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中石油元宇宙白皮书10版本

来源:欧宝电竞    发布时间:2025-03-06 12:42:56

  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。

  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。

  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,构建而成的数字化时空域。

  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。

  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密码货币监管。对于密码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一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 for 3Metaverse 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.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

  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90%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AI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。

  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4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、优化等一系列复杂的过程。

  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。国内互联网公司抢先布局,通过并购等方式逐渐完备产业链体系,形成了以有突出贡献的公司为核心,版图继续扩展的生态。

  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产业高质量发展计划,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高质量发展规划》,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高质量发展“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《厦门市元宇宙产业高质量发展三年行动计划(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。

  近年来我国ICT产业加快速度进行发展,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,构筑起产业高质量发展长板。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非常之多、企业应用创新活跃,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,带来广阔的发展前途。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。

  如果把元宇宙看成一种概念、一种技术,那么中石油元宇宙能够理解成元宇宙概念、技术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来加工及装配的物质生产部门,在经济体量上目前仍是产业体系中的第一组成部分。因此探讨中石油元宇宙,显然具备极其重大意义,也有向社会别的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,将促进工业公司、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主体地位,因此中石油元宇宙结合国家的政策,将两化融合、人机一体化智能系统、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、工业公司行业生产的全部过程和工业产品应用都上升到卓越的水平。

  中石油元宇宙在工业领域将推出大范围的应用,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7工业领域有大量相关的工业软件、系统、网络站点平台,进入中石油元宇宙时代,这些软件、系统、平台也将达到一个更高的水平。

  在中石油元宇宙中,VR/AR技术能贯穿整个工业流程,用户都能够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。

  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,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。

  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,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。

  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10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,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。

  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

  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。

  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,那么就能够最终靠信息化系统、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。

  工业公司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单单是物理库存,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、运转周期将日益缩短,这些都可以预期实现。

  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,另外数据也是能够最终靠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清楚自己购买的商品,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的人手机中,方便存取。而有的实际快递员配送中,消费者可以实时利用APP查看快递员的位置,这样做才能够高效对接,为商品的精准配送创造了条件。

  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。

  在中石油元宇宙,人不仅是消费的人,也是生产者,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思考,也许就不难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,并利用接力式创新以转化,将促进个人、产品、企业的跨越式发展。返回搜狐,查看更加多

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