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中國計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)馬愛文秘書長：計(jì)量測(cè)試技術(shù)必須走在中國制造的前列
發(fā)布時(shí)間：2016-05-18 01:02:38 點(diǎn)擊：19410
隨著2016年“5.20世界計(jì)量日”的日益臨近，計(jì)量，再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。事實(shí)上，計(jì)量，在人們生活中無處不在，人們應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注計(jì)量。近日，中國計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)秘書長馬愛文撰文論述了計(jì)量對(duì)中國制造的重要性和作用。
該論文指出，國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》明確強(qiáng)調(diào)：制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基?！吨袊圃?025》，是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。聶榮臻元帥曾經(jīng)說過:科技要發(fā)展，計(jì)量須先行。那么對(duì)于中國制造呢?中國計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)馬愛文秘書長認(rèn)為，計(jì)量測(cè)試技術(shù)必須走在中國制造的前列。
一、中國制造的基本內(nèi)容和特征
《中國制造2025》，在全面分析全球制造業(yè)格局面臨的重大調(diào)整、我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境發(fā)生重大變化、我國制造業(yè)存在的問題等基礎(chǔ)上，國務(wù)院提出了我國建設(shè)制造強(qiáng)國的九項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn):提高國家制造業(yè)創(chuàng)新能力、推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合、強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力、加強(qiáng)質(zhì)量品牌建設(shè)、全面推行綠色制造、大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展、深入推進(jìn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、積極發(fā)展服務(wù)型制造和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、提高制造業(yè)國際化發(fā)展水平。
通過分析這九個(gè)方面的關(guān)系，中國制造的實(shí)質(zhì)可以概括為:通過創(chuàng)新、融合、強(qiáng)基，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升、企業(yè)轉(zhuǎn)型和快速發(fā)展。 創(chuàng)新，《中國制造2025》中上百次用到“創(chuàng)新”一詞，并且提出了一些新的創(chuàng)新領(lǐng)域和創(chuàng)新概念，如設(shè)計(jì)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新聯(lián)盟、創(chuàng)新模式等，但最為主要、最為基礎(chǔ)的是科技創(chuàng)新。科技是第一生產(chǎn)力，是中國制造業(yè)發(fā)展的核心，是其他創(chuàng)新最為依賴的技術(shù)基礎(chǔ)。我國雖然有200多種產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一位，但缺少核心技術(shù)和品牌優(yōu)勢(shì)，95%的高檔數(shù)控機(jī)床、85%的集成電路、80%的高端芯片依賴進(jìn)口。究其原因，科技的落后是我國制造業(yè)落后的主要因素。必須通過科技發(fā)展與創(chuàng)新，全面提高中國制造創(chuàng)新能力，激發(fā)中國制造的創(chuàng)新活力，推動(dòng)中國制造實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，并建立起“以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的制造業(yè)創(chuàng)新體系”。
融合，就是指推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合。信息化與工業(yè)化的融合是現(xiàn)代制造業(yè)的重要特征。美國提出的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)(CPS:cyber-physical system)以及德國的工業(yè)4.0，其實(shí)質(zhì)都是信息化與工業(yè)化的融合問題。中國的制造水平落后于德國、美國，這是不爭的事實(shí)，中國必須加快這種融合，加快“機(jī)器換人”進(jìn)度，這樣中國的制造才能在“再工業(yè)化”進(jìn)程中占有一席之地。也只有實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化深度融合，才能實(shí)現(xiàn)智能制造、綠色制造，才能不斷“推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平”，才能不斷增強(qiáng)中國制造的競爭實(shí)力。
