2015年5月(yuè)8日,國務院印發了《中國製造2025》,指(zhǐ)出:製造業是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。《中國製造2025》,是我國(guó)實施製造(zào)強國戰略第一個十年的行動綱領。聶(niè)榮(róng)臻(zhēn)元帥曾經說過:科技要發展,計量須先行。那麽對於中國製造呢?我個人(rén)認為:計量測試技術必須走在中國製造的前列。
一、中國製造的基本內容和特征
《中國製造2025》,在全麵分析全球製造業格局麵臨的重大調整(zhěng)、我國(guó)經濟發展環境發生重(chóng)大(dà)變化、我國製造業存在的(de)問(wèn)題等基礎上,國務院(yuàn)提出了我國建設製造強國(guó)的九(jiǔ)項戰略(luè)任務(wù)和重點:提高國家製造業創新(xīn)能力、推進(jìn)信息化與工業化深度融(róng)合、強化工業基礎能力、加強質量(liàng)品牌建設(shè)、全麵推行(háng)綠色製造、大力推動重點領域突破(pò)發展、深入推進製造業結構(gòu)調整、積極發展服務型製造和生產性服(fú)務業、提高製造業國際化發展水平。
通過(guò)分析(xī)這九個方麵的關係,中國製造的(de)實質可(kě)以概括為:通(tōng)過創新、融合、強(qiáng)基,實現質量(liàng)提升、企業(yè)轉型和快速發(fā)展。
創新(xīn),《中國製造2025》中上百次用到“創新”一(yī)詞,並且提出了一些新的(de)創新(xīn)領域和創新概念,如設計創(chuàng)新、工藝創新、創新網絡、創新聯盟、創新模式等,但最為主要、最為基礎的是科技創新。科技(jì)是第一生產力,是中國製造業發展的核心,是(shì)其(qí)他創新最為依賴的技術基礎。我國(guó)雖(suī)然有200多種產品產量居世界第一位,但缺(quē)少核心技術和品牌優勢,95%的高檔數控機床、85%的集成電路、80%的高端芯(xīn)片依賴進口。究其原因,科技的(de)落後是我國製造業落後的(de)主要因素。必須通過科技發(fā)展與創新,全麵提高中國製造創新能力,激發中國製造的創新活力(lì),推動中國製造實現(xiàn)創新發展,並(bìng)建立起“以企業為主體、市場為導向、政產學研用相(xiàng)結合的製造業創新體(tǐ)係”。
融合,就是指推進信息化與工業化深度融(róng)合。信(xìn)息化與工業化的融合是現代製造業的重要特征。美(měi)國提出的網絡物理係統(CPS:cyber-physical system)以及德國的工業4.0,其(qí)實質都是信息(xī)化與工業化的(de)融合問題。中國的(de)製造水平落後於德國、美國,這是不爭的事實,中國必須加快這(zhè)種(zhǒng)融合,加快“機器換人”進度,這樣中國的製造才能在“再工業化”進程中(zhōng)占有一席之地。也隻有實現信(xìn)息化與工業化深度融合,才能實現智能製造(zào)、綠色製造,才能不斷“推(tuī)進生產過程智能化,培育新型生產方式,全麵提升企業研(yán)發、生產、管理和服務的智能化(huà)水平”,才能不斷增強中國製造的競爭實(shí)力。
強基,就是要夯實中國製造(zào)的各(gè)項基礎(chǔ)。我國(guó)已提出“四基戰(zhàn)略”,就是把“核心基礎零部件(元(yuán)器件)、先進基礎(chǔ)工(gōng)藝、關鍵基礎材料和產業技術基礎”做為我國的工業發展的(de)基礎。零部件的精度直接決定著整機的精度;生產工藝、基礎材料直接決定產品的質(zhì)量與效益(yì),產業技術水(shuǐ)平直接決定著現代化製造業的整體水平和能力。要實現中國製造,必須夯實這四個中國製造的基礎,不斷提升精密加工、智能製造(zào)以及高(gāo)質量產品的製造(zào)能力,才能全(quán)麵提升我國基礎工業發展水平和快速發展的能力(lì)。
二、計量測試技術是中國製造的基礎
