在剛剛閉幕的2025年CES大會上

，英偉達發布了Cosmos世界基礎模型--可ke以yi預yu測ce和he生sheng成cheng虛xu擬ni環huan境jing未wei來lai狀zhuang態tai的de物wu理li感gan知zhi視shi頻pin的de神shen經jing網wang絡luo。如ru同tong大da語yu言yan模mo型xing一yi樣yang世shi界jie基ji礎chu模mo型xing屬shu於yu基ji礎chu類lei模mo型xing。這zhe類lei模mo型xing使shi用yong包bao括kuo文wen本ben、圖像、視頻和運動在內的輸入數據來生成和仿真虛擬世界
，以準確模擬場景中物體的空間關係及其物理交互。

【編者按】通過世界基礎模型，我們可以在數字世界部署工業元宇宙
，重建工業企業的全部生產工藝
，通過模擬仿真即時呈現企業的工藝、流liu程cheng甚shen至zhi戰zhan略lve調tiao整zheng的de結jie果guo。這zhe對dui企qi業ye現xian在zai習xi以yi為wei常chang的de決jue策ce體ti係xi
，帶dai來lai全quan新xin的de挑tiao戰zhan。企qi業ye如ru何he擁yong抱bao世shi界jie模mo型xing？本ben刊kan邀yao請qing理li特te谘zi詢xun相xiang關guan專zhuan家jia，就jiu世shi界jie模mo型xing、工業元宇宙如何為企業創造價值，以及企業如何規劃工業元宇宙的部署，展開討論。

從工業4.0到工業元宇宙

工業元宇宙關注的是使用虛擬化技術更好地執行各種工業任務

，旨在實現更高的運營效率和效果
、更低的成本和更好的質量。工業元宇宙到底是一個全新的概念？抑或僅僅是現有數字技術在工業4.0概念下的新標簽？

工業4.0指的是“第四次工業革命”，於2015年被首次提出，以概括網絡信息技術所產生的變革性影響。那麼為什麼人們將關注的重點從工業4.0轉移到工業元宇宙呢？筆者認為有以下5點原因值得思考。

一是技術融合，工業元宇宙結合了5G
、物聯網

、人ren工gong智zhi能neng等deng先xian進jin技ji術shu，實shi現xian更geng高gao效xiao的de生sheng產chan和he運yun營ying。二er是shi虛xu擬ni協xie作zuo
，即ji通tong過guo虛xu擬ni現xian實shi和he增zeng強qiang現xian實shi等deng技ji術shu，實shi現xian跨kua地di域yu的de團tuan隊dui協xie作zuo和he遠yuan程cheng工gong作zuo。三san是shi數shu據ju驅qu動dong，工gong業ye元yuan宇yu宙zhou注zhu重zhong利li用yong大da數shu據ju分fen析xi和he集ji成cheng
，優you化hua決jue策ce過guo程cheng
，提ti升sheng生sheng產chan效xiao率lv和he產chan品pin質zhi量liang。四si是shi創chuang新xin與yu定ding製zhi化hua，即ji在zai工gong業ye元yuan宇yu宙zhou中zhong探tan索suo新xin的de商shang業ye模mo式shi，提ti供gong個ge性xing化hua和he定ding製zhi化hua的de產chan品pin和he服fu務wu。五wu是shi教jiao育yu與yu培pei訓xun
，即ji利li用yong工gong業ye元yuan宇yu宙zhou中zhong的de虛xu擬ni現xian實shi等deng技ji術shu，提ti供gong沉chen浸jin式shi教jiao育yu和he培pei訓xun，提ti高gao員yuan工gong技ji能neng和he安an全quan意yi識shi。

這五個維度概括了工業元宇宙轉型的核心要素
，旨在推動產業的持續創新和升級。

如圖 1所示，作為工業4.0組成部分的許多技術與工業元宇宙也高度相關
，包括人工智能、物聯網、信息物理係統
、區塊鏈、虛擬工作場所和數字孿生。事實上，虛擬模型
、仿真技術和數字孿生在工業生產中的運用已經存在了近十年之久，而數字設計工具的時間則更長。

圖 1 與工業元宇宙相關的工業4.0技術

那麼
，工業元宇宙有什麼亮點呢？它的不同之處在於，關鍵技術的融合使得模擬仿真能力產生了質的變化（圖 2）。

圖 2 工業元宇宙技術的發展和融合

到目前為止

，數字孿生主要用於離散的產品、零部件
、生產線或工廠，主要針對操作和維護性能的改進。但隨著複雜係統仿真、數據可視化和人工智能的進一步發展，加上物聯網（IoT）和協作技術的持續改進，在算力不斷增強的支持下，數字孿生連接多個設施和係統的可能性正在成為逐步增強。

