工業元宇宙賦能紡織服裝產業高質量發展研究
——作用機理、應用場景與推進對策

沈馨怡 楊康

(1.蘇州市職業大學管理學院 江蘇蘇州 215104；2.南京林業大學管理學院 江蘇南京 210037)

1 引言

元宇宙作為數字經濟領域的新賽道，集區塊鏈技術、交互技術、人工智能技術各種數字技術，已成為虛擬世界與現實社會交互的重要平臺，在重組要素資源、重塑產業結構、加快與實體經濟深度融合發展的過程中發揮著承載新領域、新賽道的重要功能。工業和信息化部發布《制造業數字化轉型三年行動計劃(2021—2023年)》強調，在長期信息化打造新型工業化的基礎上，找準元宇宙風口，從著力消費界數字化轉向注重制造業數字化，求新做實元宇宙的創新應用。為此，不少學者提出元宇宙與制造業虛實融合，產生了“工業元宇宙”(Industrial metaverse)概念，即在新一代信息技術與數字技術的引領下，借助新時代各類新技術群跨界融合，實現工業領域中“人、虛擬空間與現實空間”虛實映射、交互、融合，以虛促實、以虛強實的工業全要素鏈、全產業鏈、全價值鏈協同、開放、互聯的復雜數字工業經濟系統。

相關研究指出，工業元宇宙是一種空間化的數字經濟與關系網絡，能夠打破現實社會與網絡社會的物理隔閡，加速中國新型工業化進程，對我國傳統產業的高質量發展產生全方位、深層次和革命性的巨大影響。當前研究主要集中于工業元宇宙理論闡釋與戰略價值分析，缺乏產業元宇宙化發展的案例研究，對工業元宇宙賦能傳統制造業的作用機理及其經濟后果的研究也較為匱乏。為此，本文聚焦工業元宇宙與傳統制造業融合發展，分析工業元宇宙技術在紡織服裝產業中的賦能效益與應用前景，探討其可能帶來的機遇和挑戰，為紡織服裝產業轉型升級提供發展思路。

2 工業元宇宙賦能紡織服裝產業高質量發展的作用機理

當前，針對工業元宇宙賦能傳統制造的研究主要集中在基礎概念、關鍵技術和發展邏輯等方面。作為把元宇宙技術引入現實世界、實體經濟的接口，工業元宇宙是元宇宙在工業領域的應用，因此有必要先梳理元宇宙的概念研究。當前，元宇宙的概念尚未形成統一定論，其中具有代表性的觀點如表1所示[2-7]。結合元宇宙的概念研究，本文認為工業元宇宙是一種復雜的數字工業經濟系統，具有龐大工程科學需求的技術(XR、AI、LOT、云計算、區塊鏈、數字孿生)載體，能夠實現人、機、物、環境、系統等的無縫連接，從而構建覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，是產業數字化、智能化發展的全新階段。工業元宇宙的本質是數字經濟與實體工業經濟深度融合的工業生態，有望重塑傳統制造業的發展新優勢。

表1 國內外專家學者對元宇宙概念的界定

關于工業元宇宙的關鍵技術，學者進行了不同程度的探討，包括物聯網、人機交互、人工智能、區塊鏈、數字孿生、虛實空間交互與融合技術等。作為把元宇宙技術引入現實世界、實體經濟的接口，工業元宇宙形成了互聯網制造、人工智能制造等數字化新業態、新模式，推動制造業向信息化、數字化與智能化三方面轉型，也為提升制造業產業鏈韌性提供了新動力。因而，有學者認為工業元宇宙更關注解決確切場景中的確切問題，其價值或遠大于消費元宇宙(徐迎雪、張麥燕，2022)。同時，工業元宇宙的發展需要實體制造業的支撐。在制造業發展領域，以工業元宇宙為發展導向，推動新一代信息技術與先進制造技術的深度融合，促進制造業創新、綠色、協調、開放、共享發展，表現為智能制造理念和技術的運用。

智能制造引領元宇宙技術走向更集成的環境，支撐工業元宇宙應用領域的拓展。因而，產業元宇宙化發展成為了熱門研究方向，現有研究奠定了前期基礎：國內學者對工業元宇宙新業態有了理論層面的初步探討，也強調工業元宇宙通過協同創新、跨界創新與融合創新，在傳統制造業升級與結構優化方面發揮著重要作用。總結國內外學者的研究成果，本文從柔性生產、研發設計、知識共享、跨界合作等層面出發，探究工業元宇宙賦能紡織服裝產業的作用機制，如圖1所示。但目前的一系列研究中實踐研究成果偏少，特別是從現實層面考慮工業元宇宙的應用實例，在紡織服裝產業轉型升級中也缺少相關應用解決方案。

