計量作為現代工業(yè)的三大(dà)支(zhī)柱之一,如何充分發揮計量基礎作用,通過構建國家先進測量體係,提升國家核心競爭能力是一項亟需解決的問題。
一、測量能力
測量是指通過實驗獲得並可合理賦予某量一個或(huò)多個量值的過程。測量是對被測量而言,被測量一般用參數表征(zhēng)。參數(shù)是描述總體特性的概(gài)括性數字(zì)度量,它是研究者想要了解的總體的某(mǒu)種特性值(zhí),總體未知的指標叫做參數。
參數測量就是(shì)實驗中待測量或正在測量的參數,測量什麽參數,什麽參數就叫測量參數,不確指固定的物理量。
材料和產品都有其本身的(de)參數,參數則是材料和產品各方麵測量的具體指標,例(lì)如耐(nài)熱性能參數(包括熱熔點、馬丁耐熱、耐低溫衝擊等(děng))、機械性能參數(包括衝擊強度、彎曲強度、拉伸強度等)、耐電性能參數(包括介(jiè)電常(cháng)數、介電損耗因子、介電強度等),是評價該材料(liào)和產品的性能強弱和等級(jí)的依據。
測量的目標是為了獲得測量結果的可信度。測量用於不同領域(yù)時具有不同的特(tè)定形(xíng)式。如測量儀器的(de)檢定、校準,產品質量檢(jiǎn)驗和工(gōng)程質量檢測等。
檢定的(de)核心是通(tōng)過參數測量來確定測量儀器的(de)特性參數值(zhí)是否符合法(fǎ)定要求。
校準的核心是通過參數測量來(lái)確定測量儀器(qì)的示值和測量標準提供的量值之間的關係。
檢驗是指通過一(yī)組特性參數測(cè)量來確定給(gěi)定產品的特性參數值是否符合標準規定的技術要求(qiú)。
檢測(cè)的核心是通過特性參數(shù)測量來確定給定產品的特性參數值是否符合規定要求。
由此看出,檢定、校準﹑檢驗和(hé)檢(jiǎn)測的共同點是參數測量,其核心是通過參數測量實(shí)現預期目(mù)的。可以說參數(shù)測量是所有檢定、校準、測(cè)試、檢驗、檢測、檢疫的基本要素和通用技術(shù)手段,檢定、校準、測試、檢驗、檢測、檢疫等都是測量的(de)一種特定形式,其核心是用(yòng)計量保證測量的準(zhǔn)確可靠。
測量是對被測量而言,是一個具體的合理賦予(yǔ)量值的操作過程,其量值的準確可靠通過計量保證實現。計量支撐所有應用領域的測量,計量是所有(yǒu)應用(yòng)領域(yù)任何特定測量形式的技術基礎,計量所關注(zhù)的是所有測量(liàng)應用領(lǐng)域(yù)中測量結果的可信度。檢定(dìng)、校準、檢驗、檢測、檢疫、測試等都屬於以計量為(wéi)核心的測量能力的範疇(chóu)。
以計量為核(hé)心(xīn)的測量能力是國家核心競爭力的重(chóng)要標誌之一。構成國家核心競爭力的要素包(bāo)括科學技術水平、企業規模和生(shēng)產能力、產業集聚(jù)發展程度、國際經濟交往(wǎng),以及(jí)國家軍事力量等,這些要素是起決定性作用的因素。而(ér)測(cè)量能力是這些重要要素的技術基礎和技術保障,測量能力在一定程度(dù)上決定著這些要(yào)素的能力和水平,反映了(le)國家核心競爭力的水(shuǐ)平。所以,以計量為核心的(de)測量能力(lì)關係到國家發展戰略和公眾利益,在國(guó)家發展戰(zhàn)略中具有重要的(de)技術基礎和技術保障地位,以計量為(wéi)核心的測量能力是(shì)國家核心競爭力的重要組成部(bù)分。
