導(dǎo)讀： 隨著測量技術(shù)的發(fā)展，面向過程的在線檢測、面向應(yīng)用的性能綜合測試，以及面向產(chǎn)品全生命周期的監(jiān)控等需求也日益呈現(xiàn)，已成為一種新的趨勢。

前文回顧：幾何量數(shù)字化測量技術(shù)發(fā)展趨勢

我們目前經(jīng)常討論的測量，一般都是對于某個特性和指標(biāo)開展的。但隨著測量技術(shù)的發(fā)展，面向過程的在線檢測、面向應(yīng)用的性能綜合測試，以及面向產(chǎn)品全生命周期的監(jiān)控等需求也日益呈現(xiàn)，已成為一種新的趨勢，使測量的對象和范圍得到了極大的拓展，同時也對測量技術(shù)，以及測量技術(shù)的融合應(yīng)用提出了全新的要求，這對測量界而言更是一種挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對挑戰(zhàn)，近年來，測量技術(shù)本身的數(shù)字化、自動化和系統(tǒng)化水平也在不斷提升，同時大批的技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程被修制訂，從而在根本上保障了測量數(shù)據(jù)的可信度。

隨著數(shù)字化進程的推進，測量又會擔(dān)綱一個怎么樣的角色呢？

今天在討論數(shù)字化轉(zhuǎn)型時，都會談到數(shù)字孿生（digital twin）這一概念。國際iso在《iso 23247-1:2021自動化系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)數(shù)字孿生架構(gòu) 第1部分:概述和一般原則》標(biāo)準(zhǔn)中給出了數(shù)字孿生的定義：

digital twin

fit for purpose digital representation of an observable manufacturing element with a means to enable convergence between the element and its digital representation at an appropriate rate of synchronization

數(shù)字孿生

<制造系統(tǒng)>制造系統(tǒng)可觀測要素滿足要求且具有同步特性的數(shù)字表達。（注：作者譯）

這里的制造系統(tǒng)可觀測要素（observable manufacturing element ，ome）是指制造系統(tǒng)中可觀測的物理存在以及操作的內(nèi)容，包括人、設(shè)備、材料、過程、設(shè)施、環(huán)境 、產(chǎn)品、以及支持文檔等。

從iso數(shù)字孿生的定義中我們可以看到數(shù)字孿生的核心在于實體和對象相關(guān)特征屬性與其數(shù)字表達之間的同步，以及實時性。在這個數(shù)字環(huán)境的表達過程中，實體方面特征參數(shù)的獲取就是靠測量來實現(xiàn)的。換句話說，沒有測量就沒有iso標(biāo)準(zhǔn)中所定義的數(shù)字孿生。

面對數(shù)字孿生的同步表達要求，其對測量操作要求就不僅是精準(zhǔn)、還有實時的要求，因為數(shù)字孿生另一個特點是需要在實時精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上完成實時的控制和互動。在這種情況下，就形成了對測量操作更高的要求：

1. 測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)可信是測量根本，其間，規(guī)范和控制測量操作是核心，它要求操作者關(guān)注人、機、料、環(huán)和法的影響，通過規(guī)范操作來控制這些影響，并通過測量不確定度估算等數(shù)字化手段來評估和控制測量系統(tǒng)的能力，確保測量數(shù)據(jù)可信度，并支撐數(shù)據(jù)的交付。隨著實時、同步和全生命周期的數(shù)字表達要求，對測量系統(tǒng)能力的控制要求也必然會拓展到這些場景；

2. 當(dāng)測量操作走出實驗室，融入進系統(tǒng)和設(shè)備、融合到生產(chǎn)現(xiàn)場，實時實地開展動態(tài)數(shù)據(jù)的高精度采集，海量的數(shù)據(jù)必然會對邊緣計算、基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理提出全新的要求；

3. 對測量操作而言有一個最基本的對偶原則，即必須正確響應(yīng)前端設(shè)計給出的要求，并按規(guī)范進行測量操作。換句話說，測什么是由前端設(shè)計給出的。因此，要真正形成數(shù)字孿生的數(shù)字表達，其被測對象和要素的定義將是關(guān)鍵，在這個定義過程中，就必然會要求測量介入前端，以配合前端被測要素定義時的可測性分析，以及測量結(jié)果的表達形式、處理操作、集成方法和管理方法；

4. 在用數(shù)字表征要素時，甚至整個系統(tǒng)要素屬性的測量數(shù)據(jù)到手后，就必然會有開展更深層次的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)需求，以便更為精準(zhǔn)地描述孿生模型，此時大數(shù)據(jù)工具將會有用武之地，當(dāng)然這方面工作到底由誰有做是一個問題，但當(dāng)成體系的數(shù)據(jù)在測量手里時，測量也確實能夠做一些數(shù)據(jù)處理，如邊緣計算、相關(guān)性分析及換視角的深層次觀察等；

從上面的討論和分析中我們可以看到，數(shù)字化時代的測量技術(shù)除了本身的專業(yè)性以后，還將被數(shù)字時代賦以同步性和系統(tǒng)性特點，在此，需要重點關(guān)注以下幾個方面的問題：

1. 測量技術(shù)的應(yīng)用在測得了（被測對象的多樣性和復(fù)雜性）、測得快（被測對象的動態(tài)性和實時性）、測得準(zhǔn)（各種尺度下技術(shù)參數(shù)的高精度測量）和測得省（系統(tǒng)角度的經(jīng)濟性）、測得全（被測對象的全數(shù)字表達）等方面又有了更新、更高的要求；

2. 基于互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)的全方位、多參數(shù)的同步測量、數(shù)據(jù)融合和邊緣計算能力等，已成為現(xiàn)代數(shù)字測量的一個全新特征，并將推動測量傳感器、測量儀器和測量系統(tǒng)的發(fā)展；

3. 測量操作重心將在原有的基礎(chǔ)上得到前移，特別是在前端采用基于模型的定義（mbd）技術(shù)傳輸測量要求并驅(qū)動后端時，測量操作的自動化程度將越來越高，值得注意的是這種趨勢并不是簡單的淘汰第一線的測量操作人員，用機器換人，而是對測量從業(yè)人員和行業(yè)提出了更高的要求，它進一步要求測量從業(yè)人員在堅守原測量操作專業(yè)性的基礎(chǔ)上，更具有測量可行性分析、測量規(guī)范設(shè)計、自動化測量操作轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)構(gòu)建、測量能力數(shù)字化評估、測量數(shù)據(jù)分析和協(xié)同管理等能力。而對于測量行業(yè)而言，則提出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的更高要求。

測量作為一項基礎(chǔ)技術(shù)，不僅在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中必不可少，而且在聯(lián)合國和我們國家目前積極創(chuàng)導(dǎo)的雙碳中的碳軌跡、碳排放和碳交易活動中，同樣扮演著不可或缺的角色，因為在整個雙碳過程中，所有決策的數(shù)據(jù)全部依賴于第一線通過測量得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。換句話說，只有具備了強大的測量技術(shù)和能力，特別是基礎(chǔ)平臺的支撐，才會有雙碳、綠色，可持續(xù)發(fā)展。

由于測量的重要性，聯(lián)合國將其列為國家質(zhì)量基礎(chǔ)（national quality infrastructure，nqi）中三大要素之一。此外，2021年，國務(wù)院印發(fā)了《計量發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，明確提出到2025初步建立“國家現(xiàn)代先進測量體系”。

總之，測量在整個國家數(shù)字化和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中將發(fā)揮更加重大的作用，測量的價值也將越來越重要，并被釋放。