圖1 作用機制圖

3 工業元宇宙賦能紡織服裝產業高質量發展的應用場景與推進對策

3.1 現實挑戰

工業元宇宙在紡織服裝領域的推進仍然面臨技術發展不成熟問題，挑戰主要源于技術應用風險。一是投資成本上升。工業元宇宙涉及虛擬現實、物聯網、人工智能多種技術，其實施和應用需要較高的技術投資和成本。對中小型企業來說，技術成本可能是技術推進的最大阻礙，企業需要權衡投資回報與風險；二是數據隱私與安全問題。工業元宇宙應用涉及大量數據的收集、傳輸和存儲，其中可能包含敏感的個人信息和企業信息，特別是在面臨網絡攻擊和數據泄露威脅時，保護數據隱私和確保信息安全成為一項重要挑戰。同時，當前數據要素市場發展存在數據供需不平衡、數據運營加工產業不成熟、數據交易流通規則體系尚未形成，數據交易市場規模化發展緩慢等問題，表現為數據資源往往在各領域發揮局部作用，“數據孤島”與“數據壟斷”等現象極大阻礙了數據潛在價值的釋放；三是專業人才培養不足。智能化階段是人工輔助智能機器，一線操作依然需要大批專業性技能人才，能夠實現“人機協作”的高技能型人員。同時，工業元宇宙技術的應用需要相關專業人才，而紡織服裝產業仍然面臨專業技術人才短缺和流失問題；四是標準應用場景、兼容與共享問題。目前，工業元宇宙的技術標準尚未完全統一，不同供應商的產品可能存在無法兼容的問題。在應用過程中，確保不同系統之間的無縫銜接和信息交流可能需要跨界合作和實施標準化建設。工業元宇宙的用戶體驗設計是一個重要挑戰，確保技術能夠提供便捷、高效和愉悅的體驗，需要與用戶密切合作，不斷優化和改進框架規則。探索架構人工智能與數字化元宇宙協同設計涉及多創新主體，因此需要加強產業合作與生態建設，建立良好的產業合作關系和創新融合生態系統是當前技術落地的重要路徑；五是產業數字化程度低，定制化規模小。紡織服裝產業特性企業產品和工藝設計至關重要，但行業間數字化基礎差距較大且需求各異，硬件智能產品制造技術、軟件應用服務技術成熟度不高，產品研發設計能力不強，產品供給多樣化不夠，仍然是“大批量、標準化”生產與單一性服務方式，不符合“定制化、柔性化”的新趨勢；六是數字化管理技術處于初級階段。企業數字化高效運行、精準管理、綠色發展運營是關鍵技術有效應用的前提，不少紡織服裝企業雖然重視數字技術的引進，但由于技術同化程度不高及技術與管理的匹配程度低等原因，抑制了數字技術的賦能作用。因而，企業需要推進組織內部管理者、技術人員等對新技術的理解和應用，強化技術與管理的高效匹配和協同能力。

3.2 應用場景

工業元宇宙在紡織服裝領域的應用場景非常廣闊，具體可分為以下幾個部分，如圖2所示：一是服裝設計與創意的虛擬化展示。工業元宇宙為紡織服裝領域應用3D建模和虛擬原型提供了更加高效的設計工具，設計師在虛擬空間中快速創建和展示紡織服裝產品，從而加快設計和開發流程，提高設計效率，并減少實際樣品的制作成本；二是智能制造與生產流程優化。工業元宇宙將虛擬現實和物聯網技術相結合，實現生產過程的數字化和智能化。生產線上的傳感器可以實時監測設備狀態和生產數據，通過數字孿生等技術將生產制造過程可視化，提高了企業的精準制造、敏捷制造能力，并通過數據分析優化生產流程，降低資源消耗和環境污染；三是虛擬試衣與個性化定制。依托工業元宇宙構建“個性化定制—虛擬試衣”消費者參與模式，客戶可在虛擬現實環境中進行試衣，減少線下試衣的煩瑣，也能滿足每一位細分客戶的需求，根據個人身材和喜好定制衣物，幫助客戶精準購物；四是供應鏈管理與物流優化。構建工業元宇宙平臺應用系統，實現整個供應鏈資源的優化配置與協同共享，運用虛擬連接技術，從原材料采購到產品銷售，供應鏈中的各個環節都將實現實時數據共享和協同決策，提高供應鏈的協同度和透明度，加強信息資源共享，優化物流和庫存管理，降低庫存成本和運輸成本；五是數字化營銷與用戶體驗。下游鏈主企業應深度布局全媒體營銷領域，例如在虛擬環境中展示產品、舉辦線上活動等，并打通線上、線下互動場景的阻滯點，提高客戶的體驗度與滿意度，進而帶動整個產業鏈實現精準制造；六是人機協作和智能工廠。從印染到服裝、家紡的整個產業生態鏈上，通過將物理世界與虛擬世界相融合，持續推進以數字化設計、數字化制造、數字化管理、數字化服務為主要特征的燈塔工廠試點示范。例如，探索構建可視可管、可預測的虛擬工廠，借助APS、MES、QMS等智能生產系統優化生產流程制造，提供更多創新工具和虛擬設計平臺，實現設備、生產線和供應鏈的數字化管理和智能化控制，提高生產效率和資源利用率，推動智能工廠的建設，打造人機協作的智能工廠；七是產品質量與品牌形象提升。通過虛擬檢驗和仿真測試，可以在產品設計與生產過程中發現問題，提高產品質量、降低瑕疵率；運用大數據分析，在服裝服飾、家紡等終端行業推廣個性化定制與批量定制，直接對接消費者需求，提高消費者的品牌忠誠度，提高產品附加值和品牌競爭力(見圖2)。