一個國(guó)家的測量(liàng)能力的國際互認對於消除貿易技術壁壘,進而參加(jiā)多邊貿易協議(如世界貿易組織)是關鍵性(xìng)的。因(yīn)此,國(guó)家測量能力與水平通過國際互認,就可以保障國家在國際(jì)競爭中贏得勝機的超常發展能力,可以增強國(guó)家在國際上(shàng)的話語權。
二、國家先進測量體係
國家先進測量體係是指麵向(xiàng)國家經濟(jì)﹑社會和國防發展的重大(dà)技術需求,以需求牽引為導向,以支撐(chēng)技術和科技發展為使命,以提高國家核心競爭力為(wéi)目標(biāo)的測量(liàng)體係。國家先進測量體係由國家(jiā)計量體係﹑國(guó)家產業計量測試體係(或國家(jiā)產業測量(liàng)體係(xì))構成。國家先進測量體係的主要特征是,以量(liàng)子計量基準為核心、以扁平化量值溯源為特征﹑以超精密(mì)參(cān)數測(cè)量技術和計量科技創新能力為重點的國家先進測量體係。國家先進測量體(tǐ)係,是指(zhǐ)包括戰略性(xìng)新興產業、高技術產(chǎn)業(yè)、現代服(fú)務業、現(xiàn)代農業、傳統產(chǎn)業等經(jīng)濟社會重點領域中的測量技術支撐體係。它是涉及全社會現代產業體係領域的測量技(jì)術活動的(de)統稱。
(一)國家計量(liàng)體係
國家計量(liàng)體係要素包括:法製計量體係、計量(liàng)技術體(tǐ)係和行政監管(guǎn)體係。
計(jì)量技術體係主要包括(kuò):法定計量檢定機構體係、測量(liàng)標準(zhǔn)體係、量值傳遞(dì)體(tǐ)係。計量(liàng)是以技術(shù)為手段,由各(gè)級計量技術機構組成的國家(jiā)法定計量檢定機構體係,是滿足法製計(jì)量要求的技術基礎。
國家量值傳遞體係將計量基準複(fù)現的量值逐級傳遞到(dào)各個區域的社會公用計量標準,並由各級人民政府組織建立社會公用計量標準進行量值傳遞,統一本地(dì)區的量值。計量檢定是量值傳遞體係運(yùn)行的主要技術手段,分級設置的(de)計量檢定機構是國家量值傳遞體係的主體。
建立測量(liàng)結果的計量溯源性,其核心是建立計量(liàng)溯源鏈。建立和完善國家量值傳遞體係,通過對測量儀器的檢定或校準,將國家測量標準所實現的單位量值通過(guò)各(gè)等級的測量標準傳(chuán)遞到工(gōng)作(zuò)測量(liàng)儀器,以保(bǎo)證測量所得的量值(zhí)準確一致。國家量值傳(chuán)遞體係的能力和水平決定(dìng)了國家整(zhěng)體測量能力和(hé)水平。
2018年11月16日,第26屆國際計量大會(huì)通(tōng)過了以(yǐ)基本物理常數重新定義(yì)國際計(jì)量單位的決議。新定義將利用“自然法(fǎ)則創建測量(liàng)法則(zé)”,將原子及量子級的測量與宏(hóng)觀世界的(de)測量關聯在一起(qǐ)。國際單位製(SI)新定義徹底改變了人類測量活動采用實物基準(zhǔn)的曆(lì)史,全麵開啟了以量(liàng)子基準為核心(xīn)的(de)現代先進測量(liàng)時代。世界測(cè)量技術規則將予重構,國際計量(liàng)體係正(zhèng)發(fā)生曆史性重大變革,由此帶來的影響廣泛而深遠。
SI重新定(dìng)義最(zuì)顯著的特點就是未來所有測量活動都將不再依賴於實物(wù)基準,而是依賴特征物理量和(hé)網絡傳輸(shū),同時依托準確的時間(jiān)基準,實現無處不在的準確測量。目(mù)前,德國、英(yīng)國、日本等國家在競相研究和布局(jú)以量子計量基準為核心、扁平化量值溯源(yuán)為特征的新一代國家計量體係。
