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类型恩弗第科技:中石油元宇宙白皮书1.0(2022年)(26页).pdf

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    恩弗第 科技 石油 宇宙 白皮书 1.0 2022 26
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    1、深圳市恩弗第科技有限公司 NFTNONE.com中石油元宇宙白皮书中石油元宇宙白皮书1 1.0.0(2022(2022年年)深圳市恩弗第科技有限公司 NFTNONE.com目录目录一、前言一、前言.1 1二、元宇宙及其发展情况二、元宇宙及其发展情况.2 22.1 元宇宙的基本概念.22.2 元宇宙的主要特征和技术体系.32.3 全球元宇宙发展现状及特点.32.4 我国元宇宙发展现状及特点.5三、中石油元宇宙概述三、中石油元宇宙概述.7 73.1 中石油元宇宙定义.73.2 中石油元宇宙技术与产品.7四、综合集成应用四、综合集成应用.9 94.1 营销新模式.94.2 设计场景.94.3 从智能

    2、制造到智慧制造场景.104.4 工业产品应用场景.114.5 质量管理场景.134.6 库存管理场景.134.7 物流管控与优化场景.144.8 人机结合.154.9 从企业到生态平台,再到中石油元宇宙.19五、政府监管与政策支持五、政府监管与政策支持.2121六、未来的展望六、未来的展望.23231一、前言一、前言元宇宙(Metaverse)的概念最早由美国作家于1992年提出。2021年3月,美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书,引发了社会各界的关注。2021年10月,Facebook更名为Meta,引发了“元宇宙”概念第二波热潮。国内外巨头企业纷纷布局元宇宙领域。我国一些地

    3、方政府也积极布局元宇宙,上海、武汉、合肥、无锡、杭州、南昌、厦门等地先后提出重点发展元宇宙相关产业。元宇宙成为各界关注热点,新模式新业态不断涌现。中石油元宇宙在2022年正式成立,旨在打造一个服务于工业的生态级元宇宙,即在元宇宙中新建整个工业生产体系,模拟物体和人在现实中各类特征,抽象出软件层面的接口,包括行业应用层、共性应用层、模型构 建层等架构。2二、元宇宙及其发展情况二、元宇宙及其发展情况2.12.1 元宇宙的基本概念元宇宙的基本概念元宇宙(Metaverse),由美国科幻作家尼尔斯蒂芬森(Neal Stephenson)于1992年在其著作雪崩中提出,是指一个与现实世界平行、相互影响并

    4、且始终在线的数字虚拟世界。人们可在元宇宙中生活、娱乐、工作、交易,比如在虚拟世界中与家人朋友吃饭逛街、用虚拟货币交易等。2021年3月,美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书,引发了社会各界的关注。2021年10月,Facebook更名为Meta,确定将在未来几年转型成为元宇宙公司,引发了“元宇宙”概念第二波热潮。业界对“元宇宙”的概念众说纷纭,至今未有被广泛认可的确切定义。国内外科技巨头、企业家、知名学者对“元宇宙”的理解认知主要有五类:一是认为元宇宙是下一代互联网,例如Meta首席执行官扎克伯格说“元宇宙是更好体验版本的互联网”;二是认为元宇宙是新型互联网应用,例如清华大学研究

    5、团队提到“元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态”;三是认为元宇宙是数字经济的新形态,例如南京大学钱志新教授讲到“元宇宙是数字技术的大集成,是数字经济的高形态元宇宙”;四是认为元宇宙是数字化手段构建的3D空间,例如英伟达创始人黄仁勋说“现实世界和元宇宙是相连接的,元宇宙是数个共享的虚拟3D世界”;五是认为元宇宙是一种体验,例如杜比实验室首席执行官凯文叶曼认为元宇宙是一种视听体验。中石油认为:元宇宙的“元”具备创新、创造的特征,“宇宙”代表时间、空间和人的概念。元宇宙是以信息基础设施为载体,以虚拟现实(VR/AR/MR/XR)为核心技术支撑,以数据为基础性战略资源,构建

    6、而成的数字化时空域。32.22.2 元宇宙的主要特征和技术体系元宇宙的主要特征和技术体系元宇宙具有虚实融合、去中心化、多元开放、持续演进等特点。伴随新技术的迭代升级和新应用的融合创新,“元宇宙”的内涵外延将不断拓展延伸。技术演变为“元宇宙”构建平台载体。现实世界技术发展日新月异,为“元宇宙”发展带来契机。以物联网、互联网、5G/6G网络、Wifi6等通信设施及技术为基础,构建“元宇宙”基础设施,为虚实融合及交互提供平台载体。运用云计算、人工智能、区块链等为代表的数字化新技术,将真实宇宙数字化,生成虚拟宇宙,虚拟宇宙具备真实宇宙的所有特性。最后在大数据中心、智能计算中心、边缘计算中心等算力基础设

    7、施上,对虚拟宇宙进行再创造,达到虚实融合。以虚拟现实为核心的信息技术构成“元宇宙”技术主干,推动多类型新兴技术融合创新发展。“元宇宙”以虚拟现实(VR/AR/MR/XR)头显、智能可穿戴、脑机接口等打通与现实世界沉浸式交互的接口,以数字孪生、三维仿真等建模仿真工具、内容制作工具构筑虚实交互体验,以实时渲染、4K/8K超高清视频、三维/全息显示等实现真实、顺畅的交互呈现,最终在基础芯片、元器件、操作系统等软硬件技术基础上构成“元宇宙”终端入口。2.32.3 全球元宇宙发展现状及特点全球元宇宙发展现状及特点1.1.政策层面,美国自上而下鼓励投资与监管并行,日韩出台政策积极推动政策层面,美国自上而下

