甘肃开展量值传递溯源和关键共性计量技术研究产业环境

甘肃开展量值传递溯源和关键共性计量技术研究产业环境计量助力产业发展产业计量是近年来新发展的概念，区别于传统计量概念仅停留在国家计量基准（标准）量值下对计量器具的检定/校准，产业计量创造性地将计量测试嵌入到产品研发、制造、试验、使用维护、全过程工艺控制过程中，建立了计量与产业的直接联系，促进了计量与产业技术融合发展。产业计量工作在国家市场监管总局的领导下，以国家产业计量测试中心建设为引领，顺应产业发展实践的需求日渐壮大。目前，以实现三全一前即全产业链、全溯源链、全寿命周期和前瞻性计量技术研究为目标的国家产业计量测试中心建设得到了各个行业的广泛响应。产业计量是以保证产品在产业活动过程中量和值准确可靠开展的一系列计量测试技术研究与服务活动，包括测量装备、测量技术、测量方法、测量环境、测量评价等，旨在通过各种测量手段，解决企业产品实现过程中的测量问题。传统的实验室计量是针对仪器或器具进行的单一计量，不考虑测量环境的耦合因素和测量模型的变化，而产业计量是包含了检定、校准、检验、检测、测试、比对等内容的大计量概念。计量人必须转变观念，转换角色，将计量测试工作主动融入到企业生产一线，从设计源头到生产制造到使用维护为企业提供精准的数据保障。产业计量关注的对象是产品，旨在通过量化、优化、固化的手段，对产品实现过程反复迭代，不断指导设计进行优化，保证产品在设计、试验、生产和使用维护全过程数据流的正确性，实现产品质量全过程可控，实现产品性能指标最合理、最可靠、最稳定要求。计量行业现状分析计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。在计量过程中，认为所使用量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。计量涉及到计量单位的定义和转换;量值的传递和保证量值统一所必须采取的措施、规程和法制等。从计量仪器仪表来看，近年来，得益于人工智能技术的发展，我国智能计量仪器仪表行业发展迅速，在水、热、气、电和油等类似气体或液体的供给过程中得到广泛应用。从整体情况看，各国家产业计量测试中心积极围绕产业发展需求和瓶颈问题，以计量杠杆撬动产业发展的痛点，不断加强计量测试技术、方法和设备的研究和应用，努力服务产业创新发展和质量提升，在科技创新、能力建设和运行服务等方面取得了显著成效，获得了产业界的高度认可和社会的广泛关注。据统计，各产业计量中心自批准筹建以来共承担各类科研项目2000余项，新建计量标准900余项，研制各类计量测试设备13．9万台套，实现成果转化600余项，申请专利2200余项，起草各类标准和技术规范2500余项，服务企业4．5万家，帮助企业节约成本超43亿元。计量与产业的融合计量分为法制计量、科学计量和产业计量，法制计量不再赘述，产业计量是计量与产业融合的较好的一个领域。在产业过程中，精确测量的需求是非常普遍的，需要将计量标准充分融合进产业过程中，量化过程参数，优化设计，从而提高产品品质。然而人们对产业过程的关注还远远不够，这反映在我国产品质量还远远达不到发达国家的水平上。其实计量融入产业不仅是方法也是理念，必须破除计量研究对象是计量标准这一边界条件的限制，将计量的对象扩充到产品和过程，围绕产品的计量性进行研究，围绕产品实现过程，提升产品生产控制能力，从而提升产品质量，促进产业进步。总之，产业计量的研究重点是产品实现过程的计量性，对象是产品及产品类，作用是解决产业过程中没能量化的控制难题，将复杂的产品性能测量问题转化为简单量值测量问题，方法是将计量的思维方式和技术方法融进产业过程，完成产业过程中参数量化、优化、固化的过程，保证系统输出的一致性和有效性。产业计量的特点随着科技的进步和社会的发展，尤其是产业结构调整和中国制造2025战略的实施，各个产业都取得了长足发展，关键技术突破能力增强，但是与发达国家相比，我国相关计量测试技术水平还有很大差距，计量测试依然存在测不到、测不准、测得不可靠等问题，严重影响了产品研制生产的进度和质量。