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從水表電表到國(guó)之重器，計(jì)量守護(hù)百姓生活支撐大國(guó)榮耀
數(shù)智“度量衡”，如何四兩撥千斤
計(jì)量是一個(gè)既古老又新鮮的話題。它在歷史上被稱(chēng)為“度量衡”，幾千年前，古人通過(guò)“布手知尺”“掬手為升”“取權(quán)為重”進(jìn)行計(jì)量。隨著生產(chǎn)發(fā)展和科技進(jìn)步，從水表電表到國(guó)之重器，從農(nóng)工商貿(mào)到尖端科技，計(jì)量守護(hù)著百姓生活，支撐著大國(guó)榮耀。
今年5月20日是第25個(gè)“世界計(jì)量日”，全球主題為“可持續(xù)發(fā)展”，中國(guó)特別主題為“計(jì)量筑基新質(zhì)生產(chǎn)力，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展”。步入數(shù)智時(shí)代，計(jì)量如何發(fā)揮更大作用？它如何筑基新質(zhì)生產(chǎn)力、促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展？近日，記者走進(jìn)山東多家國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心及重點(diǎn)企業(yè)，探尋數(shù)智時(shí)代的計(jì)量奧秘。
計(jì)量測(cè)試護(hù)航高速列車(chē)安全
5月17日上午11時(shí)許，在青島市城陽(yáng)區(qū)，一列“復(fù)興號(hào)”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組列車(chē)緩緩駛出中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司廠區(qū)。它剛剛通過(guò)了國(guó)家高速列車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心的各類(lèi)檢驗(yàn)檢測(cè)和試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目，不久后將馳騁于祖國(guó)大地上。
“計(jì)量是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的‘眼睛’和‘神經(jīng)’，只有測(cè)得出，才能造得出，只有測(cè)得準(zhǔn)，才能造得精。”國(guó)家高速列車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心主任林永強(qiáng)介紹，以高速列車(chē)為例，從原材料技術(shù)創(chuàng)新等上游產(chǎn)業(yè)，到設(shè)計(jì)研發(fā)、列車(chē)制造、列車(chē)試驗(yàn)等核心產(chǎn)業(yè)，再到維護(hù)、檢修等下游產(chǎn)業(yè)，每一道工序、每一個(gè)流程，都需要大量計(jì)量測(cè)試器具和數(shù)據(jù)為之提供保障。
今年4月底，由中車(chē)四方籌建的國(guó)家高速列車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心成立，作為我國(guó)軌道交通領(lǐng)域的首個(gè)國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心，為上中下游企業(yè)提供全溯源鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期且具前瞻性的計(jì)量測(cè)試服務(wù)。目前，已建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)63項(xiàng)，計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)能力231項(xiàng)，計(jì)量檢測(cè)技術(shù)能力56項(xiàng)，年服務(wù)企業(yè)300余家。
“在飛速行駛的高速列車(chē)上，一顆螺絲的松動(dòng)都可能引發(fā)重大事故。以前，我們采用人工地毯式測(cè)量扭矩?，F(xiàn)在，我們新研發(fā)的轉(zhuǎn)向架自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線，配備了多種安裝角度的電動(dòng)擰緊裝置，保證量值準(zhǔn)確可靠的同時(shí)，有效防止車(chē)間作業(yè)人員的誤操作，幫助動(dòng)車(chē)組生產(chǎn)調(diào)試效率提升20%、產(chǎn)品出廠故障率降低5%?！绷钟缽?qiáng)說(shuō)。
高鐵列車(chē)的平均時(shí)速達(dá)到300公里，相當(dāng)于每秒行進(jìn)83.33米。在這樣的速度中，人們透過(guò)玻璃望向窗外并不覺(jué)得頭暈，在地勢(shì)起伏中很少感到顛簸……每個(gè)細(xì)節(jié)背后，都有無(wú)數(shù)次模擬測(cè)試。走進(jìn)國(guó)家高速列車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心，里面各式各樣的試驗(yàn)臺(tái)讓人驚嘆，它們支撐起整車(chē)振動(dòng)模擬試驗(yàn)、整車(chē)滾動(dòng)綜合性能試驗(yàn)等80多種動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)，研究人員依據(jù)這些量值，持續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，推動(dòng)我國(guó)高速列車(chē)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級(jí)。