    8、鼓励投资与监管并行,日韩出台政策积极推动美国率先推出元宇宙概念,拥抱创新的同时积极关注数据安全与加密货币监管。对于加密货币实行牌照化管理,因州而异,但框架逐步完善,可执行性强,有效遏制了初期区块链和数字货币领域出现的乱象。韩国表现出对元宇宙强烈的紧迫感,已出现从用户群体到平台搭建者共同营造的元宇宙热潮,政企合作共同布局该领域,2021年11月3日,首尔市政府制定了全球第一个中长期元宇宙政策文件“元宇宙首尔基本计划(Basic Plan for4Metaverse Seoul)”,宣布建立名为“元宇宙首尔(Metaverse Seoul)”的元宇宙平台。2021年7月,日本经济产业省发布了关于虚

    9、拟空间行业未来可能性与课题的调查报告,归纳总结日本虚拟空间行业亟须解决的问题,以期能在全球虚拟空间行业中占据主导地位。11月,日本成立“一般社团法人日本元宇宙协会”,将与金融厅等行政机关相互配合,启动市场构建,力争使日本成为元宇宙发达国家。2.2.技术层面,基础设施、终端、平台先行,多种技术积累为元宇宙奠定技术基技术层面,基础设施、终端、平台先行,多种技术积累为元宇宙奠定技术基础础美国作为元宇宙开拓者,底层技术领先,产业布局全面。Meta、微软的XR头显设备占据XR半壁江山,占据了元宇宙的硬件接入口;Amazon、微软、Google、IBM等科技巨头在云计算领域的市占率排在全球前列,目前全球9

    10、0以上大型游戏公司依托Amazon云在线托管。此外,在算法方面,Google、Mate、亚马逊、微软等科技巨头纷纷布局基础算法框架,开发TensorFlow、MXNet、CNTK、Caffe等一批主流人工智能算法框架;底层工具方面,Unity开发的游戏引擎、EpicGames的虚幻引擎、Decentraland的经济系统等,为元宇宙世界创作者提供了强大的创作工具。3.3.应用层面,社交、娱乐、文化领域率先发力,工业制造领域逐步跟进应用层面,社交、娱乐、文化领域率先发力,工业制造领域逐步跟进社交与游戏方面,典型的入局者为Meta,目前已形成了相对全面的业务布局,莉莉丝、罗布乐思等游戏公司相继推出

    11、元宇宙相关游戏,索尼依托日本ACG产业积累及丰富的IP资源,旗下Play Station VR在全球销量排名前三。虚拟数字人方面,目前已有众多公司或机构入局虚拟数字人,且技术的仿真效果更加成熟,如入学清华的首个AI虚拟学生“华智冰”、阿里的AYAYI、抖音UP主柳夜熙等。此外,从娱乐等应用场景向外延伸相应的技术应用已应用在演出及会议等领域,2021年11月,贾斯汀比伯与虚拟音乐会公司Wave VR合作,向全球歌迷献上了一场30分钟的“元宇宙演唱会”。在工业制造方面,美国已将元宇宙5成果应用于工业制造领域,宝马使用Omniverse设计整个工厂的数字孪生体系,在真实生产新产品前,完成设计、模拟、

    12、优化等一系列复杂的过程。4.4.生态层面,产业联盟、龙头企业积极响应,共筑元宇宙生态圈生态层面,产业联盟、龙头企业积极响应,共筑元宇宙生态圈韩国科学技术和信息通信部在2021年5月发起成立了由政府领导、囊括200多家公司和机构包括SK电讯、现代汽车、韩国移动互联网商业协会等的“元宇宙联盟”,合作进行元宇宙层面的道德与文化实践,分享技术趋势及见解,并启动联合开发项目。中国在各地政府、企业的助推下,相继成立了长三角元宇宙联盟、广州元宇宙创新联盟等产业联盟,致力于协同上下游推进元宇宙发展。三星等巨头也积极为元宇宙搭建资本基础,推出元宇宙基金并大受欢迎。2021年11月,英伟达、Roblox等四家知名

    13、科技巨头高管围绕“元宇宙愿景”举行大型讨论会。国内互联网企业抢先布局,通过并购等方式不断完善产业链体系,形成了以龙头企业为核心,版图不断扩展的生态。2.42.4 我国元宇宙发展现状及特点我国元宇宙发展现状及特点1.1.各地相继出台支持元宇宙相关政策,抢占元宇宙先发优势各地相继出台支持元宇宙相关政策,抢占元宇宙先发优势部分城市在规划、政府工作报告中先后提及元宇宙。目前,杭州未来科技城发布XR产业发展计划,布局元宇宙,推动产业升级;无锡发布了太湖湾科创带引领区元宇宙生态产业发展规划,提出打造国内元宇宙生态产业示范区;北京表示将推动组建元宇宙新型创新联合体,探索建设元宇宙产业聚集区;成都布局成立元宇

    14、宙产业联盟,将构建交子大道元宇宙中心;上海市经信委印发的上海市电子信息产业发展“十四五”规划中提到对元宇宙的产业布局;厦门市工业和信息化局、厦门市大数据管理局联合发布厦门市元宇宙产业发展三年行动计划(2022-2024年)(以下简称计划),力争到2024年,元宇宙产业生态初具雏形。62.2.头重脚轻,头重脚轻,“元宇宙元宇宙”发展任重道远发展任重道远近年来我国ICT产业快速发展,并逐步在虚拟现实/增强现实(VR/AR)终端、通信网络设备、数通设备、液晶显示面板、软件交互等领域取得显著进步,构筑起产业发展长板。一方面,我国ICT行业领域,消费市场规模庞大、行业级应用场景种类繁多、企业应用创新活跃