強(qiáng)基，就是要夯實(shí)中國制造的各項(xiàng)基礎(chǔ)。我國已提出“四基戰(zhàn)略”，就是把“核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)”做為我國的工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。零部件的精度直接決定著整機(jī)的精度;生產(chǎn)工藝、基礎(chǔ)材料直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量與效益，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平直接決定著現(xiàn)代化制造業(yè)的整體水平和能力。要實(shí)現(xiàn)中國制造，必須夯實(shí)這四個(gè)中國制造的基礎(chǔ)，不斷提升精密加工、智能制造以及高質(zhì)量產(chǎn)品的制造能力，才能全面提升我國基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展水平和快速發(fā)展的能力。
二、計(jì)量測(cè)試技術(shù)是中國制造的基礎(chǔ)
(一)計(jì)量測(cè)試技術(shù)是科技的基礎(chǔ)，也是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。
我國制造業(yè)整體水平排在德國、美國等發(fā)達(dá)國家之后，而我國的計(jì)量測(cè)試能力和水平也在這些發(fā)達(dá)國家之后，這不僅僅是一個(gè)巧合，而是從另一個(gè)角度反映了計(jì)量對(duì)整個(gè)制造業(yè)的影響。俄國化學(xué)家門捷列夫講:沒有測(cè)量就沒有科學(xué)。每一項(xiàng)科研成果的取得都是在成百上千次甚至上萬次的計(jì)量測(cè)試的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析、比較、歸納出來的。計(jì)量對(duì)科技具有很強(qiáng)的引領(lǐng)和促進(jìn)作用。國家質(zhì)檢總局局長支樹平在2015年亞太計(jì)量規(guī)劃組織(APMP)大會(huì)上講:計(jì)量測(cè)試技術(shù)是創(chuàng)新的“種子”和“引擎”，是國家核心競爭力的重要標(biāo)志之一。沒有計(jì)量測(cè)試技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，沒有計(jì)量測(cè)試提供準(zhǔn)確、可靠、一致、有效的計(jì)量測(cè)試數(shù)據(jù)，就很難提出創(chuàng)新的思路，也很難驗(yàn)證創(chuàng)新的成果。從科技領(lǐng)域來看，每一次計(jì)量測(cè)試精度的提高或者新的測(cè)試方法的提出，都會(huì)帶來一些科技新發(fā)現(xiàn)，帶來一些科技新發(fā)明，也會(huì)帶來一些新技術(shù)上革命與進(jìn)步。
(二)計(jì)量測(cè)試技術(shù)是“融合”的基礎(chǔ)。
實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化深度融合，“智能”“大數(shù)據(jù)”將成為深度融合的重要手段。智能產(chǎn)品、智能裝備，及至智能車間、智能工廠，這些都是智能制造的重要組成部分，也是信息化與工業(yè)化深度融合的前提和基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)“智能”，就必須以計(jì)量測(cè)試為前提，為手段。以智能制造為例:一個(gè)智能產(chǎn)品(原材料)的基本信息，如基本尺寸、基本成份含量，都必須經(jīng)過計(jì)量測(cè)試才能得到;這個(gè)智能產(chǎn)品(原材料)要與智能裝備進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)智能制造加工，必須經(jīng)過計(jì)量測(cè)試才能相互感知，才能對(duì)智能產(chǎn)品(原材料)進(jìn)行定制(按提前計(jì)量測(cè)試好的要求)化加工;加工后的基本信息只有通過計(jì)量測(cè)試才能重新寫入新的智能產(chǎn)品中，為下一道工序加工提供新的更加完備的基本信息。德國一家玻璃智能制造生產(chǎn)線上有3000多個(gè)傳感器，正是這3000多個(gè)計(jì)量測(cè)試用的傳感器，不停地感知有關(guān)信息，并經(jīng)傳輸、分析、再感知、再分析，才能保證制造出帶有“智能”功能的玻璃產(chǎn)品。帶有“智能”功能的玻璃產(chǎn)品再進(jìn)入“智能”物流或其他“智能”制造過程中，成為社會(huì)需要的更加“智能”的產(chǎn)品。在整個(gè)“智能”制造過程中，計(jì)量測(cè)試發(fā)揮著重要的作用，并且計(jì)量測(cè)試的精度直接影響著“智能”產(chǎn)品最后的質(zhì)量和效益。
(三)計(jì)量測(cè)試技術(shù)是“四基”的基礎(chǔ)。
基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)原材料、基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)(包括基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù))構(gòu)成我國制造業(yè)的基礎(chǔ)。直接把基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)列入國家戰(zhàn)略發(fā)展的基礎(chǔ)，這足以說明基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)的重要性。但更為重要的是:計(jì)量測(cè)試技術(shù)也是其他“三基”(基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)原材料、基礎(chǔ)工藝)的基礎(chǔ)。以基礎(chǔ)零部件為例:齒輪是機(jī)械加工、高精密儀器制造等各類機(jī)械制造中非常重要的一個(gè)基礎(chǔ)零部件，齒輪的精度直接影響著機(jī)械加工的精度。大連理工大學(xué)王立鼎院士是齒輪研究方面的專家，他制造的齒輪可以和德國的齒輪精度相一致。他多年來擔(dān)任中國計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)的常務(wù)理事。2013年，我拜訪他時(shí)，曾經(jīng)問他:齒輪制造與計(jì)量測(cè)試有什么樣的關(guān)系?他對(duì)我講:要制造出高精度的齒輪，就必須要有更高精度的計(jì)量測(cè)試手段。同時(shí)他還講到:我國精密加工機(jī)床精度不高，機(jī)器噪音大，壽命短等，造成的原因表現(xiàn)上是齒輪之間或軸承之間的有效嚙合不好，深層次原因是我國在這方面的計(jì)量測(cè)試精度不夠。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝過程中，計(jì)量測(cè)試是實(shí)現(xiàn)工藝過程控制的技術(shù)基礎(chǔ)，計(jì)量測(cè)試精度的高低直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，影響著企業(yè)的效益。同樣，在原材料的制造過程中，如果計(jì)量測(cè)試不準(zhǔn)確，精度不夠高，同樣會(huì)直接影響到原材料的質(zhì)量和性能。