为满足现代高端装备及大型综合试验系统对复杂、极端环境条件、多参数综合等特殊计量测试需求，产业计量的服务重点由实验室单体仪器校准向试验现场实时、在线、综合、原位、整体和真实物理量校准转变；由保证计量器具合格向保证数据准确、数据分析利用、提供系统解决方案转变。产业计量的主旨思想是三全一前，而实现三全一前的关键是抓住产品，从产品性能参数出发，针对参数的定义，理清产品及其实现过程各个环节参数量值的溯源关系。即针对产业产品及其设计、生产、试验和使用维护全过程开展完整的参数溯源链分析研究，溯源链条为产品性能指标—计量测试及试验参数—计量参量—计量测试标准—计量基准。其内涵就是结合产品及其实现过程定义的参数的测量评价要求，系统分析测量设备或标准的准确性、测量方法的正确性、测量环境认识的完整性、测量数据评价的合理性等，促进计量工作向产品研制流程的延展。参数溯源链条分析的具体方法是：首先明确参数是否有量化指标；其次以参数的测试过程是否具有成熟可靠的测试方法和技术标准，来判断参数是否可测，量值是否可控，对测试设备（传感器、仪器装置、系统等），依据其工作原理、操作规程和使用特点，判断其关键技术参数的校准或评价方法是否合理、校准手段是否完备；最后针对校准设备（计量器具、装置、系统等），依据计量技术规范，判断其关键技术参数量值是否可实现向国家计量标准的溯源，进而明确产品被测参数与测试设备参数量值之间、测试设备参数与校准设备参数量值之间的最大允许误差或测量不确定度的比较关系，是否正确完整。计量服务产业发展案例剖析我国高铁的快速发展，不仅得益于自主创新技术的进步，还得益于计量测试技术的保驾护航，特别是高技术行业，一套完备的计量保障方案是保证产品使用过程保持良好性能指标的保证。例如高速列车晚间不安排运营，而是进行全车的保养和检测校准，因为机车运营速度较高，许多关键配套产品已经触碰到技术天花板，技术储备度不够宽，这样更需要加大计量测试保障服务，保证产品性能可靠和稳定。所以，清晨首列火车必挂检测车随车进行动态在线监测，根据其检测数据，安排上线列车的运行。高速列车的轮对磨损对高铁的高速平稳运行有极大伤害，因为高速列车的运行依靠轮轨配合，这是保证列车安全的重要数据之一，所以轮对的尺寸和铁轨的尺寸，每天都需采集大量自动化数据和人工测量数据，并实时传递到分析中心，因此，必须每天收车后对轮对进行相关尺寸的检测，如果超差必须在线加工修正，保证磨损量控制在可以接受的范围内。如果没有一整套计量保障方案，没有这些检测人员日夜保驾护航，不可能换来安全高效的高铁运行。由于我国高铁爆炸式发展，许多基础研究和动态过程的历史数据还没有积累起来，只能一边运营一边测量补充完成历史数据积累过程，所以，没有测量数据保障就没有安全可靠运营的高速铁路。因此，产品全寿命周期的计量保障对产品的安全可靠使用非常重要。十四五计量科技面临新机遇和挑战当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，为计量科技带来了新的机遇与挑战。2019年5月20日，新的国际单位制（SI）正式生效。这是计量史上的重要变革和里程碑式事件，正如诺贝尔物理学奖得主比尔．菲利普斯所说：这是自法国大革命以来测量科学最伟大的革命。计量迈入量子化新时代，国际计量格局面临历史性重构。前期，我国在计量领域虽然取得了一定进展，但在满足科技强国、质量强国、制造强国、健康中国、数字中国等国家重大战略需求上，仍存在科技创新能力不足、计量支撑能力缺失、服务深度和广度不够等问题。与发达国家计量技术机构相比，在发挥计量作用、提升计量地位、优化科技发展布局等方面也存在差距，主要表现在：基础前沿研究整体上仍处于跟跑阶段、重点领域关键计量测试技术有待突破、新型量传技术和计量仪器自主创新能力不足。十四五时期，将面对更为复杂多变的外部环境，应把握全球科技创新的前沿趋势，进一步推进计量科技发展的自立自强，积极应对国际单位制重新定义重大变革，跻身世界计量科技前沿。