    15、,为“元宇宙”技术蜂巢爆发创新提供有力的市场与智力支撑基础。另一方面,底层技术的缺失也带来了重大的挑战。一是VR/AR头显设备,手机、电脑、电视等消费终端提供“元宇宙”现实世界与数字世界交互的接口或界面,扩大我国终端整机既有制造优势与加速推动“元宇宙”新型智能硬件普及与应用推广爆发,将形成有力互推作用,带来广阔的发展前景。二是缺少XR专业芯片,缺少XR底层开发平台及工具,在“中美贸易”摩擦的今天,给“元宇宙”的发展带来了重大挑战。7三、中石油元宇宙概述三、中石油元宇宙概述3.13.1 中石油元宇宙定义中石油元宇宙定义如果把元宇宙看成一种概念、一种技术,那么中石油元宇宙可以理解成元宇宙概念、技术

    16、在现代工业中的应用,将元宇宙赋能工业,促进工业改进、创新,乃至革命。在经济社会中,工业是对自然资源的开采和对各种原材料进行加工及装配的物质生产部门,在经济体量上目前仍是产业结构中的第一组成部分。因此探讨中石油元宇宙,显然具有重要意义,也有向社会其他行业进行推广的价值。中石油元宇宙是三维设计、虚拟现实、增强现实、人工智能、数字孪生、物联网、5G网络、大数据、云计算等新兴技术的发展优化乃至升级并有机大集成,作为基础设施将大幅度提升算力(硬件、软件、算法)、展示力、交互水平、通讯流量、速率、数据储量,将促进工业企业、行业的生态发生革命性的改变,改变人的思维模式,促进创意、创新、创业,促进工业产品的丰

    17、富性、高质量、精细化、艺术性,具备竞争力,进而创造巨大的经济价值与社会价值。工业在国民经济中占有重要地位,因此中石油元宇宙结合国家的政策,将两化融合、智能制造、数字化转型与元宇宙结合,提高这些项目的技术水平、能力,将对现代工业产生巨大影响,从而促进工业产品、工业企业行业生产过程和工业产品应用都上升到卓越的水平。3.23.2 中石油元宇宙技术与产品中石油元宇宙技术与产品中石油元宇宙在工业领域将推出广泛应用,带动生产力提升、改进工业的业务模式,促成企业数字化转型、以人为本转型,优化产业生态,进而促进价值分配与经济模式转变。在8工业领域有大量相关的工业软件、系统、互联网平台,进入中石油元宇宙时代,这

    18、些软件、系统、平台也将达到一个更高的水平。9四、综合集成应用四、综合集成应用在中石油元宇宙中,VR/AR技术可以贯穿整个工业流程,用户可以通过穿戴设备进入虚拟场景,查看现实工业企业映射、生产过程,期望设计生产的产品,目前产品的应用形态等,而这种查看是可以突破空间限制的,对象可以是人、是工业产品、是环境场景,也可以是纯粹的数字信息、虚拟信息。4.14.1 营销新模式营销新模式产品让客户产生购买,核心是要满足客户的需求,然而很多时候,客户的需求并不是确定的,因此就需要双方进行沟通。沟通内容包括产品信息,也包括企业的生产能力、管控水平、价格成本等内容,中石油元宇宙将解决这类问题,尤其是近期的疫情影响

    19、,客户的沟通,生产过程的管控,工业产品的应用服务都越来越多地需要转向线上,因此中石油元宇宙将利用虚拟化技术,更好地展现产品,展现生产能力,保障能力,从而满足客户的需要,为企业赢得发展的机会。4.24.2 设计场景设计场景工业产品往往相对复杂,涉及多个领域,因此产品的设计是一个复杂的过程,称得上是一个开放的复杂巨系统,典型的就是个性化产品,客户定制产品,并不是完全的所有零部件都定制,不是客户可以随心所有,而是在逻辑上要符合外在多样性,内部标准化的过程,综合考虑产品交期、产品质量、成本与服务便利性。工业产品的设计也是一个过程,中石油元宇宙强调个人的创意,包括客户、消费者的需求,也包括企业领导、企业

    20、普通员工的创意,然后进行逐步的不确定性相确定性的转化,在10虚拟化阶段包括,草图、二维图、三维模型、分析模型、加工模型等,而进入实际生产也往往需要一个过程,例如一般企业会有原型产品、初步的设计产品,定型产品,而航天领域则有的模样、初样、试样、正样。在整体的设计过程中,沟通协同无处不在,典型的有设计师与设计师的协同,设计师与工艺人员的协同,与仓库物流的协同,企业人员与相关供应链的协同,企业人员与客户、消费者的协同,乃至与管理机构,如环保、安全、船级社等标准、管理部门的协同。中石油元宇宙将针对些协同的场景都提升信息内容,数字化技术方面深化应用三维设计、装配模型、工业造型、仿真分析、优化设计等软件,

