记等技术达到远程端
166、和现场的无缝对接,有效提高了数据价值、工作效率、新员工技能、故障解决率,降低维修保养成本、设备停机时间。基于智能全景实时视频 AR 的巡检方法和装置,可以实现对现场各种类型的仪器仪表设备的识别管理和现场监控,实现数据自动采集、传输和分析处理,可自动保存巡检记录并生成缺陷库,并通过大数据分析进行智能报警。工作人员利用智能前端设备,完成高性能的人机交互,根据系统指令进行操作。远程协作系统有两种运行方案,一种是基于私有云架构,一种是基于公有云架构,这两种方案的安全性都比较高,不同企业可根据自身需要进行选择。资料来源于网络AR 辅助系统架构4.6.农林数字化转型方案农林数字化转型方案现代科学技术的迅猛
167、发展,给农业带来了变革的技术基础,与农84业产业相倚为强。数字孪生作为数字化农业重要的基础性技术,为农业的数字化转型提供了平台,在此基础上,区块链、人工智能、虚拟现实、智能机器人等技术应用于数字化农业,使其具有了真实世界的属性,同时兼具虚拟世界的便利、低成本、快捷的优点,为农业生产的进步带来了新的可能性。目前的数字化农业以基于数字孪生打造的虚实结合的农业基地为主要解决方案。4.6.1 数字农业基地应用解决方案利用虚拟现实+数字孪生、三维建模、传感设备、大数据等技术创建的农业基地囊括了农业生产、销售、售后的所有环节,并且延伸出了基于农业领域的其他产业,能够有效解决目前农业生产规模化水平低、生产过
168、程不透明、农户收益低下等问题,极大地提高了农业的数字化发展。农业基地主要功能与应用场景85农业基地通过数字孪生技术,构建了数字孪生基地,1:1 真实还原整个基地环境,农业各个环节的用户都可通过创建虚拟身份,随时随地进入该基地,实时查看作物情况、生产过程及食品安全确保了农作物生产的高度透明与安全监督。并且通过气味生成器、触觉反馈传感器等可以让用户接近真实的触摸作物,闻到泥土、鲜花、蔬果的味道。同时随着近几年乡村休闲娱乐热度的不断上升,越来越多的城市居民喜欢去体验亲手种植,但疫情的反复极大地阻碍了该产业的进一步发展。但虚拟现实打造的农业基地为其提供了另一种发展路径,消费者可通过虚拟化身足不出户身临
169、其境去到农业基地体验线上交互式的农耕乐趣,并且基地平台还设置了认养活动,消费者可选择认养一棵树、一块地等,由农户根据消费者需求对其进行耕作施肥,待作物成熟基地还可提供快递上门服务,让消费者吃到自己云种植的蔬菜水果。上海鲲宇网络科技有限公司自主研发了一款名为“绿谷世界元农场”的应用。用户们从这里进入数字世界的农场亲身体验全新的农民生活,这里有数亿种组合且不重样的数字艺术品,让无论是人物、动物、农作物甚至宠物都有着唯一的展现,用户将在这里成为数字农场中最优秀的农场主,建立属于自己的豪华农场,用户在游戏中投入资源和时间,且最终可以获得来自实体农业的奖励。通过三维建模+AI 算法等可模拟农作物生长,打
170、造虚拟仿真农作物,建立农作物生长模型,通过虚拟施肥、果树虚拟剪枝、作物虚拟育种的分析与选择、虚拟环境数据的变化,可以利用大数据有效地预86测出不同条件与环境下未来作物生长的走势及结果,在短时间内收集到大量的植物生长数据,有效提高了生产效率。甚至可以模拟害虫的活动、天气变化及农作物受害后的生长情况,通过分析确定最佳的施肥、喷药方式和时间,像洪水、干旱等问题,可以利用 VR 技术,脱离自然环境做实验,进行农业危机预警并寻找解决方式并实时记录每次灾害模拟的过程,农户可以通过 VR 进行学习及操作,提高防灾减灾意识,了解防灾减灾措施。资料来源于网络农业基地系统架构虚拟现实+数字化农业基地实行全方位实景
