丈量虚实边界，守护工业元宇宙根基

工业元宇宙的“神经网络”日夜不息地产生数据流，这些高精度、高价值的测量数据，逐渐超越其工具属性，演变为企业的核心数字资产。

工程师戴着AR眼镜，凝视着空气中悬浮的虚拟生产线，他能看到每一台设备的实时数据，还能预判几个小时后可能发生的故障 ；设计人员在虚拟空间中拆解、组装一辆尚未实体投产的新车，进行无数次碰撞模拟，节省了巨大的研发成本……这就是工业元宇宙，它结合虚拟现实、人工智能、区块链等先进技术，将工业全要素链、产业链和价值链数字化，以数字孪生、实时数据交互、沉浸式协同为核心构建的复杂数字工业经济系统，是实现智能制造和工业升级的关键路径。

“元宇宙”早已不再是一个陌生词汇，它描绘着一个融合虚拟与现实的未来数字世界。大众视野中的元宇宙多聚焦于社交、游戏与娱乐，然而，一个更具颠覆性和战略价值的方向，正悄然在工业领域生根发芽、发展壮大。

在全球范围内，从德国西门子的数字工厂、美国波音的飞机全生命周期数字孪生、BMW的超级虚拟工厂，到中国华为的智慧工厂、三一重工的“灯塔工厂”、海尔的数字孪生产线等，工业元宇宙的雏形已然显现。

2023年12月，《中国工业元宇宙白皮书》在北京发布，不仅厘清了工业元宇宙的概念架构、技术体系和产业生态，更标志着我国在该领域的顶层设计和战略布局已进入实质性实施阶段，为行业发展提供了清晰的行动指南。

在这场产业升级竞赛中，工业元宇宙如何才能构建与物理世界完全同步的“数字孪生体”，并在虚拟空间中优化设计、远程运维、模拟仿真，从而实现降本增效的目的，背后存在着两大基石性挑战：一是如何保证数字世界的真实性？二是数字资产的价值如何被衡量和保护？

答案就隐藏在一项传统而又前沿的技术——测量技术之中。它不仅是解决工业元宇宙初始高精度数字化的“搭建师”，更是保障数字孪生持续“活”下去的“神经网络”，同时，它还是破解产权迷雾，护航数字资产产权的“守护者”。

（一）

构建数字孪生的“神经网络”

工业元宇宙的构建之难体现在从静态扫描到动态感知的全面挑战，小到一个精密部件，大到整座工厂，如何快速、精确且低成本地将庞大的物理实体转化为高保真的初始数字模型，这需要测量技术来解决海量数据的采集、融合与处理的难题。况且，工业元宇宙的数字孪生绝非一个静态的3D模型，而是一个动态、实时、可交互、可反馈的有机数字体。因此，如何实现持续运行的实时感知与数据闭环，是对测量技术的更深层次的挑战。

为什么说测量技术是初始建模的高精度“搭建师”？因为测量技术能复刻物理世界并构建高保真的初始模型。从宏观扫描到微观感知，测量技术构成了全域工具箱。三维激光扫描（LiDAR）可以对大尺寸场景（如全工厂、矿山）进行快速点云数据采集，搭建宏观框架；摄影测量与结构光扫描可以对设备、零部件进行精细扫描，获取高分辨率表面纹理和几何形态；工业CT扫描可以对精密部件（如发动机叶片、芯片）进行无损探伤和内部结构还原，实现由表及里的完全数字化。测量技术中的动态感知技术，用于7×24小时实时数据采集，是维持数字孪生“生命”的关键。遍布环境和设备关键节点的振动、温度、压力、位移、加速度等传感器，构建成物联网传感器网络，持续监测运行状态，是感知物理世界“脉搏”和“体温”的基础单元；基于高速相机的在线视觉测量系统，在生产线上实时进行零件识别与定位、质量检验，数据直接流入虚拟空间；在大型装备制造中，激光跟踪仪与室内GPS为机器人、AGV小车和执行机构提供实时的、绝对的空间坐标反馈，是实现虚实同步运动的定位基石。

