丈量虛實邊界，守護工業(yè)元宇宙根基

工業(yè)元宇宙的“神經(jīng)網(wǎng)絡”日夜不息地產生數(shù)據(jù)流，這些高精度、高價值的測量數(shù)據(jù)，逐漸超越其工具屬性，演變?yōu)槠髽I(yè)的核心數(shù)字資產。

工程師戴著AR眼鏡，凝視著空氣中懸浮的虛擬生產線，他能看到每一臺設備的實時數(shù)據(jù)，還能預判幾個小時后可能發(fā)生的故障 ；設計人員在虛擬空間中拆解、組裝一輛尚未實體投產的新車，進行無數(shù)次碰撞模擬，節(jié)省了巨大的研發(fā)成本……這就是工業(yè)元宇宙，它結合虛擬現(xiàn)實、人工智能、區(qū)塊鏈等先進技術，將工業(yè)全要素鏈、產業(yè)鏈和價值鏈數(shù)字化，以數(shù)字孿生、實時數(shù)據(jù)交互、沉浸式協(xié)同為核心構建的復雜數(shù)字工業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)，是實現(xiàn)智能制造和工業(yè)升級的關鍵路徑。

“元宇宙”早已不再是一個陌生詞匯，它描繪著一個融合虛擬與現(xiàn)實的未來數(shù)字世界。大眾視野中的元宇宙多聚焦于社交、游戲與娛樂，然而，一個更具顛覆性和戰(zhàn)略價值的方向，正悄然在工業(yè)領域生根發(fā)芽、發(fā)展壯大。

在全球范圍內，從德國西門子的數(shù)字工廠、美國波音的飛機全生命周期數(shù)字孿生、BMW的超級虛擬工廠，到中國華為的智慧工廠、三一重工的“燈塔工廠”、海爾的數(shù)字孿生產線等，工業(yè)元宇宙的雛形已然顯現(xiàn)。

2023年12月，《中國工業(yè)元宇宙白皮書》在北京發(fā)布，不僅厘清了工業(yè)元宇宙的概念架構、技術體系和產業(yè)生態(tài)，更標志著我國在該領域的頂層設計和戰(zhàn)略布局已進入實質性實施階段，為行業(yè)發(fā)展提供了清晰的行動指南。

在這場產業(yè)升級競賽中，工業(yè)元宇宙如何才能構建與物理世界完全同步的“數(shù)字孿生體”，并在虛擬空間中優(yōu)化設計、遠程運維、模擬仿真，從而實現(xiàn)降本增效的目的，背后存在著兩大基石性挑戰(zhàn)：一是如何保證數(shù)字世界的真實性？二是數(shù)字資產的價值如何被衡量和保護？

答案就隱藏在一項傳統(tǒng)而又前沿的技術——測量技術之中。它不僅是解決工業(yè)元宇宙初始高精度數(shù)字化的“搭建師”，更是保障數(shù)字孿生持續(xù)“活”下去的“神經(jīng)網(wǎng)絡”，同時，它還是破解產權迷霧，護航數(shù)字資產產權的“守護者”。

（一）

構建數(shù)字孿生的“神經(jīng)網(wǎng)絡”

工業(yè)元宇宙的構建之難體現(xiàn)在從靜態(tài)掃描到動態(tài)感知的全面挑戰(zhàn)，小到一個精密部件，大到整座工廠，如何快速、精確且低成本地將龐大的物理實體轉化為高保真的初始數(shù)字模型，這需要測量技術來解決海量數(shù)據(jù)的采集、融合與處理的難題。況且，工業(yè)元宇宙的數(shù)字孿生絕非一個靜態(tài)的3D模型，而是一個動態(tài)、實時、可交互、可反饋的有機數(shù)字體。因此，如何實現(xiàn)持續(xù)運行的實時感知與數(shù)據(jù)閉環(huán)，是對測量技術的更深層次的挑戰(zhàn)。