(四)計(jì)量測(cè)試技術(shù)是企業(yè)提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型升級(jí)的基礎(chǔ)。
在工業(yè)企業(yè)，人們常講的一句話是:計(jì)量是企業(yè)的“眼睛”。的確，從原材料進(jìn)廠，到企業(yè)生產(chǎn)工藝過程控制，到企業(yè)的產(chǎn)品檢測(cè)，再到企業(yè)的節(jié)能減排增效，計(jì)量都發(fā)揮著重要的“眼睛”作用。但隨著現(xiàn)代化企業(yè)的發(fā)展，特別是工業(yè)化與信息化的深度融合，計(jì)量測(cè)試將成為現(xiàn)代化企業(yè)的“中樞”，甚至是大腦。在智能制造過程中，使用微型傳感器進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心經(jīng)過計(jì)算分析，再將指令傳達(dá)到智能設(shè)備，智能設(shè)備進(jìn)行智能操作。這時(shí)，計(jì)量測(cè)試已不僅僅是簡單的“眼睛”，而變成一個(gè)系統(tǒng)，包括傳輸、分析甚至執(zhí)行。隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，這一整套過程都會(huì)集成到一個(gè)小小的芯片上。計(jì)量測(cè)試已完全構(gòu)成了一套系統(tǒng)，成為一個(gè)“智能人”。未來要實(shí)現(xiàn)定制化智能制造，一條生產(chǎn)線已不再只生產(chǎn)一種規(guī)格的產(chǎn)品，要隨時(shí)檢測(cè)、隨時(shí)調(diào)節(jié)、隨時(shí)制造不同規(guī)格、不同顏色、不同大小、不同形狀、不同性能的產(chǎn)品。這時(shí)更需要不斷進(jìn)行計(jì)量測(cè)試。計(jì)量測(cè)試水平以及計(jì)量測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用已成為影響中國“智造”的關(guān)鍵。早在上世紀(jì)初，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家就把合格的原材料、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝以及計(jì)量測(cè)試技術(shù)做為現(xiàn)代化企業(yè)的三大支柱。計(jì)量測(cè)試已成為現(xiàn)代企業(yè)保障產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。歐盟2002年一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)表明，計(jì)量通過支持技術(shù)創(chuàng)新對(duì)歐盟GNP的貢獻(xiàn)達(dá)0.77%，數(shù)額達(dá)610億歐元。隨著社會(huì)進(jìn)步對(duì)科技的依賴，這個(gè)數(shù)字肯定還要高。
三、加快推進(jìn)計(jì)量測(cè)試技術(shù)進(jìn)步，引領(lǐng)中國制造快速發(fā)展
基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖。要實(shí)現(xiàn)中國制造，計(jì)量測(cè)試技術(shù)必須先行。
(一)加強(qiáng)計(jì)量測(cè)試前沿技術(shù)研究，不斷提高計(jì)量測(cè)試精度。
計(jì)量研究是一個(gè)不斷超越自我的過程。精度的提高是永無止境的。精確計(jì)量還將不斷催生其他領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展。伴隨測(cè)量精度的大幅度提高，一大批革命性的新技術(shù)也會(huì)相繼涌現(xiàn)，如納米技術(shù)的應(yīng)用將不斷提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的精度，也不斷推動(dòng)核潛艇技術(shù)的發(fā)展。目前我國整體的計(jì)量測(cè)試水平離發(fā)達(dá)國家還有很大的差距，特別是在與中國制造相關(guān)的極大、極小，極高、極低等領(lǐng)域差距更大。因此，要加強(qiáng)計(jì)量科技基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究，特別是基本物理常數(shù)等精密測(cè)量和量子計(jì)量基準(zhǔn)研究，在應(yīng)對(duì)國際單位制重大技術(shù)革命的同時(shí)，建立一批新一代的高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性量子計(jì)量基準(zhǔn)，為中國制造服務(wù)。要突破重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵計(jì)量測(cè)試技術(shù)，建立一批適合中國制造快速發(fā)展的國家計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)、社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；要加強(qiáng)高精度、具有快速反應(yīng)能力的計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究，為精準(zhǔn)制造、敏捷制造提供精準(zhǔn)計(jì)量測(cè)試技術(shù)服務(wù)。