如果说工业元宇宙的数字孪生是一个“数字生命体”，那么测量技术就是感知物理世界、向其输送“刺激”的“神经网络”，它由遍布各个环节的“感官细胞”（传感器）和“神经末梢”（测量系统）组成，确保了“数字生命体”与物理世界之间持续的生命联结。测量技术驱动着工业元宇宙的核心闭环“感知-分析-决策-执行”。

这一闭环在诸多工业场景中正发挥着革命性的作用。如在产品逆向设计工程中，采用三维激光或结构光扫描感知技术，快速、精准地获取物理样件或竞品的全尺度外形点云数据，数字孪生体将点云数据在虚拟空间中重构为CAD模型，实行仿真、分析，快速发现原设计优缺点，最后决策选择优化方案并执行3D打印或机床加工。

传感器和测量系统示意图

在生产线数字孪生中，通过测量设备获取所有物料、设备的位置、姿态和状态，所有数据同步映射到数字孪生体中进行实时分析，分析整体效率、识别生产瓶颈、预测潜在故障、模拟不同生产调度方案的结果，进而进行最优解的判断和选择决策，执行自动调整。从诸多的应用场景可见，工业元宇宙的智能，归根结底是测量数据驱动的智能。测量技术这个“神经网络”越发达、越灵敏，数字孪生体的“智商”就越高，所能实现的价值闭环也就越强大。

从静态构建到动态赋能的演进，在全球专利布局中体现得淋漓尽致。通过对相关专利的检索与分析，我们发现，测量技术创新焦点已从传统的硬件结构改进，全面转向数据流的管理与赋能，例如在多源异构传感器数据实时融合、实时测量数据边缘处理、扫描路径自主规划、利用实时数据流驱动仿真模型的优化控制、基于AI的实时预测性维护等领域，专利申请量正呈指数级增长。

这些专利共同致力于解决同一核心问题：如何让工业元宇宙的“神经网络”更敏锐、更高效、更智能。这清晰地表明，领先企业正力图通过专利壁垒，抢占工业元宇宙“神经网络”的控制权与制高点。

（二）

守护工业的产权价值

工业元宇宙的“神经网络”日夜不息地产生数据流，这些高精度、高价值的测量数据，逐渐超越其工具属性，演变为企业的核心数字资产。

这样的演变基于以下三个关键点：首先是独创性的诞生——原始的、机械式采集的物理信息可能仅是事实的简单反射，但当工程师为了特定目的选择了独特的传感器组合、设定了特殊的扫描参数、采用了独创的算法进行数据融合时，最终形成的数据凝结了人类的智力劳动，体现了独创性；其次是经济价值的凸显——高精度测量的成本高昂，这些测量数据一旦生成，即可被重复用于设计、培训、仿真、二次开发等场景，边际成本几乎为零，但带来的边际收益可能巨大，这样的特性，使测量数据从一项昂贵的成本支出转变为企业宝贵的数据资本；再次是核心竞争力的构成——实时测量数据与生产流程形成的闭环，可能是企业提供增值服务、拉开与对竞争对手差距的法宝，直接关系到企业的核心竞争力与核心利润，自然成为亟需保护的核心资产。

面对这样的新型资产，现有的知识产权体系提供了多种可能的保护路径。如著作权保护，适用于体现独创性智力劳动的选择与编排的最终成果。例如通过独特算法、参数设置和选择形成的点云数据集或三维模型，优势在于自动取得，手续简便。商业秘密保护适用于测量数据的整个处理流程，包括核心算法、参数设置及未公开的原始数据等，优势在于保护范围广，无期限限制。当测量数据被他人以黑客攻击、恶意挖角等明显不正当手段获取并利用时，“反不正当竞争法”可提供相应的法律救济。专利申请则适用于测量数据的创新性处理方法、流程和系统，优势在于保护力度强，具有排他性，企业需根据自身情况灵活选用保护路径。

尽管直接因测量数据产权引发的司法案例尚不多见，但诸多产业界的先行者已经开始通过技术+专利的方式进行布局，为对企业的工业元宇宙全生命周期守护打下基础。这一过程清晰地体现在确权、用权和维权三个环节。

