丈量虛實邊界，守護工業元宇宙根基

工業元宇宙的“神經網絡”日夜不息地產生數據流，這些高精度、高價值的測量數據，逐漸超越其工具屬性，演變為企業的核心數字資產。

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據，還能預判幾個小時后可能發生的故障 ；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，進行無數次碰撞模擬，節省了巨大的研發成本……這就是工業元宇宙，它結合虛擬現實、人工智能、區塊鏈等先進技術，將工業全要素鏈、產業鏈和價值鏈數字化，以數字孿生、實時數據交互、沉浸式協同為核心構建的復雜數字工業經濟系統，是實現智能制造和工業升級的關鍵路徑。

“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實的未來數字世界。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略價值的方向，正悄然在工業領域生根發芽、發展壯大。

在全球范圍內，從德國西門子的數字工廠、美國波音的飛機全生命周期數字孿生、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”、海爾的數字孿生產線等，工業元宇宙的雛形已然顯現。

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

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

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

（一）

構建數字孿生的“神經網絡”

工業元宇宙的構建之難體現在從靜態掃描到動態感知的全面挑戰，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字模型，這需要測量技術來解決海量數據的采集、融合與處理的難題。況且，工業元宇宙的數字孿生絕非一個靜態的3D模型，而是一個動態、實時、可交互、可反饋的有機數字體。因此，如何實現持續運行的實時感知與數據閉環，是對測量技術的更深層次的挑戰。

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）進行快速點云數據采集，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；工業CT掃描可以對精密部件（如發動機葉片、芯片）進行無損探傷和內部結構還原，實現由表及里的完全數字化。測量技術中的動態感知技術，用于7×24小時實時數據采集，是維持數字孿生“生命”的關鍵。遍布環境和設備關鍵節點的振動、溫度、壓力、位移、加速度等傳感器，構建成物聯網傳感器網絡，持續監測運行狀態，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，在生產線上實時進行零件識別與定位、質量檢驗，數據直接流入虛擬空間；在大型裝備制造中，激光跟蹤儀與室內GPS為機器人、AGV小車和執行機構提供實時的、絕對的空間坐標反饋，是實現虛實同步運動的定位基石。

如果說工業元宇宙的數字孿生是一個“數字生命體”，那么測量技術就是感知物理世界、向其輸送“刺激”的“神經網絡”，它由遍布各個環節的“感官細胞”（傳感器）和“神經末梢”（測量系統）組成，確保了“數字生命體”與物理世界之間持續的生命聯結。測量技術驅動著工業元宇宙的核心閉環“感知-分析-決策-執行”。

這一閉環在諸多工業場景中正發揮著革命性的作用。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據，數字孿生體將點云數據在虛擬空間中重構為CAD模型，實行仿真、分析，快速發現原設計優缺點，最后決策選擇優化方案并執行3D打印或機床加工。

傳感器和測量系統示意圖

在生產線數字孿生中，通過測量設備獲取所有物料、設備的位置、姿態和狀態，所有數據同步映射到數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，進而進行最優解的判斷和選擇決策，執行自動調整。從諸多的應用場景可見，工業元宇宙的智能，歸根結底是測量數據驅動的智能。測量技術這個“神經網絡”越發達、越靈敏，數字孿生體的“智商”就越高，所能實現的價值閉環也就越強大。

從靜態構建到動態賦能的演進，在全球專利布局中體現得淋漓盡致。通過對相關專利的檢索與分析，我們發現，測量技術創新焦點已從傳統的硬件結構改進，全面轉向數據流的管理與賦能，例如在多源異構傳感器數據實時融合、實時測量數據邊緣處理、掃描路徑自主規劃、利用實時數據流驅動仿真模型的優化控制、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：如何讓工業元宇宙的“神經網絡”更敏銳、更高效、更智能。這清晰地表明，領先企業正力圖通過專利壁壘，搶占工業元宇宙“神經網絡”的控制權與制高點。

（二）

守護工業的產權價值

工業元宇宙的“神經網絡”日夜不息地產生數據流，這些高精度、高價值的測量數據，逐漸超越其工具屬性，演變為企業的核心數字資產。

這樣的演變基于以下三個關鍵點：首先是獨創性的誕生——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、采用了獨創的算法進行數據融合時，最終形成的數據凝結了人類的智力勞動，體現了獨創性；其次是經濟價值的凸顯——高精度測量的成本高昂，這些測量數據一旦生成，即可被重復用于設計、培訓、仿真、二次開發等場景，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，使測量數據從一項昂貴的成本支出轉變為企業寶貴的數據資本；再次是核心競爭力的構成——實時測量數據與生產流程形成的閉環，可能是企業提供增值服務、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，適用于體現獨創性智力勞動的選擇與編排的最終成果。例如通過獨特算法、參數設置和選擇形成的點云數據集或三維模型，優勢在于自動取得，手續簡便。商業秘密保護適用于測量數據的整個處理流程，包括核心算法、參數設置及未公開的原始數據等，優勢在于保護范圍廣，無期限限制。當測量數據被他人以黑客攻擊、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據的創新性處理方法、流程和系統，優勢在于保護力度強，具有排他性，企業需根據自身情況靈活選用保護路徑。

盡管直接因測量數據產權引發的司法案例尚不多見，但諸多產業界的先行者已經開始通過技術+專利的方式進行布局，為對企業的工業元宇宙全生命周期守護打下基礎。這一過程清晰地體現在確權、用權和維權三個環節。

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

用權體現在價值商業化。測量數據資產可通過許可、轉讓、作價入股等方式實現價值變現。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據，其核心商業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的智慧城市運用。北京、深圳等地的數據交易所已經在探索數據資產的登記、評估和質押服務，這標志著測量數據可以成為真正的“資本”。

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

（三）

未來圖景

企業想擁抱工業元宇宙，絕不能僅停留在購買先進的掃描儀或傳感器。技術是根基，未來的工業元宇宙將朝著更智能、更集成、更可信的方向發展，測量技術必須適應該趨勢，朝“測量+”的融合賦能發展，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劃、測量數據的自動處理、基于數據流的智能分析與決策等，以最終形成自主感知、自主分析、自主優化的智慧生產系統。產權是保障，在工業元宇宙搭建中耗費巨資生成的測量數據、算法模型和數字資產，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閉環，激勵持續創新。技術應用與產權戰略必須同步規劃、雙輪驅動，任何偏廢都有可能導致企業在未來的競爭中處于劣勢。

數字生產線決策示意圖

對于工業元宇宙的相關技術研發人員，在研發立項時，不僅要重視測量技術、創新測量技術以順應工業元宇宙的發展趨勢，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新，更要重點關注數據處理算法、自主規劃、與AI融合的相關測量技術的創新，提前進行專利布局，構筑未來技術壁壘。

企業管理者須將數據資產管理與知識產權戰略提升至公司戰略高度，建立完善的測量數據采集、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，在測量數據的確權、用權和維權方面探索區塊鏈等技術的創新方向，為在未來的跨企業工業元宇宙平臺中，能全流程守護自身的工業產權價值奠定基礎。

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

測量技術作為貫穿工業元宇宙從物理世界數字化，到數字資產化，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變革真正釋放出全部潛能。

（文章來源：《創意世界》2026年2月號）

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編校：苑寶平

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