    21、物理上利用摄像头云阵,最先进的网络技术、如AR/AR设备,大屏幕展示设备,以更好地展示,交互与体验,以获得更好的产品设计。在工业产品的设计中,尤其要强调多工况的考虑,随着我国的工业产品走向全球,应用的场景日益复杂,工业产品又往往有着较长的应用周期,而随着时间的变化,工业产品也需要相应的维护保养,乃至最终的报废。因此在产品的设计阶段,不仅要考虑正常的使用,还要考虑一些极限的情况,乃至出现安全问题的紧急处置情况,因此未雨绸缪地进行预先的设计防范就尤为重要。另一方面,面向全球地思考应用场景,以及竞争产品、替代产品、客户产品,也将促使产品设计达到世界级水平,乃至世界领先水平。4.34.3 从智能制造到

    22、智慧制造场景从智能制造到智慧制造场景通常意义上的制造过程是物质的变化过程,有例如切削、挤压的物理变化,也有铸造、合成药品的化学变化,也有地理位置改变的运输变化;而实际上这些变化过程中,进入信息时代,也将都有信息的变化;同时制造过程也是人的作业过程。虽然目前的很多工作随着科技的发展,一些工作已经没有了人的参与。典型的出现了所谓的全自动化工厂,黑灯工厂,例如小米计划建设的年产能可以达到千万台的无人工厂。但是我们以为,这种模式适11用于工业产品的内在标准化部分,而不是完整的产品。作为整体的工业产品,还是要人机结合,就是在硬件设备层面,有数字加工中心、自动化装夹、智能刀具系统、机器人、自动运输小车、流

    23、水线等组成,在生产控制方面,需要检测技术、控制技术、自动化计划等等、在生产指挥方面,需要计算机技术,大数据技术、人工智能技术。而工业产品制造过程是效率、成本、质量、客户满意度的平衡与优化,所以很多工作还是需要人来完成,例如生产调度,例如异常情况的解决,例如生产过程的改进、产品的优化等。德国提出的工业4.0强调将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,实现互联,三大集成,降低信息不对称,加速加强各方的联系与反馈,从而达到快速,有效,个人化的产品供应。而在中石油元宇宙,智慧制造是智能制造的升级,也就是要强调那些隐性的问题、或者说需要改进的问题,强调宏观的、而不是微观的,强调定性的,而不是定量的

    24、,强调经验的,而不是逻辑的,把人与智能设备结合起来,真正生产制造出客户满意,经济价值高的工业产品。中石油元宇宙理念与技术的典型应用则包括:例如在产品生产之前模拟车间整体的生产过程;佩戴VR眼镜,在系统指导下,进行复杂零件的安装;企业生产人员更好地监控生产设备的状态;快速解决生产过程中的问题;海外客户可以远程更好地掌握生产过程的状态,保证产品符合质量要求;对生产线、生产过程、工业产品进行改进优化等。4.44.4 工业产品应用场景工业产品应用场景工业产品也是不断改进升级的,例如美国提出的工业互联网,就非常强调工业产品的智能化,而且强调从工业产品,例如航空发动机,到芯片、到网络设备、到电信运营商、到

    25、数据分析、展示的综合集成。中石油元宇宙的重要方向之一就是综合考虑如何使工业产品保持正常的工作状态,保持正常的工作能力。12数字孪生、信息物理系统可以作为工业产品应用过程中的典型信息化应用模式。数字孪生的狭义定义就是从物理实体孪生出数据,而数据经过传输,变化了地理位置,例如太空中的卫星数据,传递到了地球上的控制中心,进而利用这些数据构建出卫星的三维模型,以更好地查看、掌握卫星的状态。数字孪生的进一步发展,称为信息物理系统CPS,信息物理系统的构成包括三个要素,通讯、计算与控制,具备使能能力,具备闭环控制能力,可以认为数字孪生是信息物理系统的核心组成部分。近阶段也有一个新名称诞生,就是HCPS,这

    26、种模式则引进了真实的人,这样就更为完整,更具有智能、智慧。中石油元宇宙将推动工业产用达到一个更高的水平。例如以监控的维度说明,数据展示的内容不仅仅是所谓简单的复刻、映射,更要强调利用例如增强现实技术,让人更好地觉察到系统的异常。这里沉浸感只是其中一个要素,而且要考虑人的响应时间、操作速度等内容,从而使监控的水平提高到一个显著改进的层级。再如问题的处理,在产品的设计阶段,往往已经进行了大量的预测,但是难免还有会小概率事件发生,那么如何应急响应,如何快速处理,就需要当前场景的信息的完整、精细、正确、实时地传递,例如现在高铁运行过程中,采取了在轨道路基上安装大量摄像装置,在机车车辆设备上安装了大量传

    27、感器设备,以及相应的网络通讯设备;同时需要工业产品的仿真模型,相关场景(工况)模型,计算模型、算法、大数据基础、人工智能基础,还有一批多领域的专家团队,这样才能做到快速处置、正确处置。另外随着工业产品的智能化应用,也改变了工业产品的营销经济模式,例如一台工程机械可以采取融资租赁的形式,使用人员可以用最小的成本开展工程机械的使用,而假如使用人员不按时缴纳费用,则企业可以远程停止工程机械,或者查询工程机械位置后将其运回。而宏观的,制造企业可以根据工程机械的开工情况,预测经济形势,以制定更合适的经营决策。134.54.5 质量管理场景质量管理场景中石油元宇宙将提升工业企业的质量管理要求,由于疫情的影

    28、响,也随着网络技术设施等能力的提升,对于产品的信息、生产过程的信息,乃至产品生产过程的信息的掌控更为便利,那么就可以通过信息化系统、远程监控系统以及云平台实现一系列的数字化质量管理工作。企业的质量管理数字化应用是逐步展开的,从产品质量的认知,到加工工序质量控制、远程的工作协同、应用过程的服务等。首先是产品的质量数据的检测,广泛检测构件,而且在指标方面都更多种类地确定。而另一方面,因为检测技术的提升,因此可以对比发现产品的内在问题原因,予以有针对性的改进,就可以很好地改善产品的质量。随着网络基础及相关软硬件系统的发展,企业与供应商之间建立起工业互联网平台,可以远程实现生产过程数据的监控,从而保证