计量发展总体目标到2025年，全省计量科学技术水平逐步提升，研发建立真空全压力和真空分压力量子计量标准，逐步突破基于集成衍射光栅技术的量子真空传感和芯片级计量标准技术；全省有证标准物质数量达到40项以上；在计量测试技术研究及计量标准装置、仪器仪表研制等方面科研立项达30项，产生科技成果达60项；筹建引领计量科技创新的省级测量实验室或技术创新中心；社会公用计量标准建标数量达到1300项，强制检定项目建标覆盖率达到95％；围绕我省特色产业，筹建国家或省级产业计量测试中心；地方计量技术规范达到70项；建成我省计量监管服务信息化平台；培育3000家以上诚信计量示范单位。到2035年，形成各部门齐抓共管、社会各界共同参与的大计量工作格局，计量在我省重大战略中的基础和保障作用更加突出，计量测试服务能力基本覆盖传统产业、绿色产业、新兴产业等重要产业领域，建成符合我省经济社会高质量发展需求的现代先进测量体系。现代产业发展对计量测试的要求（一）产业发展对计量测试提出更高要求创新是获取可持续发展动力的源泉，唯有创新才能不断前进和发展。随着现代产业的快速发展，传统的以实验室量传为核心的计量工作模式已经难以适应产业发展对计量测试精准数据的保障需求，已不能满足全产业链、全溯源链、全寿命周期多方位的数据流正确的需求。计量测试工作必须及时把最新计量科学发展成果转化应用到工程实践中来，面向产业，以产品和工程技术实践为服务保障对象，在保证量值准确统一、不断完善量值复现与传递手段、支撑产品参数量值可靠溯源的基础上，进一步发展工程适用的先进计量测试技术，不断提升产品质量和产业核心竞争力。产品质量的稳定性和可靠性是通过产品性能指标的关键参数来表征的，而关键参数只有经过计量测试才能准确评价和有效控制，因此产业关键领域关键计量测试技术得到突破，对产业发展核心技术的研发有巨大的推动作用。由此可见，产业计量测试技术是产业健康发展、质量与效益提升的重要基础和根本保障。计量测试的发展轨迹经历了4个阶段：从传统的实验室环境下的量值传递，到解决现场实际的计量测试需求，再到满足具体服务对象的综合计量测试保障，未来则是服务于整个产业的量值保障与计量测试服务需求。这4个阶段，即：实验室—现场—综合—产业，实现了计量测试工作点—线—面—体的发展升级，因此，计量测试融入产业发展具有必然性。（二）工业制造技术的发展促使计量测试转型升级伴随着工业制造技术的发展，以数字化设计、制造技术的应用为标志，生产流程的动态重组与产品全寿命周期保障在产品创新研发过程中发挥出日益重要的作用，进而要求计量测试更紧密地与生产过程相衔接，融入生产流程、融入过程控制。产业计量相较于传统的标准计量，在履行量传职能的基础上，更突出以产业发展需求和技术创新保障为牵引，以数据为核心服务对象，涵盖计量、测试、检测、检验等各个环节，能更好地引领现阶段产业的技术创新和科技创新，符合现阶段的产业发展要求。现代产业体系正在向综合集成化、数字化、智能化、量子化的技术方向深度发展，计量测试工作也呈现出新的变化。①要求计量服务方式从实验室单体测量向现场综合测量转变，即面对复杂庞大的试验流程和数字化设计制造模式，可以提供现场在线的综合计量保障方案，与产业过程深度融合；②要求计量服务对象从评价设备向评价利用数据转变，即在充分理解产品测量需求的基础上，可以对海量的测量数据进行分析评价与应用，为持续改进产品设计、制造和试验方案提供支持；③要求计量测试活动由保证计量标准器具量值准确向产品制造全过程的试验测试系统、测量装备、控制参数的测量准确可靠转变，即在充分考虑测量标准选择的正确性、测量模型建立的完整性、测量方法应用的正确性和测量数据评价的合理性的基础上，保证产品实现全过程数据流的正确可靠。计量行业未来展望入世后由于计量检测行业开放，大量的法律法规需要重新修订，但由于牵涉面太广，新的法律法规迟迟未能出台，因此存在较多的灰色地带和混乱。近年，国家加强对计量检测行业进行整顿和规范，主要体现在：一是机构认证认可更加严格，门槛明显提高;二是加大了对机构的监督检查，对违规机构施以停业整顿的严厉处罚;三是各地出台规范计量检测市场的行政法规。计量是对测量的结果是否有效进行确认的过程，有利于社会的分工和协作。我国对计量技术的研究与国外发达国家相比还存在一定的差距。近几年随着经济一体化进程的不断发展，我国的计量经济特点越发明显。首先我国计量行业的目标是提高工业产品的竞争力，想要提高工业产品的竞争力就要提高产品的质量，而计量检验是现代化工业生产的重要支