為什么說測量技術是初始建模的高精度“搭建師”？因為測量技術能復刻物理世界并構建高保真的初始模型。從宏觀掃描到微觀感知，測量技術構成了全域工具箱。三維激光掃描（LiDAR）可以對大尺寸場景（如全工廠、礦山）進行快速點云數(shù)據(jù)采集，搭建宏觀框架；攝影測量與結構光掃描可以對設備、零部件進行精細掃描，獲取高分辨率表面紋理和幾何形態(tài)；工業(yè)CT掃描可以對精密部件（如發(fā)動機葉片、芯片）進行無損探傷和內部結構還原，實現(xiàn)由表及里的完全數(shù)字化。測量技術中的動態(tài)感知技術，用于7×24小時實時數(shù)據(jù)采集，是維持數(shù)字孿生“生命”的關鍵。遍布環(huán)境和設備關鍵節(jié)點的振動、溫度、壓力、位移、加速度等傳感器，構建成物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡，持續(xù)監(jiān)測運行狀態(tài)，是感知物理世界“脈搏”和“體溫”的基礎單元；基于高速相機的在線視覺測量系統(tǒng)，在生產線上實時進行零件識別與定位、質量檢驗，數(shù)據(jù)直接流入虛擬空間；在大型裝備制造中，激光跟蹤儀與室內GPS為機器人、AGV小車和執(zhí)行機構提供實時的、絕對的空間坐標反饋，是實現(xiàn)虛實同步運動的定位基石。

如果說工業(yè)元宇宙的數(shù)字孿生是一個“數(shù)字生命體”，那么測量技術就是感知物理世界、向其輸送“刺激”的“神經(jīng)網(wǎng)絡”，它由遍布各個環(huán)節(jié)的“感官細胞”（傳感器）和“神經(jīng)末梢”（測量系統(tǒng)）組成，確保了“數(shù)字生命體”與物理世界之間持續(xù)的生命聯(lián)結。測量技術驅動著工業(yè)元宇宙的核心閉環(huán)“感知-分析-決策-執(zhí)行”。

這一閉環(huán)在諸多工業(yè)場景中正發(fā)揮著革命性的作用。如在產品逆向設計工程中，采用三維激光或結構光掃描感知技術，快速、精準地獲取物理樣件或競品的全尺度外形點云數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生體將點云數(shù)據(jù)在虛擬空間中重構為CAD模型，實行仿真、分析，快速發(fā)現(xiàn)原設計優(yōu)缺點，最后決策選擇優(yōu)化方案并執(zhí)行3D打印或機床加工。

傳感器和測量系統(tǒng)示意圖

在生產線數(shù)字孿生中，通過測量設備獲取所有物料、設備的位置、姿態(tài)和狀態(tài)，所有數(shù)據(jù)同步映射到數(shù)字孿生體中進行實時分析，分析整體效率、識別生產瓶頸、預測潛在故障、模擬不同生產調度方案的結果，進而進行最優(yōu)解的判斷和選擇決策，執(zhí)行自動調整。從諸多的應用場景可見，工業(yè)元宇宙的智能，歸根結底是測量數(shù)據(jù)驅動的智能。測量技術這個“神經(jīng)網(wǎng)絡”越發(fā)達、越靈敏，數(shù)字孿生體的“智商”就越高，所能實現(xiàn)的價值閉環(huán)也就越強大。

從靜態(tài)構建到動態(tài)賦能的演進，在全球專利布局中體現(xiàn)得淋漓盡致。通過對相關專利的檢索與分析，我們發(fā)現(xiàn)，測量技術創(chuàng)新焦點已從傳統(tǒng)的硬件結構改進，全面轉向數(shù)據(jù)流的管理與賦能，例如在多源異構傳感器數(shù)據(jù)實時融合、實時測量數(shù)據(jù)邊緣處理、掃描路徑自主規(guī)劃、利用實時數(shù)據(jù)流驅動仿真模型的優(yōu)化控制、基于AI的實時預測性維護等領域，專利申請量正呈指數(shù)級增長。

這些專利共同致力于解決同一核心問題：如何讓工業(yè)元宇宙的“神經(jīng)網(wǎng)絡”更敏銳、更高效、更智能。這清晰地表明，領先企業(yè)正力圖通過專利壁壘，搶占工業(yè)元宇宙“神經(jīng)網(wǎng)絡”的控制權與制高點。