    29、生产过程仅受随机性因素影响,而且这种随机性因素影响比较小,而一旦出现系统性因素,则可以早起采取措施,从而避免批量性损失。4.64.6 库存管理场景库存管理场景工业企业的库存是企业资产的重要组成部分,能否有效地管理库存直接关系企业的竞争能力、经营能力,而将库存数字化、信息化可以有效提升库存的利用率,提高库存周转率,也避免因为库存不足而导致的停工停产状态,使库存处于经济合理的水平。在中石油元宇宙,企业的库存需要以更好的方式进行表达,元宇宙时代的库存不仅仅是物理库存,更是越来越强大的数字库存,虚拟库存,在数字世界与现实世界的结合下,库存管理的智能水平、智慧水平将越来越高,资源利用率日益提升、运转周期

    30、将日益缩短,这些都可以预期实现。144.74.7 物流管控与优化场景物流管控与优化场景物流过程是个复杂的过程,在中石油元宇宙代,人们可以在虚拟环境下进行大型的物流的规划分析,模拟环境、设备、货物种类、数量,计算时间、效率、经济性,从而改进设施、物流设备的设计与布局,更好地利用运输设备空间、仓库空间等物流各项资源,从而高水平、低成本、低风险地完成物流规划的设计、试验与执行,并可以在此基础上持续优化。而大量的虚拟、现实世界沉淀积累下来的数据、知识与系统,会更好地支持当前的物流运作,实现物流的效率升级,并随着时间的发展,数据、知识与系统也将越来越强大。在技术方面,中石油元宇宙集成利用自动驾驶、仓储智

    31、能化系统、物联网系统、地图系统、人机交互技术,更强调人与物、与场的关系,让人更好地感知运输设备、产品状态、内部、外部的环境状态。同时也中石油元宇宙利用智能化技术,实现综合性的管控,例如系统监控司机的车辆行驶时间,避免疲劳驾驶,另外数据也是可以通过网络传输到交通管理中心的,这样实现远程的管控、制度化管控。中石油元宇宙的物流场景首先包括运输产品的状态管控。例如线上购物,消费者可以方便地利用手机了解自己购买的商品,是否发货,目前到了什么位置。而在最后的一公里运输中,目前的智能快递柜发挥了有很大的缓冲意义,商品放置到快递柜后,系统会将消息传递到消费者手机中,方便存取。而有的实际快递员配送中,消费者可以

    32、实时利用APP查看快递员的位置,这样可以高效对接,为商品的精准配送创造了条件。而在运输的过程中,需要实时地掌握环境、运输设备、货物所在的内部环境、外部环境的状态,比较典型例如汽车行驶时的道路拥堵情况,智能地确定多条路线,确立路线的优先顺序,无人驾驶模式下可以自动执行,有人驾驶时可以便于驾驶员选择,而数据、信息、场景的展示会越来越具有沉浸感、真实感,让人运作更为自然。再如在冷链运输过程中需要监控集装箱内部的温度情况,而且这些数据是可以通过网络传输到云平台,并且是用户15、消费者可以查看的,另外数据的查看形式在元宇宙时代会更加的有效,例如汇总出结果是否正常,总体采取曲线的形式展示,让人直观掌控。目

    33、前中石油元宇宙相关的很多技术尚需完善,例如虚拟空间的物体,目前很多只是几何模型,尚未上升到物理模型、机械模型,这样一些响应、动作就不能满足物理规律,而虚实直接的结合尚需要更为强大的传感器,以更多元、更快速、更多数量地采集数据,需要更强大的网络系统实现多种形式的大容量的数据实时性传输,而结合边缘设备,就要具备相应的计算能力、展示能力,更好的结合场景的交互软件技术、展示技术,甚至包含大容量、超长时间的电池,从而让人有更好的体验,从而更好地管控与优化物流。但是我们可以预期,中石油元宇宙时代,未来随着物联网技术、地图技术、社会化的数字环境建设越来越强大,就为智能驾驶、无人驾驶、物流机器人、物流配送车、

    34、物流无人机等先进技术的应用奠定了基础,交通运输的能力日益扩大,人类的活动范围会发生革命性变化,古代的一日千里目前已经实现,终有一天,一个筋头十万八千里,无论是虚拟世界、还是在现实世界,实现企业都不再是神话。在中石油元宇宙,更要强调集成,元宇宙涉及的各种技术、场景、应用更为繁杂,更为讲求要素之间的数据架构,模型,接口等内容,强调大集成能力。而这种单元提升与大集成所带来的将是工业的显著性改进,例如顾客满意度提升到99.99,一次生产成功率99%,产能利用率提升3%以上,产品质量缺陷率达到万万分之一之下,而人均产值则提升一倍以上等。4.84.8 人机结合人机结合在中石油元宇宙,人不仅是消费者,也是生

    35、产者,更是创造者。首先个人要有元宇宙的思维模式,也就是要敢于想象,制定出一个以往不可能实现的目标,针对这个目标进行深度16思考,也许就可以发现一些未曾想到的资源、创意,也就是灵感,将这种灵感,也就是创意表达出来,并利用接力式创新予以转化,将促进个人、产品、企业的跨越式发展。1 1、从基层创新到战略创新、从基层创新到战略创新企业的构成包括人、财、物,而人显然是其中最具活力的部分,是可以具备灵性的,因此构建创新文化,发挥人的积极性至关重要。中石油元宇宙的出现,可以理解成个人可以有了更好的创新工具,例如三维设计软件、仿真软件,这样可以基于计算机构建虚拟样机,模拟多种场景(工况)下的状态,工业产品的创