對此(cǐ),中國計量科學研究院方(fāng)向院長建議:高度重視SI全麵(miàn)重新定義帶來(lái)的重(chóng)大(dà)發展機遇,將以量子計量基準為核心、扁平化量值溯源為特征的“國家先進測量(liàng)體係”作為國家(jiā)科技基礎設(shè)施(shī)發展(zhǎn)的優先領域,並納(nà)入新一輪國家科技中長期發展規劃。
(二)國家產業計(jì)量測試體係
國務院印發的《計量發展(zhǎn)規劃(2013-2020年)》提出:“在高技術產業、戰(zhàn)略(luè)性新興產業、現代服務業等經濟社會(huì)重點領域,研究具有產業特點的(de)量值傳遞技術和產業關鍵領(lǐng)域關鍵參數的測量、測試技術,開發產業專用測量、測試裝備,研究服(fú)務產品全壽(shòu)命周期的計量技術,構建國家產業計量測試服務體係。”
計量服務(wù)和支撐現代產業發展的重大舉措是構建國家產業計量測(cè)試服(fú)務體係,國家產業計量測試服務體係是現代產業體係的重(chóng)要技術基礎(chǔ),是提高產業核(hé)心競爭力的重要組(zǔ)成部分。
國家(jiā)產業計量測試服務體係是(shì)指麵向產(chǎn)業(yè)發展的重大技術(shù)需求,以需(xū)求牽引為導向,以服務和支撐產(chǎn)業發展為使命(mìng),以提高產業核心競爭力為目(mù)標,以計量測試技術能力(lì)、計量科技創新能力、產品全壽命周期計量保(bǎo)證能(néng)力為手段,為促進、引領和創新產業發展提供全方位計(jì)量(liàng)技術服(fú)務的體係。
1.戰略定位
通過國家產(chǎn)業計量(liàng)測試體係的建設,創(chuàng)新計量服務模式,延展計量(liàng)服務鏈,拓寬計量服務領域,以前瞻性的戰(zhàn)略定位和(hé)戰略目標,即以服務於全溯源鏈、全壽命周期、全產(chǎn)業鏈的戰略定位,實現促進、引領和創新產業發展的戰略目標。
(1)全溯源鏈的內涵(hán)是延伸計量溯源鏈。從傳統對計量器具(jù)的檢定和校準,將國家(jiā)計量基準所實現(xiàn)的單位量(liàng)值通過各等級的計(jì)量標準(zhǔn)傳遞到工作(zuò)計量器具的量值傳遞活動,延伸到參數測量應用領域。以參數測量所得量值的準確應用為核心,不僅要確保測量儀器的準確可靠,還要確保(bǎo)參數測量所得量值的準確一致,確保參數測量(liàng)所得(dé)量值的準確應用,建立(lì)所有應用領域測量結果的計量溯源性,以保(bǎo)證所有應用領域(yù)測量結果的可信度。
(2)全壽命周期的內涵是延(yán)伸計量服(fú)務鏈。從傳統(tǒng)的實驗室檢(jiǎn)定/校準服(fú)務活動延伸到產業產品生產領域,主動和產品生產企業合作,通過延伸計量服務鏈,將計量技術服務融入產品的設計、研製、試驗、生產(chǎn)、使(shǐ)用全過程所有環節。在產品設計(jì)階段完成計量保證和計量控製設計,完成產品技術指標參數(shù)的可計量性分析與(yǔ)設計。產(chǎn)品技術指標可計量性的三要素:一是可測量性;二(èr)是可溯源性;三(sān)是符合(hé)要求。可測量性是指產品技術(shù)指標是(shì)否可用現有的測量方法和測量儀器(qì)實施測量(liàng);可溯源性是指用於產品(pǐn)檢測的測量(liàng)儀器是否具備(bèi)完整的溯源鏈;符合性是指產品技術(shù)指標的測量結(jié)果不確定度是否符合產品技術指標的要求,在產品全壽命周期全過程所有環節實(shí)施計量保(bǎo)證(zhèng)服務。