(一)計量測試技術是科技的基礎,也是創新的基礎。
我國製造業整體水平排在德國、美(měi)國等發達(dá)國家之後,而我國的計量測試能力和水平也在這(zhè)些發(fā)達國家(jiā)之(zhī)後(hòu),這不僅僅是一個巧合,而是從另一個角度反映了計量對(duì)整(zhěng)個製造業的影響。俄國化學家門捷列夫講:沒有測量就沒有科學。每一項科研成果的取得都是在成百上千次甚至上萬次的計(jì)量測試的基礎上(shàng),經過分析(xī)、比較、歸納(nà)出來的。計量對科技(jì)具(jù)有很強的引領和促進作用。國家質檢總(zǒng)局局長支樹(shù)平在2015年亞太計量規劃組織(APMP)大會上講(jiǎng):計量測試技術是創新的“種子”和“引擎”,是國家核心競爭力的重要標誌之一。沒有計量測試技術的創新與發展,沒有計量測試提供準確、可靠、一致、有效的(de)計量測試數據(jù),就很難提出創新的思路,也很難驗證創新的(de)成果。從科技(jì)領(lǐng)域來看,每一次計量測試精度的提高或者新的測試方法的(de)提出,都會帶來一些科技新發(fā)現,帶(dài)來一些科技新發明,也會帶來一些新技術上革命與(yǔ)進步。
(二)計量測試技術是“融合(hé)”的基礎。
實現信息化與工業化深度融合,“智(zhì)能(néng)”“大數據(jù)”將成(chéng)為深度融合的重要手(shǒu)段。智能產品、智能裝備,及至智能車間、智能工廠,這(zhè)些都是智能製造的重要組成部分,也是信息化與工業化深度融(róng)合的前提和(hé)基礎。要實(shí)現“智能”,就必須以計量測試為前提,為(wéi)手段。以智能製(zhì)造為例:一個智(zhì)能產品(原材料)的基本信息,如基(jī)本(běn)尺寸、基本成(chéng)份含量,都必須經(jīng)過計量(liàng)測(cè)試才能得到;這個智能產品(原材料)要與智能裝備進行信息交互,實現智能製造加工,必須經過計量測試才能相互感知(zhī),才能對智能產品(pǐn)(原材料)進行定製(按提前計量測(cè)試(shì)好的(de)要求)化加工;加工後的基本信息隻有通過計量測試才能重新(xīn)寫入(rù)新的智能產品中,為下一道工序加工提供新(xīn)的更加完備的基本信息。德國一家玻璃智能製造生產線上有3000多個傳感器,正是這3000多(duō)個計量測試用的(de)傳感器,不停地感知有關信(xìn)息,並經傳輸、分析、再(zài)感知、再分析,才能保證製造(zào)出帶有“智能”功能的玻璃產品。帶有“智能”功能的玻(bō)璃產(chǎn)品再進入(rù)“智能”物流或其他“智能”製造過程中,成(chéng)為社會需要的更加“智能”的產品。在整個“智(zhì)能”製造過程中,計量測試發揮(huī)著重要(yào)的作用,並且計量測試的精度直接影響著(zhe)“智能”產品最(zuì)後的質量和效益。
(三)計量測試技術是“四基”的基礎。
基礎零部件(jiàn)、基礎原材料、基礎工藝、產業技術(shù)基礎(包括基礎檢測技術)構成我國製造業的基(jī)礎。直接把基礎檢測技術列入國家戰略發展(zhǎn)的(de)基礎,這足以說明基礎檢測技術的重要性。但更為重(chóng)要的是:計量(liàng)測試技術(shù)也是其他“三基”(基礎零(líng)部件、基礎原材(cái)料、基礎工藝)的基礎。以(yǐ)基(jī)礎零部件為例:齒輪是機械加工、高精密儀(yí)器製造(zào)等各類機械製造中非常重要(yào)的一個基礎零部件,齒輪的精度(dù)直接影響著(zhe)機械加工的精度。大連理工大學王立鼎院士是齒輪研究方麵的專家,他製造(zào)的齒輪可以和德國的齒輪精度相一(yī)致。他多年來擔任中國計量測試學會的常務理事。2013年(nián),我拜訪他時,曾經問他:齒(chǐ)輪製造與計量測試有什麽樣的關係(xì)?他對我(wǒ)講:要製造出高精(jīng)度的齒輪,就必須要有更高精(jīng)度的計量測試手段。