這將數字仿真從操作改進和設計輔助工具的層麵進行了擴展和提升
，成為跨係統乃至整個全球工業企業進行戰略決策的關鍵工具。

為什麼企業應該持續追求工業元宇宙？

過去幾年
，工業係統的複雜性急劇增加。在過去兩年，企業數據的體量就增長了40%以上，超過2Pb，合作夥伴網絡的複雜性也大幅增加。與此同時，變化的速度和不可預測性正在加快。人類認知的局限性意味著
，在這些快速變化、不可預測的係統中做出正確的決定是困難的。更重要的是
，可持續性的必要性意味著端到端的複雜工業係統控製正變得越來越重要。

傳(chuan)統(tong)的(de)戰(zhan)略(lve)決(jue)策(ce)很(hen)難(nan)應(ying)對(dui)這(zhe)些(xie)挑(tiao)戰(zhan)，因(yin)為(wei)它(ta)通(tong)常(chang)依(yi)賴(lai)於(yu)對(dui)複(fu)雜(za)係(xi)統(tong)的(de)過(guo)度(du)簡(jian)單(dan)化(hua)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)經(jing)常(chang)錯(cuo)過(guo)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)係(xi)統(tong)影(ying)響(xiang)，反(fan)應(ying)滯(zhi)後(hou)，無(wu)法(fa)足(zu)夠(gou)快(kuai)地(di)預(yu)測(ce)和(he)反(fan)應(ying)快(kuai)速(su)的(de)變(bian)化(hua)。工(gong)業(ye)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)可(ke)能(neng)性(xing)，允(yun)許(xu)公(gong)司(si)基(ji)於(yu)動(dong)態(tai)、前瞻性、全係統的方法做出明智的管理層決策。這將更快、更有效地確定業績改進計劃和變化的影響，並有助於管理總體效應和實現可持續增長。

即使是在短期內，工業元宇宙的商業利益也是顯而易見的。

正(zheng)如(ru)我(wo)們(men)所(suo)指(zhi)出(chu)的(de)
，即(ji)使(shi)完(wan)全(quan)連(lian)接(jie)的(de)全(quan)工(gong)業(ye)係(xi)統(tong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)還(hai)需(xu)要(yao)幾(ji)年(nian)時(shi)間(jian)
，企(qi)業(ye)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)從(cong)現(xian)有(you)應(ying)用(yong)中(zhong)獲(huo)得(de)顯(xian)著(zhu)的(de)好(hao)處(chu)

，其(qi)中(zhong)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)與(yu)工(gong)業(ye)4.0重疊。相關應用方向可以分為四個類別。

一是優化。工業元宇宙可以用於改進運營和維護、產品質量、供應鏈和客戶服務等。二是培訓。包括使用虛擬現實等工具開展運營、安全、遠程和產品等相關領域的培訓。三是工業元宇宙可作為技術工具，如設計/施工一體化、資產檢查/維護和遠程故障排除等。四是將其作為管理工具，如開展虛擬會議，進行工作協作、交易和交互等。

隨著數字孿生從離散的工廠延伸到整個工業係統，其影響將遠超生產力和效率的範疇，它所帶來的更有效的戰略決策將對整體增長、利潤率和股東價值產生更大的潛在影響。米其林公司應用數字孿生技術，優化全球采購戰略的做法，可以提供一個有益的借鑒。

全球輪胎製造商米其林擁有70家生產工廠，業務遍及170多個國家，產品型號不斷增加。2021年
，公司的物流成本為19億歐元。由於米其林的戰略是在銷售點附近製造產 品，全球采購是一個重大挑戰。米其林正在尋找一種方法來交互測試不同的采購策略和方案，以確定能夠優化成本、服務質量、碳足跡和庫存水平的最佳行動。

盡管米其林在產品開發中使用數字孿生已有約30年的曆史
，但鑒於全球采購係統的複雜性，包括其多個元素
、關係和嵌套子係統，米其林尚未將該技術應用於采購係統。

米其林與技術服務方Cosmo Tech合作，構建了一個複雜的全球采購係統數字模型，包括服務水平、二氧化碳排放、庫存、分銷和工廠產能等關鍵指標。這涵蓋了1700個產品型號，所有產品都在一個複雜的製造和分銷矩陣中。這一“模擬數字孿生”使米其林能夠運行8萬多次模擬
，每個模擬有3000多個不同和動態的決策變量， 並內置優化算法來確定要采用的最佳策略。