同時(shí)，要加強(qiáng)計(jì)量測(cè)試科技成果的轉(zhuǎn)化，推動(dòng)計(jì)量測(cè)試產(chǎn)業(yè)發(fā)展。計(jì)量科研項(xiàng)目的立項(xiàng)、論證等要與中國制造中的重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)、重大戰(zhàn)略的科研項(xiàng)目對(duì)接，把科研成果的轉(zhuǎn)化作為計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究課題立項(xiàng)、執(zhí)行、驗(yàn)收的全過程評(píng)審指標(biāo)。要建立計(jì)量科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)交流平臺(tái)，加強(qiáng)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)與企業(yè)聯(lián)合立項(xiàng)、聯(lián)合攻關(guān)、聯(lián)合研發(fā)力度。
(二)加強(qiáng)先進(jìn)實(shí)用計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究，推動(dòng)計(jì)量測(cè)試技術(shù)與中國制造的深度融合。
要加快新型傳感器技術(shù)、微型傳感技術(shù)、功能安全技術(shù)等新型計(jì)量測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法研究，推動(dòng)我國傳感器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展;要加強(qiáng)傳感器計(jì)量檢定、校準(zhǔn)特別是自校準(zhǔn)、自適應(yīng)過程中的量傳溯源技術(shù)的研究，保證傳感器量值的準(zhǔn)確可靠。要加強(qiáng)遠(yuǎn)程傳輸、遠(yuǎn)傳校準(zhǔn)、扁平校準(zhǔn)等新計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究，以適應(yīng)“系統(tǒng)計(jì)量”或“整體計(jì)量”的需要。要加快航空航天裝備、海洋工程裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備等現(xiàn)代制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)Ｓ糜?jì)量測(cè)試技術(shù)研究，提升專業(yè)計(jì)量測(cè)試水平。要加強(qiáng)核心基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料相關(guān)計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究，著力解決影響核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、基本原材料產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵共性技術(shù)，為“四基”戰(zhàn)略打好計(jì)量測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)。要加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、軌道交通裝備等整體中計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究，特別要在柔性制造中，加強(qiáng)“柔性計(jì)量”技術(shù)的研究，提高整體(機(jī))加工(制造)精度。加強(qiáng)儀器儀表核心零(部)件、核心控制技術(shù)研究，培育具有核心技術(shù)和核心競爭力的儀器儀表品牌產(chǎn)品。
(三)加強(qiáng)中國制造過程中智能計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究。
2005年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)提出了“聰明加工系統(tǒng)(smart machining system，SMS)”研究計(jì)劃。我國也要加強(qiáng)這方面的研究工作。加強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)中計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究，為精益生產(chǎn)、在線檢測(cè)、質(zhì)量診斷、精細(xì)化管理、綠色制造提供計(jì)量測(cè)試技術(shù)保障。加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究，為全產(chǎn)業(yè)鏈、全產(chǎn)品壽命周期、全量傳溯源鏈提供前瞻性計(jì)量測(cè)試技術(shù)服務(wù)。加強(qiáng)智能產(chǎn)品、智能裝備以及智能制造中相關(guān)的計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究，為智能化生產(chǎn)提供計(jì)量測(cè)試技術(shù)服務(wù)。要加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究，確保計(jì)量測(cè)試數(shù)據(jù)在傳輸過程中的保真、保準(zhǔn)、一致、可靠。要加強(qiáng)人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理、增材制造等過程中的計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究，促進(jìn)制造工藝的優(yōu)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和自適應(yīng)控制技術(shù)的發(fā)展。要將計(jì)量測(cè)試嵌入到產(chǎn)品研發(fā)、制造、質(zhì)量提升、全過程工藝控制中，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵量準(zhǔn)確測(cè)量與實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。
計(jì)量測(cè)試是中國制造的基礎(chǔ)，特別是隨著中國制造質(zhì)量的提升、制造精度的提高以及制造功能的擴(kuò)大，計(jì)量測(cè)試的基礎(chǔ)作用、先導(dǎo)作用將更加突顯。計(jì)量測(cè)試技術(shù)必須走在中國制造的最前沿。
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