同時他(tā)還講到:我國精密(mì)加工機床精度不高,機器噪音大,壽命短等,造成的原因表現上是齒輪之間或軸承之間的有效齧(niè)合不好,深層次原因(yīn)是我國在這方麵的計量測試精度不夠。在現代化的生產工藝過程中,計量測試是實現工藝(yì)過程控製的(de)技術基礎(chǔ),計量測試精(jīng)度(dù)的高(gāo)低直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,影響著企業的效益(yì)。同樣,在原材料的製(zhì)造過程中(zhōng),如果計量測試不準確,精度不夠高,同樣(yàng)會直接(jiē)影響到原材料的質量和性能。
(四)計量測試技術是企業提質增效、轉(zhuǎn)型升級的基礎。
在工業企業,人們常(cháng)講的一句話是:計量(liàng)是(shì)企業的“眼睛”。的確,從原材料進廠,到企業生產工藝過程控製,到企業的產品檢測,再到企業的節能減排增效,計量都發(fā)揮著重要的“眼睛”作(zuò)用。但隨著現代(dài)化企業的發展,特別(bié)是工業化與信息(xī)化的深度融合,計量測試(shì)將成為現代化企業(yè)的“中樞”,甚至是大腦。在智能製造(zào)過程中,使用(yòng)微型傳感器進行計量檢測,通過互聯網將數據傳到數據中心,數據中心經過(guò)計算分析,再將指令傳達到智能設備,智(zhì)能設備進行智能操作。這時,計量測試已不僅僅是簡單的“眼睛”,而變成一個係統,包括傳輸、分(fèn)析甚至執行。隨(suí)著芯片技術(shù)的發展,這一整套過程都會集(jí)成到一個小小的芯片上。計量測試已完全構成了(le)一套係統,成為一個“智(zhì)能人”。未來要實(shí)現定製化智能製造,一條生產線已不再隻生產一種規格的產品,要隨時檢測、隨(suí)時調節、隨時製造不同規格(gé)、不同顏色、不同大小、不同形狀、不同性能(néng)的產品。這時更需(xū)要不斷進行計量測(cè)試。計量測試水平以及計量測試技術的應用已成(chéng)為影(yǐng)響中國“智造”的關鍵。早在上世紀(jì)初,世界(jiè)工業發達國家就把合格的原材料(liào)、先進的生產工藝以及計量測試技術做為現(xiàn)代化企業的三大支柱。計量測試已成為(wéi)現代企業保障產品質量、實現轉型升級的重要技術基礎。歐盟(méng)2002年一項統計表明(míng),計量通過支持技術(shù)創新對歐盟GNP的貢(gòng)獻達0.77%,數額達610億歐元。隨著社(shè)會(huì)進步對科技的依賴,這個數字肯定還要高。
三(sān)、加快推進計量測試(shì)技術進步,引領中國製造(zào)快速發展
基礎不牢,地動山搖。要實現中國製(zhì)造,計量測試技術必須先行。
(一)加強計量測試前沿技(jì)術研究,不斷提高計量測試精度。
計量研究是(shì)一個不(bú)斷超越自我的(de)過程。精度的提高(gāo)是永無止境的(de)。精確計量還將不斷催生其他(tā)領域(yù)新技術的發展。伴隨測量精度的大幅度提高,一大批革命性的新(xīn)技術也會相繼湧(yǒng)現,如納米技術的應用將不斷提升航空發動機的(de)精度,也不斷推動(dòng)核潛艇技術的發展。目前我國整體的計量測試水平離發達國家還有(yǒu)很大的差距,特別是在與中國製造相關的極大、極小,極高、極低等領域(yù)差距更大。因此,要加強(qiáng)計量(liàng)科技(jì)基礎及前沿技術(shù)研究,特別是基本(běn)物理常數等精密(mì)測量(liàng)和量子計量基準研究,在應對國(guó)際單位製重大技術革命的同時,建立一批新一代(dài)的高準確度、高穩定性量子(zǐ)計量(liàng)基準,為中(zhōng)國(guó)製造服務(wù)。要(yào)突破重點領(lǐng)域的關鍵計量測(cè)試(shì)技術,建立一批適合中國製造(zào)快速(sù)發展的國家計量基標準、社會公用計量標準;要加強高精度、具有快速反(fǎn)應能力的計量測試技術的研究,為精準製造、敏捷製造提供精準計量測試技術服務。