(3)全產業鏈的內涵是延伸計量產業鏈。將計量服務於(yú)產業鏈(liàn)的路(lù)徑延伸到滿足需求程度的全產業鏈,從(cóng)上遊產業、中遊產業和下遊(yóu)產(chǎn)業等多個層次和環節構成的完(wán)整的產業鏈係統,以及產業的層次(cì)程度、關聯程度、資源加工深度、滿足需求(qiú)程度等方麵。科學界定所服務的產業鏈與服務範圍,全麵梳理產業發展的(de)計量技術需求,確定適應產業發展技術需求(qiú)的計量(liàng)技術服務的重點領域和重點項目,並與所界定的產業名稱和範圍相適應。
(4)前(qián)瞻性是要求從發展的眼光(guāng),著眼產業發展(zhǎn)的(de)未來,了解產業未來發展的大趨勢,預見未來產業發展的重(chóng)大需求。以(yǐ)前瞻性的視(shì)野、預見性的分析和主動性(xìng)的規劃,確定國家產(chǎn)業計量測試中心的(de)戰略定位和戰略目標。
2.總體結構
國家產業計量測試體係包括:國家(jiā)產業計量測試中心、國家產業計(jì)量測試平台、國家產(chǎn)業計量科技創新聯盟。
國(guó)家產業計量(liàng)測試體係、國家產業計量測試中心、國家產業(yè)計量測試平台、國家產業計量科技創新聯盟是一個整體概念,其宗旨是計量以服務、支撐(chēng)和引領產(chǎn)業發展為使命;以(yǐ)提供“三全一性”服務為重點任務。
(1)國家產業計量測試中心是指(zhǐ)按照國(guó)家發展(zhǎn)現代產業(yè)體係的總體(tǐ)戰略要求,以(yǐ)需求牽引為導向,以服務和支撐產業發展為使命,以提高產業核(hé)心競爭力為目標(biāo),以計(jì)量(liàng)測試(shì)技術(shù)和計量科技創新為手段,創新計量服務(wù)模式,以前瞻(zhān)性的戰略定位和(hé)戰略目標,即以服務於全溯(sù)源鏈(liàn)、全壽命周期、全產業鏈(liàn)的戰略定位,實現促進(jìn)、引領和創新產業發展的戰略目標。為產業發(fā)展提供計(jì)量測試技術和計量科技創新(xīn)服務的專業計量技術機構,是構建國家產業計量測試服務體係的重要組成部(bù)分(fèn)。
國家產業計(jì)量測試中心應突破以往的計量技術服務領域和工作模式(shì),在穩固和完善現有計量檢定(dìng)/校準服務的基礎上,向關鍵參數測量技術和計量科技創(chuàng)新能力的方向發展。開展關鍵參數測量是(shì)為了證明(míng)產業關鍵參數指標(biāo)使用要求是(shì)否得到滿足,而滿足參數測量有(yǒu)效性應當(dāng)滿足三個(gè)基本要求:一是要(yào)測得(dé)出(chū);二是要測得準;三是測得結果的一致性或與可比性。這不僅是(shì)測量結果有效(xiào)性的標誌,也是測量能力有效性(xìng)的標誌。
計量(liàng)服務產業(yè)發展的關鍵是參數(shù)測量。參數測量延伸了量值的應用範圍(wéi),實現了參(cān)數測量的可溯源性。美國國(guó)防部對承擔武器研製承包商的計量校(xiào)準要求已(yǐ)從設備數據(jù)的可溯源性提升到武器技術參數的可溯(sù)源(yuán)性。也(yě)就是說,過去要求的是測量儀器的可溯源性(xìng),而現在要求的是武器技術參數的可溯源性,即所有應用領域技術參數測量的可溯源性。可(kě)見,參數測量技術在計量服務產業、經濟、社會和國防發(fā)展中具有(yǒu)重要地位。