由此
，米其林能夠為未來五年確定一個可行的戰略采購計劃，該計劃將使其物流成本每年減少1000萬歐元。這也使全球利潤率優化了幾個百分點，並將運輸和海關成本降低了60%以上。

如何更好地實現信息技術的實用化

基於模擬能力逐步升級的情況，我們可以將工業元宇宙定義為：“一個互聯的、全係統數字孿生生態係統



，具有與環境中的真實世界交互的功能，使決策者能夠更好地了解過去和預測未來。”

工業元宇宙的核心是“全係統數字孿生”，它最終可能代表一個完整的端到端產業係統
，不僅包括有形資產
，還包括流程

、功能、ziyuanhezuzhi。tajiangchaoyuegongsidejiexian，baokuozhenggegongsihezuohuobanshengtaixitongdexiangguancanyuzhe
，baokuoshangyouhexiayou，yijitamenzhijiedehudong。zuizhonghaikenengbaokuogongsiyunyingsuochudegengguangfandehuanjing。taxuyaobeigoujianweiyigefuzadexitong，yibiannenggouduixianshihedongtaidexitongxingweijinxingjianmo。guangfande“假設”模擬功能是它的關鍵部分。模擬不僅基於過去的數據
，還基於現在和未來的數據。

圖 3顯示了支持此功能的五個關鍵技術模塊，並由計算能力也就是“算力”技(ji)術(shu)模(mo)塊(kuai)提(ti)供(gong)支(zhi)持(chi)。在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)
，這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)存(cun)在(zai)。然(ran)而(er)，它(ta)們(men)都(dou)需(xu)要(yao)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)，以(yi)應(ying)對(dui)日(ri)益(yi)增(zeng)長(chang)的(de)數(shu)據(ju)規(gui)模(mo)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)。增(zeng)加(jia)的(de)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)本(ben)身(shen)是(shi)實(shi)現(xian)非(fei)常(chang)大(da)的(de)、相互連接的數字孿生模擬的關鍵因素。

圖 3 工業元宇宙的功能和模塊

總(zong)體(ti)而(er)言(yan)，這(zhe)幅(fu)圖(tu)景(jing)表(biao)明(ming)
，在(zai)真(zhen)正(zheng)的(de)全(quan)係(xi)統(tong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)之(zhi)前(qian)，還(hai)需(xu)要(yao)五(wu)年(nian)甚(shen)至(zhi)更(geng)長(chang)的(de)時(shi)間(jian)
，但(dan)是(shi)在(zai)此(ci)期(qi)間(jian)，涉(she)及(ji)日(ri)益(yi)複(fu)雜(za)的(de)係(xi)統(tong)的(de)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)的(de)中(zhong)間(jian)步(bu)驟(zhou)仍(reng)然(ran)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)。

早在2020年nian，全quan球qiu知zhi名ming的de生sheng命ming科ke學xue企qi業ye拜bai耳er集ji團tuan
，通tong過guo采cai用yong前qian沿yan的de數shu字zi孿luan生sheng技ji術shu

，對dui其qi商shang業ye戰zhan略lve進jin行xing了le重zhong大da調tiao整zheng。該gai技ji術shu涉she及ji創chuang建jian公gong司si生sheng產chan設she施shi的de精jing確que虛xu擬ni副fu本ben，使shi得de拜bai耳er能neng夠gou在zai一yi個ge安an全quan的de數shu字zi環huan境jing中zhong模mo擬ni和he測ce試shi不bu同tong的de業ye務wu場chang景jing。

據拜耳作物科學公司數據卓越中心的負責人納文·辛格拉（Naveen Singla）介紹
，數字孿生技術的應用極大地推進了公司業務流程的重新思考，它允許通過機器學習和模擬技術來優化決策過程。

利用這項技術，拜耳已經成功構建了其在北美的九個玉米種子生產基地的虛擬模型。這些詳盡的模型涵蓋了設備
、流程、產品流特性、物料清單和操作規則等關鍵要素。通過這些模型
，公司能夠進行複雜的"假設"分析，快速評估新產品推出或定價策略變化可能帶來的影響。

辛格拉還提到，數字孿生技術在幫助公司做出資本購買決策

、製定長期商業計劃
、發現新的創新機會以及改進流程方麵發揮了重要作用。他強調，這項技術使得公司能夠將長達10個月的運營流程分析壓縮至短短兩分鍾內，極大地提高了決策效率。