    36、新成本可以大幅度下降。而通过中石油元宇宙系统,可以连接企业内部、企业供应链,乃至整个世界的相关人员,并且可以利用VR/AR/XR等技术实现展现、交互、交流,从而更好地认识、评价、改进、创新工业产品,或者说对产品进行不断地发展。在企业中,则从全企业的维度来思考新产品、产品改进,这样也就上升到企业战略层面,从而促进基层创新上升到战略创新。当然企业也需要积极推进创新文化,改进管理思路,变成赋能思路,从管理员工到赋能员工,从而让企业更具活力。2 2、虚拟身份与虚拟人、虚拟身份与虚拟人在工业企业中,传统就有实物的虚拟人,例如汽车碰撞试验中就使用假人;也有虚拟的假人,例如在设计车间生产线时,考虑人机工程,

    37、也就是让机器、装置更适合人的生理机能与心理特征,从而使人的工作省力,感觉舒服,例如人体的骨架结构能够适应,肌肉组织能够操纵,精神系统能够控制,同时要保障人体的安全。在中石油元宇宙,这种虚拟人将会有更为广泛的应用。另外在工业企业中,更要强调虚拟身份,典型的因为个人的身份原因,往往会人微言轻,那么建立匿名的合理化建议系统,就可以大幅度减少这样的问题。再如构建虚拟组织,例17如引入外部资源,如星期天工程师,外部专家库,不求我有,但求我用,这样都可以大幅度提升企业的能力。同时随着互联网、通讯能力的提升,外部人员、专家也不必亲临现场,可以做到远程指导、远程操控、远程交流、远程解决问题、远程协同创新。企业

    38、是中石油元宇宙最重要的经济主体,从现实的企业组织到与网络相结合的虚拟组织会日益广泛,发展。像海尔的员工创客化就是一种虚拟组织模式。这种模式有个核心标志,就是个人,跟企业之间,有没有劳动关系。海尔的员工创客化,从劳动关系上来讲,和员工没有劳动关系,但是仍然是紧密合作。在元宇宙时代,包括疫情的影响,这种模式在中石油元宇宙的推动下将会越来越多。3 3、潮仔、潮仔中石油元宇宙的原住民中石油元宇宙的原住民自元宇宙概念问世后,与其相关的如虚拟人、虚拟数字人、虚拟化身等概念也屡屡被提及。虚拟人最早与医学相关,是指通过数字技术模拟真实的人体器官而合成的三维模型。数字人则源于英文Digital Human,最早

    39、发轫于1989年美国国立医学图书馆可视人计划,它利用信息科学的方法对人体在不同水平的形态和功能进行虚拟仿真。1982年,日本以超时空要塞中角色林明美为基础包装了第一位虚拟歌姬,其专辑成功打入当时知名音乐排行榜。由此,虚拟人的概念开始超出其原有范围,走向大众化,并逐渐成为网络上流行的虚拟网红、虚拟主播等。发展至今,虚拟人与数字人两个概念早已通用,并且业内人士也对两者的结合提出了更高的要求。2022年3月,中国发布了2020年虚拟数字人发展白皮书,其中明确提到了“虚拟数字人”概念。虚拟数字人,应该具备三方面特征:一是拥有人的外观,具有特定的相貌、性别和性格等人物特征;二是拥有人的行为,具有用语言、

    40、面部表情和肢体动作表达的能力;三是拥有人的思想,具有识别外界环境、并能与人交流互动的能力。18例如在失控玩家的元宇宙中,NPC并不是按照固定的程序运行,而是可以如活生生的人般,有自己的思想,有自我的成长。总的来说,虚拟数字人是虚拟的,虽然有人类的外形、行为模式,但在现实世界中它可以“查无此人”。迈克斯泰格马克在生命3.0一书中提到,我们根据生命设计自身的能力,把生命的发展分成三个阶段:生命1.0(生物阶段),靠进化获得硬件和软件;生命2.0(文化阶段),靠进化获得硬件,但大部分软件是由自己设计的;生命3.0(科技阶段),自己设计硬件和软件。虚拟数字人和虚拟化身或许都是未来生命3.0的形态之一。

    41、在中石油元宇宙中,虚拟数字人潮仔数字人是中石油元宇宙基础交互单元,将为中石油元宇宙和物理世界交互提供基础技术支持;数字人是虚拟化身,帮助物理世界的每个个体建立元宇宙数字形象。任何获取潮仔数字人的用户将成为中石油元宇宙的第一批原住民。潮仔由蓝色拟人形象、配套语音、动画、音视频合成显示、交互五个模板构成,但在在第一阶段,潮仔将以2D的形式并结合区块链技术,形成早期阶段的中石油元宇宙的入口。任何个人或者企业获取了潮仔,就拥有成为“原住民”的资格。而随着这些“原住民”的参与和贡献,中石油元宇宙越来越被大众所熟知,他们所开创的自我价值也将加速到来。每位用户都可以通过数字技术创建属于自己的数字化身“潮仔”