（二）

守護工業(yè)的產權價值

工業(yè)元宇宙的“神經(jīng)網(wǎng)絡”日夜不息地產生數(shù)據(jù)流，這些高精度、高價值的測量數(shù)據(jù)，逐漸超越其工具屬性，演變?yōu)槠髽I(yè)的核心數(shù)字資產。

這樣的演變基于以下三個關鍵點：首先是獨創(chuàng)性的誕生——原始的、機械式采集的物理信息可能僅是事實的簡單反射，但當工程師為了特定目的選擇了獨特的傳感器組合、設定了特殊的掃描參數(shù)、采用了獨創(chuàng)的算法進行數(shù)據(jù)融合時，最終形成的數(shù)據(jù)凝結了人類的智力勞動，體現(xiàn)了獨創(chuàng)性；其次是經(jīng)濟價值的凸顯——高精度測量的成本高昂，這些測量數(shù)據(jù)一旦生成，即可被重復用于設計、培訓、仿真、二次開發(fā)等場景，邊際成本幾乎為零，但帶來的邊際收益可能巨大，這樣的特性，使測量數(shù)據(jù)從一項昂貴的成本支出轉變?yōu)槠髽I(yè)寶貴的數(shù)據(jù)資本；再次是核心競爭力的構成——實時測量數(shù)據(jù)與生產流程形成的閉環(huán)，可能是企業(yè)提供增值服務、拉開與對競爭對手差距的法寶，直接關系到企業(yè)的核心競爭力與核心利潤，自然成為亟需保護的核心資產。

面對這樣的新型資產，現(xiàn)有的知識產權體系提供了多種可能的保護路徑。如著作權保護，適用于體現(xiàn)獨創(chuàng)性智力勞動的選擇與編排的最終成果。例如通過獨特算法、參數(shù)設置和選擇形成的點云數(shù)據(jù)集或三維模型，優(yōu)勢在于自動取得，手續(xù)簡便。商業(yè)秘密保護適用于測量數(shù)據(jù)的整個處理流程，包括核心算法、參數(shù)設置及未公開的原始數(shù)據(jù)等，優(yōu)勢在于保護范圍廣，無期限限制。當測量數(shù)據(jù)被他人以黑客攻擊、惡意挖角等明顯不正當手段獲取并利用時，“反不正當競爭法”可提供相應的法律救濟。專利申請則適用于測量數(shù)據(jù)的創(chuàng)新性處理方法、流程和系統(tǒng)，優(yōu)勢在于保護力度強，具有排他性，企業(yè)需根據(jù)自身情況靈活選用保護路徑。

盡管直接因測量數(shù)據(jù)產權引發(fā)的司法案例尚不多見，但諸多產業(yè)界的先行者已經(jīng)開始通過技術+專利的方式進行布局，為對企業(yè)的工業(yè)元宇宙全生命周期守護打下基礎。這一過程清晰地體現(xiàn)在確權、用權和維權三個環(huán)節(jié)。

確權體現(xiàn)在生成即存證。利用數(shù)據(jù)標識、區(qū)塊鏈、哈希值校驗等對數(shù)據(jù)資產確權已成為現(xiàn)有技術，這些技術使數(shù)據(jù)在生成的第一時間即可獲得不可篡改的時間戳，為后續(xù)的權屬證明提供鐵證。如CN111581292A涉及一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資產確權和交易方法及平臺；CN109063426涉及的基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的版權存證共享方法及系統(tǒng)。于2018年9月7日起施行的《最高人民法院關于互聯(lián)網(wǎng)法院審理案件若干問題的規(guī)定》中明確指出了這樣的存證手段能夠證明其真實性的，互聯(lián)網(wǎng)法院應當采信。不少企業(yè)在實際應用中也已進行對測量數(shù)據(jù)確權的相關布局，例如CN109981724A設計了基于區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)傳感器采集數(shù)據(jù)的安全可追溯，CN111813857設計了基于區(qū)塊鏈技術的檢測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及方法。