所(suǒ)以,國家產(chǎn)業計量測試中心的核心技術能力是(shì)關鍵(jiàn)參數測量技術能力和(hé)計量科技創新能(néng)力,核心服務能力是(shì)產(chǎn)品全壽命周期計量保證能力。關鍵領域關鍵參數測量的(de)核(hé)心(xīn)是實施超精(jīng)密(mì)參(cān)數測量技術,提高超精密參數測(cè)量技術能力與水平。
關鍵參數測量技(jì)術是全方位的,涉及計量參數(shù)測量技術﹑產品(pǐn)質量參數測量技術﹑工程質量參數測量技術﹑環境質量參數測量技術﹑生命安全參(cān)數測量技術等。因此,關鍵參數測量技術是麵向所有應用領(lǐng)域的測量技術(shù)。
支持新一代信息(xī)技術、高端裝備、新材料、生物醫(yī)藥(yào)、新能源汽車、新能源、節能環保等產業領域的關鍵參(cān)數超精密(mì)測量技術服務。
支(zhī)持互聯網技術、物聯網(wǎng)技術、智能傳感技術、太(tài)赫茲技(jì)術、大數據技術、雲計算技術、納米技(jì)術、激光技術、量子技術、人工智能技(jì)術、智能芯片技術等關鍵共性技術領域的計量科技創新(xīn)服務。
為國家重(chóng)大工程技(jì)術創新(xīn)平台的主要基礎(chǔ)性、關鍵性和共(gòng)性的(de)工程提供(gòng)測量技術和計量科技創新服務;支持產業關鍵領域的非常態量、動態量(liàng)、連續參量(liàng)的自動測量係統、智能測量係統、動(dòng)態測量係統的研製與應用。開創產業產品全壽命周期(qī)的計量保(bǎo)證服務領域;為熱點領(lǐng)域的新技術、新工藝、新(xīn)材料研(yán)究與應用提供計量支撐。應用現代通信網絡、傳感技術、遠程數據安全傳輸技術,實現遠程(chéng)測量及現場計量集成(chéng)控製(zhì)。
(2)國家產業計量(liàng)測試平台是麵向產業(yè)發展(zhǎn)技術需求,以產業計量測試需求信息牽引為導向,遵循“自願、平等、合作、共(gòng)贏”的原則,以國(guó)家產業計量測試中(zhōng)心為依托,通過牽頭組織產業相關計量技術機(jī)構、重點實驗室、高等院校、科研院所,以(yǐ)及骨幹企業等優勢單位的計量資源聯合共建的合作平台,是具(jù)有產業公共服務功能的互聯產業計量信息平台,是國家產業計量測試服務體係的組成部分。
(3)國家產業計量科技創新聯盟是麵向產業發展重大需求,以產(chǎn)業計量科(kē)技創新(xīn)需求牽引(yǐn)為導向(xiàng),以實現(xiàn)產業計量科技創新合作與協調(diào)發展為目的,以產業關鍵共性技術在產業領域廣泛應用為重點,遵(zūn)循“自願、平等、合作、共贏”的原則,以國家產業計量測試中心為依托,牽頭(tóu)組織產業(yè)內(nèi)相關計量技術機構(gòu)、重點實驗室、高等學校、科(kē)研院所,以及骨幹企業等優勢(shì)單位的計量(liàng)科技創新資(zī)源聯合共建的聯盟組織,是國家產業計量測試(shì)服務體(tǐ)係的組成部分。
因此,國(guó)家先進測量體(tǐ)係包括:以量子計量基準為核心、扁平化量值溯源(yuán)為特征的國家計量體係,以超精密參數測量技術和(hé)計量(liàng)科技創新能力為重點的(de)國家產業(yè)計量測試體(tǐ)係。
本文刊發(fā)於《中國(guó)計(jì)量》雜(zá)誌2021年第(dì)11期 作者(zhě):原江蘇省質量(liàng)技術監(jiān)督局 耿維明
欄目導航
內容推薦
更多(duō)>2021-11-29
2021-03-25