    42、,从而进入中石油元宇宙,每一个潮仔都是独一无二的个体。获取一个属于自己的数字化身并不是中石油元宇宙生活的结束,而是体验数字生活的开始。在中石油元宇宙的规划中,第一批原住民一定是“年轻人”,与生理年龄无关,他们是一群对生活永远保持好奇心,对美好生活有着长远期许的人,他们会愿意进入全新的数字世界去体验丰富多彩的人生,并成为中石油元宇宙的迭代的原动力。19中石油元宇宙为用户提供了一个虚拟、3D 却又无比真实的网络空间,而用户将化身成虚拟人潮仔的形象参与,这将重新定义用户的交互对象与交互方式。在未来,人们将通过潮仔虚拟化身参与社交、游戏、以及各类娱乐和商业活动。潮仔将成为人们在中石油元宇宙的通行证和身

    43、份标识。在中石油元宇宙最终完成态中,能源必然也将是不可缺少的一个场景。中石油元宇宙将通过“能源人”与现实能源的结合,将使能源系统运作得更加高效、清洁、经济,能提高能源系统的效率和可持续性。中石油元宇宙+能源能够通过信息技术+区块链技术+AI+通讯技术+大数据,准确判断中用户的能源需求,全时段精准预判能源供应量,实现“水、电、气、热、冷”多能调度、智慧管控,以最低成本提供精准的能源产品,形成新的能源商业模式。基于此,中石油元宇宙在初期阶段将通过潮仔虚拟人把现实能源世界的宏大价值和经济带入虚拟领域,让“潮仔”虚拟人成为能源人,作为数字+能源世界的价值新尺度,中石油元宇宙用户可以通过潮仔体验到虚拟与

    44、现实结合石油能源体验,能源人潮仔也将为潮仔的拥有者提供更多的能源上的权益,从而驱动能源产业数字化发展和价值变革。4.94.9 从企业到生态平台,再到中石油元宇宙从企业到生态平台,再到中石油元宇宙中石油元宇宙的来临,企业、个人是重要的主体,但是让企业每个人的价值发挥出来,让创意变成产品,让产品规模化生产,才能真正创造出巨大价值,因此中石油元宇宙赋能工业企业显然意义重大。中石油元宇宙代表多种新兴技术与理念,在企业中应用,可以总体规划、分步实施、重点突破、效益驱动的模式,根据自身企业的具体情况,从单元技术、到内部平台,再到外部平台,乃至中石油元宇宙平台推进发展。201 1、积极推进元宇宙单元新兴技术

    45、应用、积极推进元宇宙单元新兴技术应用制造业创新体系中,企业是核心主体,联合政产学研用,在工业领域加强关键技术攻关,积极引进科技成果,加强企业的数字化应用的广度、深度,提升数字化水,加强数字化与工业化的融合。推进元宇宙相关新兴技术应用,普及应用三维设计、仿真分析、工业造型、优化设计,将工业化、电子化、信息化、数字化融合提升到新的水平,构建工业互联网、物联网、移动网络,强调可视化模式,应用VR/AR/XR模式,在企业各业务领域推进应用,改进企业的生产、管理与决策。2 2、构建企业内部集成平台、构建企业内部集成平台工业产品的设计与制造是非常复杂的不确定性向确定性的转化过程,数据的种类、数量是不断增加

    46、,例如订单阶段只是技术要求说明,设计阶段产出是批量的图纸、三维模式,工业阶段一张图纸、一个零件就是数张工艺图纸、乃至几十张工艺图纸,而到生产阶段,每一个产品都有相应的生产记录,进入数字化时代,中石油元宇宙将这些图纸、信息进行电子化、数字化,并实现标准化,从而更好地传递、集成、转换应用,中石油元宇宙为企业构建统一的设计平台、管理平台、创新平台,也是数据中台,尤为重要。而数据中台强调数据,必须强调数据的规范,数据交换的算法、模型、交换协议,从而实现信息的大集成模式。同时数据不是简单的集成,而是要在生产中,以及生产后,应用服务中,不断提炼知识,建立知识系统、专家系统、人工智能系统,从而提升运营支持能

    47、力、问题解决能力、创新能力。3 3、主持及参与供应链平台、行业平台、地区平台、主持及参与供应链平台、行业平台、地区平台通过供应链的集成、可以实现全链优化,从而提升管理效率、生产效率,降低与客户、消费者之间的信息不对称而产生的错误,提高顾客的满意度。通过行业平台,资源共享、技术共享、问题缺陷共享,在各有专攻、各有所长的基础上,通过对标管理,提升技术融合、产品融合、业务融合,从而取长补短,提升整体行业的水平。通过地区平台构建产业集21群,实现联合营销、设计、制造与服务,并促进数字经济、元宇宙新的产业,构建新兴业态,对于高价值工业软件、复杂高精度、大尺寸机床设备、检测设备、大数据、高算力、高显示力、

    48、人工智能系统集约性使用,提高综合利用率,降低使用成本,以获得较高的性能价格比,促进新兴技术的广泛化、普及化、深化、高水平应用。4 4、积极建设中石油元宇宙平台、积极建设中石油元宇宙平台中石油元宇宙也可以看成是一个跨越更大范围、更大时间的、包含更多内容的大型平台,是数据资源、设备资源、人力资源的载体,是企业发展、行业发展、地区发展、乃至国家发展的主阵地。有比喻说数据资源、数字资源是新一代的石油,那么其重要意义不言而喻。建设中石油元宇宙不仅要采集数据、传输数据、存储数据,更要通过人工智能,国内外专家团队对数据进行分析、处理,用更好的,更容易让人接受、让机器设备更容易接受的方式进行展示,从而促进数据