171、监测,建设人机协同的天空地一体化数据信息采集体系,对生产基地进行全方位的监控管理,通过对应的传感器实现对整体种植环境的精准识别,包括温度、土壤湿度、有机质、株叶态势、虫情、病菌等,形成农业诊断预警系统。此外将人工智能技术应用于生产,利用虚实联动技术,通过对基地三维建模,构建出了高精度的三维模型,然后在虚拟世界中设定好87农耕机器人的运动规划方案,依托于各类智能终端可实现机器人的自动采摘、劳作工作,降低基地管理成本,实现农业生产精准种植。在全方位实景监测过程中,除监测预警外,系统平台还可进行实景记录,每棵作物的成长都记录在案并且自动生成追溯码,消费者买到后可自行扫描查看作物生长全过程,构建端到端
172、的农业溯源体系,让消费者买得放心,吃得安心。五、虚拟现实生态下数字化转型发展趋势在政策与技术的持续强力支持下,我国的数字化转型将实现长远稳定发展,各行各业都已经逐渐踏上了数字化转型的征程。社交、移动、分析和云计算技术与日益增长的巨大存储容量和超级计算能力相结合,催生了以前无法想象的新业务流程和模式,而虚拟现实技术的不断进步为数字化转型提供了一个更加全面的场景,将改变目前各个行业的经营环境,作为关键技术的 AR/VR 已成为数字化转型的重要抓手和打破发展瓶颈的关键,并在经济发展中发挥着重要作用,虚拟现实生态下的数字化转型将呈现以下趋势:5.1 虚实结合:体验沉浸化虚实结合:体验沉浸化虚拟现实技术
173、将为各行各业打开了数字化协作的大门,帮助企业将其现实中的业务活动扩展到了虚拟世界,用户可以在一个越来越接近现实世界的虚拟世界中工作,打造出接近现实的沉浸式办公。在数字世界用户对空间的感知建立在 VR、AR、MR 等技术所生成的实时动态三维图像之上,立体逼真的画面和全景自由的视域范围会带来高度88的沉浸感,并从数据三维可视化、数字化身和真实的交互体验三方面让人产生身临其境的数字化空间感知。1.数据三维可视化1.数据三维可视化在数字经济时代,企业经营过程中会产生大量的数据,数据的价值日渐凸显,数据管理难度也不断提高,数据三维可视化应需而生,成为一种新的管理、分析和交互数据的方式,是企业向数字化转型
174、的关键。通过三维可视化形式,企业各个运行环节的数据可以完美直观地展现出来,具象的可视化表达在信息处理上要比报告、表单等更加便捷迅速,用户可以轻松获取数据资料并直观地了解问题,企业管理者更加方便地理解各种静动态、多维度的数据含义,避免工作过程中信息传递链条的断裂,全面提高了经营管理效率和市场敏感度,让企业更加了解自身、了解市场。我们可以看到近几年,大批企业在数字化转型过程中已经开始采用数据三维可视化,从工业生产到市场营销再到公众服务都可以看到数据三维可视化的身影。不少企业基于 VR、大数据等技术打造三维可视化信息系统实现了集中化、可视化、一体化的数字管理模式。数据三维可视化的不断发展为企业创造了
175、更多有价值的商业信息、辅助企业管理者进行科学的决策,整合优化企业信息资源与服务,未来数据三维可视化必然会有更广泛的应用,成为各行业发展的核心推动力。2.数字化身2.数字化身在疫情时代,企业对远程办公的需求也较为强烈,但传统的线上89交流很难达到面对面交流的效果,而数字化身的出现能让企业人员在数字世界中捏造一个分身,实现身临其境的体验,开展在线协同合作让员工参与到工作的各个环节中,并基于虚拟现实的终端设备实现沉浸式办公,减少了沟通障碍,打破了时空上的限制。此前,不少资本就已嗅到了数字化身的发展前景,早在 2021 年微软 Teams 就提出了数字化身参加在线会议功能,这种办公方式将会让使用化身的
176、人在会议中非常有存在感并沉浸其中。除此之外,客户和消费者也能通过数字化身进入企业进行远程参观消费,如同在真实世界中一般。未来数字化身将逐渐渗透各个领域,沉浸交互功能凸显,推动信息网络空间从以“物”为核心向以“人”为中心的“智能化数字空间”转变。虚拟数字化身将成为一切数字活动的基石,可打通身份、数据、信用和资产体系并逐步与现实身份融合,克服一些空间、时间因素,实现多场景服务。3.真实的交互体验3.真实的交互体验在交互性方面,交互体验不再是单一维度的数字人际网络和个人独享的虚拟场景,而将会更多注重网络化的高度连接和音频、气味、温度、触觉等感官的交互性,沉浸感不断提升,其与现实感官将密切交织,人的行