企業應該如何應對？

企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)在(zai)更(geng)長(chang)遠(yuan)的(de)數(shu)字(zi)轉(zhuan)型(xing)規(gui)劃(hua)的(de)背(bei)景(jing)下(xia)考(kao)慮(lv)其(qi)工(gong)業(ye)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)戰(zhan)略(lve)。除(chu)非(fei)數(shu)字(zi)化(hua)已(yi)經(jing)相(xiang)當(dang)成(cheng)熟(shu)
，否(fou)則(ze)企(qi)業(ye)無(wu)法(fa)輕(qing)易(yi)地(di)跨(kua)越(yue)到(dao)完(wan)全(quan)的(de)工(gong)業(ye)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)實(shi)施(shi)。

每mei家jia企qi業ye都dou有you自zi身shen的de發fa展zhan訴su求qiu和he不bu同tong的de發fa展zhan階jie段duan，因yin此ci不bu同tong企qi業ye所suo適shi用yong的de發fa展zhan戰zhan略lve是shi不bu一yi樣yang的de。基ji於yu多duo年nian服fu務wu企qi業ye的de實shi踐jian，理li特te建jian議yi企qi業ye管guan理li層ceng可ke以yi先xian從cong以yi下xia三san個ge步bu驟zhou考kao慮lv自zi身shen的de數shu字zi化hua戰zhan略lve、工業元宇宙規劃等長期議題：

一是
，重新審視企業目前的數字化戰略
、曆程和定位。企業需要為其整個數字化規劃設置明確的願景和路徑。了解現階段企業在數字化進程中的位置有助於確定：

在開始工業元宇宙開發之前
，在數字化基礎方麵還需要做些什麼（例如數據可用性和基礎設備）
？接下來應保持怎樣的步調更符合實際？與數字化進程的後續進展保持方向一致的可行目標是什麼

？

二是，發現增值機會並製定路線圖。在已有眾多應用程序和用例的情況下，公司在製定路線圖時應考慮：

哪na些xie潛qian在zai的de應ying用yong程cheng序xu和he應ying用yong案an例li會hui增zeng加jia最zui大da的de價jia值zhi
？工gong業ye元yuan宇yu宙zhou的de最zui初chu應ying用yong可ke能neng是shi可ke操cao作zuo性xing的de，目mu標biao是shi隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi擴kuo展zhan到dao更geng具ju戰zhan略lve意yi義yi的de應ying用yong。今jin天tian在zai技ji術shu上shang已yi經jing可ke行xing的de是shi什shen麼me
，而er與yu之zhi對dui應ying
，未wei來lai幾ji年nian最zui具ju潛qian力li的de又you是shi什shen麼me？正zheng如ru我wo們men所suo看kan到dao的de，盡jin管guan目mu前qian有you許xu多duo可ke行xing的de機ji會hui，但dan大da規gui模mo複fu雜za工gong業ye係xi統tong模mo擬ni仍reng有you一yi段duan路lu要yao走zou。在zai五wu年nian以yi上shang的de規gui劃hua中zhong，企qi業ye工gong業ye元yuan宇yu宙zhou應ying用yong程cheng序xu的de願yuan景jing和he目mu標biao是shi什shen麼me
？未wei來lai的de規gui模mo很hen大da程cheng度du上shang取qu決jue於yu公gong司si已yi經jing承cheng諾nuo的de數shu字zi化hua轉zhuan型xing規gui模mo。

zaizhidingluxiantushi，gongsiyinggaibimianzaiyikaishijiucaiquguoyuqiangshidexiangxijianmo，yimianjinguchuqidejinzhan。chuleyonglibenshen
，luxiantuhaiyinggaikaolvxuyaonaxiexinliuchenglaifangwen、更新
、分析
、解釋和處理所需的數據。

三san是shi，實shi施shi試shi點dian
，采cai用yong測ce試shi和he學xue習xi方fang法fa
，主zhu動dong管guan理li變bian化hua。一yi種zhong靈ling活huo且qie反fan應ying迅xun速su的de測ce試shi和he學xue習xi方fang法fa將jiang是shi最zui有you效xiao的de。這zhe意yi味wei著zhe從cong小xiao項xiang目mu開kai始shi，選xuan擇ze容rong易yi複fu製zhi、回報時間相對較短

、buxuyaowaibuliyixiangguanzheguangfancanyudechushishidianxiangmu。duirenyuandedeguanlishiguanjian，liru，xindejiaosehejinengxuyaozaihenchangyiduanshijianneidedaoqiyedezhichi。