同時,要加強計量測試科技成果(guǒ)的轉化,推動計量測試產業發(fā)展。計量科研項(xiàng)目的(de)立項、論證等要與(yǔ)中國製造中的重點領域、重點產業、重大戰略(luè)的科研項目對接,把科(kē)研成果的轉化作為計量測試(shì)技(jì)術(shù)研究課題立項(xiàng)、執行、驗收的全(quán)過程(chéng)評(píng)審指標。要建立計量科研機構與企業技術機構交流平台,加強(qiáng)計量技術機構與企業聯合立項、聯(lián)合攻關、聯合研發力度。
(二)加強先進實用計量測試(shì)技(jì)術研究,推動計量測試技術與中國(guó)製造的深度融合。
要加快(kuài)新型傳感器技術、微型傳感技術、功能安全技術等新型計量測試技(jì)術和(hé)測試方法研究,推動我國傳感器產業的快速發展;要加強(qiáng)傳感器計(jì)量檢定、校準特別是自校準、自(zì)適應過程(chéng)中的量傳溯源技術的研究,保證傳感器量(liàng)值的準確可靠。要加強遠程傳輸、遠傳校準、扁平校準等新(xīn)計量測試技術的(de)研究,以適應“係(xì)統計量”或“整體計量”的需要。要加快航空航天(tiān)裝備、海洋工程裝備、節能與新(xīn)能源汽車、電力裝備、農機裝備等現代製(zhì)造業重點領(lǐng)域專用計量(liàng)測試技術研究(jiū),提升專業(yè)計(jì)量測試水平。要加強核心基礎零部件、基礎工(gōng)藝、基(jī)礎材料相關計量測試技術的研(yán)究,著力(lì)解決影響核心基礎零(líng)部件(元器件)、基本原材(cái)料產品性能和穩(wěn)定性(xìng)的關鍵(jiàn)共性技(jì)術,為“四基”戰略打好計量測試技術基礎。要加強(qiáng)數控機床、機器人、軌道交通裝備(bèi)等整體中計量測(cè)試技術的研究,特別要在柔性製造(zào)中,加(jiā)強(qiáng)“柔性計量”技術的研究,提高整體(機)加(jiā)工(製造)精度。加強儀器儀表核心零(部)件、核心控製技術研究(jiū),培育(yù)具有核心技術和核心競爭力的儀器儀表品牌產(chǎn)品。
(三)加強中國製造過程中智能(néng)計量測試技術研究。
2005年,美國國(guó)家標準與技術研究所(NIST)提出了“聰明加工係統(smart machining system,SMS)”研究計劃。我國也要加強這方麵(miàn)的(de)研究工作(zuò)。加強(qiáng)工業生產中計量測試技術的研究,為精益(yì)生產、在線檢測、質量診斷(duàn)、精細化管理、綠色製造提供計量測試技術保(bǎo)障。加強產業計量(liàng)測試(shì)技術研究(jiū),為全產業鏈、全產品壽命周期、全(quán)量傳溯源鏈提(tí)供(gòng)前瞻性計量測試技術服務。加強智能產品、智(zhì)能(néng)裝備以及智能製造中(zhōng)相關的計量測試技術研究,為智能化生產(chǎn)提供(gòng)計量測試技術服務。要加強互(hù)聯網技術中的計量測試技術研究,確保計量測試數據在傳(chuán)輸過程(chéng)中(zhōng)的保真、保準、一致、可靠。要加(jiā)強人(rén)機智能交互、工業機器人、智能物流管理、增材(cái)製造等過程中的計量測試技術研究,促進製(zhì)造工藝的優化、實時監測、遠程監控和自適應控製技術的發展。要將計量測試嵌入到產品研發、製造、質(zhì)量提升、全過程(chéng)工藝控製中,實(shí)現關鍵量準確測量與(yǔ)實時校準(zhǔn)。
計量測試是中國製造(zào)的(de)基礎,特別是隨著中國製造(zào)質量的提升、製(zhì)造精度的提高以及製造(zào)功能的擴大,計量測試的(de)基礎作用、先導作用將更(gèng)加突顯。計量測試技術(shù)必須(xū)走在中國製造的最前沿。
欄(lán)目導航
內容推薦
更多>2021-07-15
2020-02-14
2019-07-18