177、为感知也将因此改变。用户能像使用真实的肢体操作现实物体一样对虚拟信息进行操作,并且交互反馈具有极强的实时性。这不仅能为企业提供逼真的工作环境,享受更安全、高效的操作培训和安全教育体验,并在需要远程协作、多人协同的行业领域可以极大地降低差旅成本,提升工作效率,而且这种沉浸式交互也将成为企业90的另一种公关和营销渠道,促进开发新的营销、销售和客户体验的新策略,虚拟数字化世界能为用户创造新需求和有意义的新体验。5.2 数智世界:行为智能化数智世界:行为智能化企业在不断加速数字化转型,不仅是提供数字化产品,还包括数字化生产制造以及数字化销售、服务和营销。在这个大背景下,支撑企业生产运营的办公环境也需要
178、更加智能化。虚拟现实生态下的数字化转型是对现实世界的虚拟化、数字化过程,需要对内容生产、经济系统、用户体验以及实体世界内容等进行大量改造。上一代互联网技术实现了窄带人机交互,利用手指的点按滑动等操作,实现视觉和听觉的二维数字化。随着虚拟现实生态下关键技术的发展,下一阶段将会实现宽带自然交互,实现更加智能化的数字化。在智能交互方面,更加智能化的业务流程设计将涉及更多用户生成情境。业务流程将通过基于场景的工作流程管理和职业培训的游戏化模拟,提供更多的类别和细节。在全新的生态下,用户可以获得新的体验在一个越来越接近现实世界的虚拟世界中互动,其必将提高终端用户的创造力、生产力和多样性,为企业中的不同参
179、与者创造一个虚拟商业共同空间,以推动工作协同效率,设计更多生动和兼容的产品,企业的人员招聘和组织设置不再有地域限制,最终彻底消除“距离感”,实现企业的降本增效。在行为感知层面,虚拟现实等新一代信息技术与数据结合,实现了更加智能化的体验。虚拟现实生态下的数字化通过对生产资料的在线数字化,获取实物点云模型;通过打通各个数据孤岛,实现三维数91据的即时呈现,以发挥数据更大的价值。有了这些支撑,使很多的决策变得更加合理,决策做出的速度也更加迅捷。一旦实现,每一个决策都是基于数据做出的,每一个动作都是自动化的,最终实现真正的柔性化生产,满足用户的客制化需求,同时风险可控。5.3 虚实共生:商品数字化虚实
180、共生:商品数字化工业经济时代,企业经济活动只有一个世界物理世界。随着虚拟现实为代表的三维数字空间日益发展,出现了“两个世界”并存的状况,企业经营活动可在物理世界与数字世界之间相互配合。利用虚拟现实技术,通过把物理世界、物体信息、业务场景映射到数字世界,越来越多的企业经营活动迁移到了数字世界进行,数字世界将会成为社会的另一个主体。在这个过程中,企业经营活动的生产成果也势必会向数字化方向发展。以数字藏品为例。2021 年被称为“NFT”元年,同时国内数字藏品市场也开始蓬勃发展。无论是互联网公司还是传统企业,纷纷开始发行自己特定的数字藏品。据统计,2021 年我国共计发售数字藏品数量约 456 万份
181、,总发行价值约为 1.5 亿。国内各路资本纷纷入局,腾讯、百度、京东、哔哩哔哩、阅文集团等都纷纷推出自己的数字藏品。数字商品的价值也在今年开始放大。数字化的商品可以无视复杂的供应链,大规模地向市场“铺货”,同时可以给用户提供更加多样的商品体验,最终为企业带来巨大的收益。近两年,耐克、三星等一批全球知名企业纷纷在 Roblox 发布了各自的虚拟商店,通过借助 IP92打造与消费者互动方式,给商品带来的创新玩法。数字商品给传统企业带来了深刻影响。以耐克为例,目前耐克数字(Nike Digital)已能够占耐克品牌收入的 26%,是耐克市场中增长最快的一块。数字藏品、数字商品的出现拓宽了数字资产的边界。数字资产不再仅仅与数字货币相关,而是与现实世界有了更为密切地联系。任何商品都可以铸成数字藏品,无论是实物资产还是图像、音视频、游戏道具等各种数字内容,增强数字内容的可交易性。