理li特te谘zi詢xun曾zeng在zai服fu務wu一yi家jia國guo際ji領ling先xian的de軌gui道dao交jiao通tong運yun輸shu企qi業ye的de過guo程cheng中zhong發fa現xian，企qi業ye可ke以yi按an照zhao常chang規gui思si路lu製zhi定ding自zi身shen的de數shu字zi化hua戰zhan略lve和he工gong業ye元yuan宇yu宙zhou規gui劃hua
，也ye可ke以yi在zai內nei部bu變bian革ge阻zu力li較jiao大da的de情qing況kuang下xia
，縮suo小xiao變bian革ge範fan圍wei，以yi試shi點dian為wei切qie入ru口kou

，驗yan證zheng思si路lu和he方fang向xiang。

youyugongyeyuanyuzhoudejiazhibujintongguoneibuyunyingshixian，haitongguohezuohuobanshengtaixitongshixian。zhejiuxuyaoyushangyehezuohuobangongxiangbizhiqianduodeduodeshuju，zhexuyaoqiyejieshouyizhongxindesiweifangshihewenhua。zaiguowangdexiangmushishiguochengzhong，litezixunfaxianxiangduiyuchangqixingdezhanlveguihua，qiyezhutongchangmianlinyixieduanqidetiaozhan，zhexietiaozhankenengshixinlishangde
、預期上的風險，很可能會拖累企業的數字化轉型進程
，讓企業主躊躇不前。

企業應該清楚地向合作夥伴展示互惠互利的好處：例如更快的客戶響應
、更少的營運資金、更順暢的客戶或供應商接口以及更好地管理可持續影響。數據管理標準以及足夠的數據安全也是關鍵。

可是信任是貴的貨幣
，如何能夠有效的促進合作夥伴之間的數據共享呢？理特谘詢結合相關的項目經驗
，給出以下10大建議，它不能解決所有問題，但一定可以促進數據的共享：

建立統一的數據標準：合he作zuo夥huo伴ban之zhi間jian需xu要yao建jian立li統tong一yi的de數shu據ju格ge式shi和he標biao準zhun
，以yi確que保bao數shu據ju的de互hu操cao作zuo性xing和he一yi致zhi性xing。這zhe可ke以yi通tong過guo製zhi定ding行xing業ye標biao準zhun或huo采cai用yong通tong用yong的de數shu據ju交jiao換huan格ge式shi來lai實shi現xian。使shi用yong區qu塊kuai鏈lian技ji術shu：區(qu)塊(kuai)鏈(lian)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)去(qu)中(zhong)心(xin)化(hua)的(de)數(shu)據(ju)存(cun)儲(chu)和(he)驗(yan)證(zheng)機(ji)製(zhi)，可(ke)以(yi)確(que)保(bao)數(shu)據(ju)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)不(bu)可(ke)篡(cuan)改(gai)性(xing)。這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)建(jian)立(li)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)間(jian)的(de)信(xin)任(ren)
，並(bing)促(cu)進(jin)數(shu)據(ju)的(de)共(gong)享(xiang)。構(gou)建(jian)安(an)全(quan)的(de)網(wang)絡(luo)架(jia)構(gou)：工業元宇宙需要一個強大的網絡安全架構來保護數據傳輸和存儲。這可能包括使用加密技術、虛擬專用網絡（VPN）和防火牆等。開發協作平台：利用工業元宇宙中的虛擬空間，合作夥伴可以共同開發和使用協作平台，如虛擬現實（VR）和增強現實（AR）應用，這些平台可以提供直觀的協作環境。實施數據訪問控製：通tong過guo實shi施shi嚴yan格ge的de數shu據ju訪fang問wen控kong製zhi和he權quan限xian管guan理li
，可ke以yi確que保bao隻zhi有you授shou權quan的de合he作zuo夥huo伴ban能neng夠gou訪fang問wen特te定ding的de數shu據ju集ji，從cong而er保bao護hu數shu據ju隱yin私si和he安an全quan。采cai用yong雲yun技ji術shu：雲技術提供了可擴展和靈活的數據存儲解決方案
，合作夥伴可以通過雲服務共享數據，同時保持數據的實時更新和同步。使用APIs和集成工具：通過應用程序編程接口（APIs）和集成工具，實現不同係統和平台之間的無縫數據交換。增強數據可視化：通過高級的數據可視化工具，合作夥伴可以更直觀地理解數據，這有助於促進跨組織的數據共享和討論。建立信任機製：在合作夥伴之間建立信任機製，如通過第三方審計和合規性檢查
，可以增加合作夥伴共享數據的信心。持續的溝通和教育：持續的溝通和教育可以幫助合作夥伴了解數據共享的好處、最佳實踐和潛在風險，從而促進更廣泛的數據共享。

通過這些方法，工業元宇宙可以為合作夥伴提供一個安全、可靠且高效的環境，以實現數據的共享和協作，從而推動整個生態係統的創新和增長。