圖2 應用場景概念模型

3.3 推進對策

工業元宇宙的發展可以帶來紡織服裝產業的轉型升級，需要對紡織服裝產業底層架構進行改造和升級，促使參與企業具備多元主體協同化的共創屬性，才能構建數字化、智能化和協作化的工業元宇宙應用生態。因此，紡織服裝龍頭企業，核心企業、鏈主企業要積極抓住大數據、云計算、人工智能等技術的應用趨勢，圍繞企業數字化智能制造的新技術，搭建貫通產業全鏈條的數據流動渠道，促進數字孿生、人工智能、區塊鏈等技術在智能制造場景的應用，開展工業元宇宙解決方案的研究，開展場景試驗實踐，并針對中小企業提供更富有針對性的元宇宙應用解決方案，形成元宇宙應用生態。中小企業可通過產業鏈條捆綁和利益關聯方式開展協作，參與工業元宇宙產業鏈分工，參與搭建產業跨界融合、企業協作融通創新生態體系，并向產業空間開放化及產業全鏈條聚合化、生態化方向演進，形成“全場景數據驅動+柔性數智制造”的融通創新生態體系。特別是“專精特新”企業、單項冠軍、獨角獸企業應當參與以政府主導、大型企業牽頭、行業聯盟參與的智能制造技術標準規劃。通過制定行業標準、打造技術專利池等方式構筑技術架構的主導規制，從而開發面向各垂直行業的產品，形成一批專業技術發明專利、技術標準規范，探索構建可視可管、可預測的虛擬工廠。例如，“數字孿生+個性化定制+多維度優化”的示范車間與燈塔工廠，以統一操作和三維可視化界面與真實的工業環境建立交互，打造“工業元宇宙標桿企業”。

首先，政府應當綜合運用財稅金融手段支持產業優化升級、支柱產業培育發展、信息化和工業化深度融合，通過多種途徑加大獎勵力度，設定更加靈活的補貼門檻，推動工業元宇宙與紡織服裝產業的融合發展；其次，深化區域間技術合作與分工，增強核心企業的聯結與輻射作用，提高小微企業的資源吸附能力，發揮元宇宙網絡的“穩定器”作用，形成開放競爭、合作共贏的資源共享局面，提高區域紡織服裝產業的整體創新能力。政府應制定區域間鼓勵人才交流方面的政策，盡可能消除地區保護和地區壁壘，實現區域創新協同發展；最后，政府應從戰略高度充分重視工業知識產權建設問題的研究，加快建設與技術創新知識產權保護相關的工作，將知識產權保護作為促進原創性創新的重要抓手，為開源企業開展創新活動獲得的壟斷利潤提供法律保障，助力企業紓困解難，從而促進區域科技成果轉化水平的提升，形成一批深耕紡織服裝領域、擁有核心技術自主產權的龍頭骨干企業。

4 結語

綜上所述，工業元宇宙發展將為紡織服裝產業帶來革命性變革和長期發展的新動力，通過柔性生產、研發設計、知識共享、跨界合作等方式，產生“集聚效應”和“正向反饋效應”，提高產業鏈交錯性，促進紡織服裝產業創新和可持續發展，弱化環境復雜性和不確定性帶來的負面沖擊。然而，工業元宇宙的探索仍在初級階段，在觀念、技術、制度等實踐應用上仍然存在諸多不確定因素。因而，從產業元宇宙化發展角度，推動紡織服裝產業與工業元宇宙融合發展將是一個長期過程，不僅需要政府支持，還需要產業主體共同發力，以期形成“政府強力推進+企業點狀突破”的發展態勢，推動紡織服裝產業數字化、網絡化和智能化發展。