确权体现在生成即存证。利用数据标识、区块链、哈希值校验等对数据资产确权已成为现有技术，这些技术使数据在生成的第一时间即可获得不可篡改的时间戳，为后续的权属证明提供铁证。如CN111581292A涉及一种工业互联网数据资产确权和交易方法及平台；CN109063426涉及的基于联盟区块链的版权存证共享方法及系统。于2018年9月7日起施行的《最高人民法院关于互联网法院审理案件若干问题的规定》中明确指出了这样的存证手段能够证明其真实性的，互联网法院应当采信。不少企业在实际应用中也已进行对测量数据确权的相关布局，例如CN109981724A设计了基于区块链技术实现传感器采集数据的安全可追溯，CN111813857设计了基于区块链技术的检测数据管理系统及方法。

用权体现在价值商业化。测量数据资产可通过许可、转让、作价入股等方式实现价值变现。如百度、高德等高精地图公司，通过激光雷达等测量道路生成的高精地图数据，其核心商业模式就是将其许可给汽车制造商使用。智慧城市项目中，承担前期测绘扫描的公司，可以将其生成的城市高精度三维模型作为资产入股，与政府平台公司共同运营后续的智慧城市运用。北京、深圳等地的数据交易所已经在探索数据资产的登记、评估和质押服务，这标志着测量数据可以成为真正的“资本”。

维权体现在侵权可追溯。通过在测量数据中嵌入数字指纹或数字水印，可以实现数据的溯源，一旦发现疑似侵权模型，即可进行提取比对。如CN111062323A涉及在采集的人脸图像数据中加水印，可进行安全防范。通过专业软件对侵权模型与原始数据进行比对，生成量化、可视化的鉴定报告，可作为强有力的诉讼证据。

（三）

未来图景

企业想拥抱工业元宇宙，绝不能仅停留在购买先进的扫描仪或传感器。技术是根基，未来的工业元宇宙将朝着更智能、更集成、更可信的方向发展，测量技术必须适应该趋势，朝“测量+”的融合赋能发展，如测量+AI，使人工智能深度赋能测量全过程，包括测量路径与测量方案的自主智能规划、测量数据的自动处理、基于数据流的智能分析与决策等，以最终形成自主感知、自主分析、自主优化的智慧生产系统。产权是保障，在工业元宇宙搭建中耗费巨资生成的测量数据、算法模型和数字资产，必须通过有效的知识产权手段予以确认和保护，才能形成健康的商业闭环，激励持续创新。技术应用与产权战略必须同步规划、双轮驱动，任何偏废都有可能导致企业在未来的竞争中处于劣势。

数字生产线决策示意图

对于工业元宇宙的相关技术研发人员，在研发立项时，不仅要重视测量技术、创新测量技术以顺应工业元宇宙的发展趋势，更应具有前瞻性地考虑技术方案的可专利性，不仅保护测量技术的硬件创新，更要重点关注数据处理算法、自主规划、与AI融合的相关测量技术的创新，提前进行专利布局，构筑未来技术壁垒。

企业管理者须将数据资产管理与知识产权战略提升至公司战略高度，建立完善的测量数据采集、存储、加密与分级授权管理制度，建立完善的产权申请、保护管理体系，在测量数据的确权、用权和维权方面探索区块链等技术的创新方向，为在未来的跨企业工业元宇宙平台中，能全流程守护自身的工业产权价值奠定基础。

立法和司法机构更应密切关注工业元宇宙发展带来的新型法律问题，积极研究如何更好地将测量数据、数字模型等新型客体纳入现有知识产权法律保护框架，同时在实际案例中探索认可区块链存证等新技术在司法实践中的证据效力，为解决数字经济的纠纷提供清晰、高效的司法保障。

测量技术作为贯穿工业元宇宙从物理世界数字化，到数字资产化，再到资产产权化全流程的基石，其角色已从幕后走向台前。这项古老而又充满活力的技术，正肩负起新的使命，从虚拟构建的基石，迈向产权守护的先锋，将使这场深刻的产业变革真正释放出全部潜能。

（文章来源：《创意世界》2026年2月号）

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