    49、、数字、知识的应用,辅助生产经营、决策应用,解决问题,促进创新。中石油元宇宙,在元宇宙眼花缭乱的阶段,抢占先发优势,树立先行者优势,并发挥行业、地区特色,结合自身优势,建立与自身匹配的,也大胆超越的、面向世界、面向未来的中石油元宇宙平台。五、政府监管与政策支持五、政府监管与政策支持在工业企业的生产运营过程中,政府需要进行安全、环保、应急等监管工作,实现可视、可管、可控,随着中石油元宇宙的发展,越来越多的先进技术得到了广泛而深入的应用。而另一方面,从国家到地方,出台了大量的政策,支持发展元宇宙,尤其是与产业相结合的领域,中石油元宇宙也正在响应政策而行。22目前不仅各大互联网公司在布局元宇宙,从中

    50、央到各地政府也纷纷出台元宇宙相关政策,支持元宇宙在产业发展应用。例如工信部表示要培育进军元宇宙的创新型中小企业;北京市将启动城市超级算力中心建设,推动组建元宇宙新型创新联合体,探索建设元宇宙产业聚集区。上海将元宇宙写入电子信息制造业发展“十四五”规划;浙江省数字经济发展领导小组办公室将元宇宙作为到2023年重点未来产业先导区的布局领域之一;江苏省无锡市成立元宇宙创新联盟、无锡市元宇宙产业园挂牌、滨湖区推出太湖湾科创带引领区元宇宙生态产业发展规划;网易元宇宙产业基地落户三亚、将共同推动海南自由贸易港在数字文化建设方面取得新成果;深圳成立元宇宙创新实验室;武汉将元宇宙写入“政府工作报告”;合肥前瞻

    51、布局元宇宙产业;张家界成立元宇宙研究中心。23六、未来的展望六、未来的展望在工业制造领域,相关的智能制造政策包括中国制造2025,美国的工业互联网,德国的工业4.0,而综合而言都是在强调“数字化、互联网、人工智能“+“制造业”。中石油元宇宙强调是“个人创意/体验“+“数字化、互联网、人工智能”+“制造业”。钱学森钱老也曾对虚拟现实(VirtualReality)给予“灵境”的中文译名,认为灵境“将使人进入前所未有的新天地,新的历史时代要开始了。”展望未来,可以预期的是中石油元宇宙将产生海量的用户创造的有价值的内容,让网络等基础设施能力得到充分应用,而且高算力、高展示力设备更为先进;信息的模式发

    52、生革命性改变,通过VR/AR/XR技术实现更好地展示、交流、体验与交易,手势、体感、脑波等新交互技术可以更好地表达、接收、交流个人思想;人工智能、人机结合,利用3D打印、集成制造、智能制造、云制造等工业基础设施,可以更加高效便捷地促进虚拟产品变成现实;工业产品必将极大丰富,更为美观便利,同时成本降低,质量提高,价值提升;国民经济将高速度、大规模、高水平迈向现代化,社会将更具创新活力与创新能力,人民将享受更多的获得感与幸福感。对于个人而言,中石油元宇宙的来临是个机会。工业是个创造价值的行业,有着大量的知识积累,也需要规模性的资产资源。因此无论是大学的学生,还是企业的高层、中层管理者,工业的各个专

    53、业的人员,都可以结合自己的学习、工作、生活,提升业务水平,深度思考从数据,到展现,到体验,到作业,到管理,到价值的全过程,改进沟通效果,实现基于互联网的从班组车间,到工厂企业、到行业,到国内国外,从而可以更好地展示自我,激发创意,表达创意,积极参与创新创业,在数字虚拟空间,虚实结合世界里,让自己有更多的知识,有更强的能力,有更为有效有价值的行为,从而梦想成真。24对于工业企业而言,积极应对疫情的挑战,把握发展机遇,应用中石油元宇宙的相关理念、技术、平台,提升自身企业的水平与能力,发挥广大员工的聪明才智,尤其在远程营销、远程管控方面加强创新,以赢得更多订单,获得更大市场份额,提升到卓越质量管理水

    54、平,与客户建立起紧密的合作关系,从提升顾客满意度到提升顾客美誉度,为企业的进一步发展开拓新天地。对于城市、工业园区而言,面向整个国际市场,打造城市品牌,结合地区特色,发展企业集群,实现理念跨越,用中石油元宇宙的虚拟带动现实,用中石油元宇宙技术赋能产业,促进地区经济高速高效健康发展。在中石油元宇宙中,建立基于景点的,独立地标型的,虚拟型的地区优秀产品,企业展示厅,交流厅,创新中心;与世界范围内大学,研究所,著名企业,集团合作,培训规模性人才,经营管理人才,技术人才。加强保障措施,包括并不限于政策,资金,办公场所,生活便利性,税收,土地要素等支持。加强技术规范,协议,管理理论与技术,法律法规推进,安排相应组织人员,赋予时间,资金,进行引导,支持及监管。综合而言,中石油元宇宙的发展离不开政策的支持,企业主体的加入,个体的创意创新与努力。中石油元宇宙既有纯粹的数字空间、虚拟空间的发展,更多是虚实结合,将数字经济与实体经济深度融合,从而赋能实体经济的转型升级。中石油元宇宙将促进各种传统的行业、企业,尤其是工业企业的高速发展、转型升级,制造过程的数字化、智能化,产品的卓越质量水平,客户与消费者的高满意度,并形成良性循环,从而使实现变道超车与升维飞行。

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    本文标题:恩弗第科技:中石油元宇宙白皮书1.0(2022年)(26页).pdf
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