用權體現(xiàn)在價值商業(yè)化。測量數(shù)據(jù)資產可通過許可、轉讓、作價入股等方式實現(xiàn)價值變現(xiàn)。如百度、高德等高精地圖公司，通過激光雷達等測量道路生成的高精地圖數(shù)據(jù)，其核心商業(yè)模式就是將其許可給汽車制造商使用。智慧城市項目中，承擔前期測繪掃描的公司，可以將其生成的城市高精度三維模型作為資產入股，與政府平臺公司共同運營后續(xù)的智慧城市運用。北京、深圳等地的數(shù)據(jù)交易所已經(jīng)在探索數(shù)據(jù)資產的登記、評估和質押服務，這標志著測量數(shù)據(jù)可以成為真正的“資本”。

維權體現(xiàn)在侵權可追溯。通過在測量數(shù)據(jù)中嵌入數(shù)字指紋或數(shù)字水印，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的溯源，一旦發(fā)現(xiàn)疑似侵權模型，即可進行提取比對。如CN111062323A涉及在采集的人臉圖像數(shù)據(jù)中加水印，可進行安全防范。通過專業(yè)軟件對侵權模型與原始數(shù)據(jù)進行比對，生成量化、可視化的鑒定報告，可作為強有力的訴訟證據(jù)。

（三）

未來圖景

企業(yè)想擁抱工業(yè)元宇宙，絕不能僅停留在購買先進的掃描儀或傳感器。技術是根基，未來的工業(yè)元宇宙將朝著更智能、更集成、更可信的方向發(fā)展，測量技術必須適應該趨勢，朝“測量+”的融合賦能發(fā)展，如測量+AI，使人工智能深度賦能測量全過程，包括測量路徑與測量方案的自主智能規(guī)劃、測量數(shù)據(jù)的自動處理、基于數(shù)據(jù)流的智能分析與決策等，以最終形成自主感知、自主分析、自主優(yōu)化的智慧生產系統(tǒng)。產權是保障，在工業(yè)元宇宙搭建中耗費巨資生成的測量數(shù)據(jù)、算法模型和數(shù)字資產，必須通過有效的知識產權手段予以確認和保護，才能形成健康的商業(yè)閉環(huán)，激勵持續(xù)創(chuàng)新。技術應用與產權戰(zhàn)略必須同步規(guī)劃、雙輪驅動，任何偏廢都有可能導致企業(yè)在未來的競爭中處于劣勢。

數(shù)字生產線決策示意圖

對于工業(yè)元宇宙的相關技術研發(fā)人員，在研發(fā)立項時，不僅要重視測量技術、創(chuàng)新測量技術以順應工業(yè)元宇宙的發(fā)展趨勢，更應具有前瞻性地考慮技術方案的可專利性，不僅保護測量技術的硬件創(chuàng)新，更要重點關注數(shù)據(jù)處理算法、自主規(guī)劃、與AI融合的相關測量技術的創(chuàng)新，提前進行專利布局，構筑未來技術壁壘。

企業(yè)管理者須將數(shù)據(jù)資產管理與知識產權戰(zhàn)略提升至公司戰(zhàn)略高度，建立完善的測量數(shù)據(jù)采集、存儲、加密與分級授權管理制度，建立完善的產權申請、保護管理體系，在測量數(shù)據(jù)的確權、用權和維權方面探索區(qū)塊鏈等技術的創(chuàng)新方向，為在未來的跨企業(yè)工業(yè)元宇宙平臺中，能全流程守護自身的工業(yè)產權價值奠定基礎。

立法和司法機構更應密切關注工業(yè)元宇宙發(fā)展帶來的新型法律問題，積極研究如何更好地將測量數(shù)據(jù)、數(shù)字模型等新型客體納入現(xiàn)有知識產權法律保護框架，同時在實際案例中探索認可區(qū)塊鏈存證等新技術在司法實踐中的證據(jù)效力，為解決數(shù)字經(jīng)濟的糾紛提供清晰、高效的司法保障。

測量技術作為貫穿工業(yè)元宇宙從物理世界數(shù)字化，到數(shù)字資產化，再到資產產權化全流程的基石，其角色已從幕后走向臺前。這項古老而又充滿活力的技術，正肩負起新的使命，從虛擬構建的基石，邁向產權守護的先鋒，將使這場深刻的產業(yè)變革真正釋放出全部潛能。

（文章來源：《創(chuàng)意世界》2026年2月號）

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編校：苑寶平

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