早在2022年底，山東便已出臺(tái)企業(yè)計(jì)量促進(jìn)辦法，鼓勵(lì)頭部企業(yè)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會(huì)重點(diǎn)領(lǐng)域，培育建設(shè)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心。截至目前，我省已建設(shè)計(jì)量器具國(guó)家型式評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室19個(gè)，國(guó)家級(jí)專(zhuān)業(yè)計(jì)量站6家，發(fā)布各類(lèi)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)1.2萬(wàn)項(xiàng)，位居全國(guó)首位；獲批籌建國(guó)家碳計(jì)量中心（山東），建設(shè)國(guó)家級(jí)、省級(jí)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心26個(gè)。
解決水資源測(cè)不了測(cè)不全測(cè)不準(zhǔn)的難題
山東地處黃河下游，作為經(jīng)濟(jì)大省、農(nóng)業(yè)大省、人口大省，水資源總量?jī)H占全國(guó)的1%。在此背景下，精打細(xì)算用好每滴水，是山東推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的一道必答題。
“精打細(xì)算”的第一步，首先需要足夠精確的量值。紙面上兩點(diǎn)之間的距離，可以用一把直尺測(cè)量；一朵翻騰的浪花，乃至一條暗流涌動(dòng)的江河，用什么測(cè)量？該如何測(cè)量？水資源計(jì)量裝備作為一種專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量水資源的新型基礎(chǔ)設(shè)施，解決了這個(gè)難題。
“水資源計(jì)量裝備主要應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、工廠管道、明渠河道等場(chǎng)景，以測(cè)量水資源的流量、流速等參數(shù)。它的發(fā)展是我國(guó)乃至全球制造業(yè)鏈條中非常關(guān)鍵的一環(huán)，對(duì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)具有重要戰(zhàn)略意義?！绷?chuàng)科技股份有限公司副總經(jīng)理郝金剛介紹，“近年來(lái)，我國(guó)水資源計(jì)量裝備產(chǎn)業(yè)加速崛起，但由于尚屬起步階段，存在大口徑、大流量、復(fù)雜工況下，水資源‘測(cè)不了、測(cè)不全、測(cè)不準(zhǔn)’的問(wèn)題，亟須對(duì)復(fù)雜水資源應(yīng)用環(huán)境下的仿真流體數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究?！?/p>
眼下，在泰山腳下、黃河之畔，矗立著我國(guó)水資源計(jì)量裝備領(lǐng)域的唯一一個(gè)國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心（籌）。該中心以力創(chuàng)科技為主體，聯(lián)合泰安市質(zhì)量技術(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)研究院共同籌建，去年9月獲得國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局批籌。目前，該中心實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)參數(shù)量值溯源項(xiàng)目850余項(xiàng)，涵蓋制約各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵測(cè)量參數(shù)587項(xiàng)。
“為了降低誤差、提高精度，中心自主研制了國(guó)內(nèi)首套多維可變明渠流量試驗(yàn)裝置，能夠模擬和仿真復(fù)雜渠道形狀、表面糙度、流體截面、水流形態(tài)等諸多因素的變化，將誤差控制在5%以內(nèi)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。”郝金剛指著身旁這個(gè)總重千噸、全長(zhǎng)72米的“大家伙”介紹。
除了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的大型試驗(yàn)裝置，分散在各大河流的傳感器具也是水資源計(jì)量裝備的重要組成部分。記者發(fā)現(xiàn)，在泰安市東平縣白吉河旁，有許多長(zhǎng)得像機(jī)器人的攝像頭，它們被附近村民稱(chēng)為黃河的“水表”。
“要想掌握江河湖泊的實(shí)時(shí)狀態(tài)，需要安裝大量的明渠計(jì)量傳感器。而戶外的水計(jì)量裝置芯片以220V、電池供電為主，為了降低能耗、提高使用壽命，我們學(xué)校與力創(chuàng)科技搭建起產(chǎn)學(xué)研用合作平臺(tái)，共同開(kāi)發(fā)超聲流量計(jì)量芯片，提升我國(guó)儀器儀表行業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，也促使同類(lèi)進(jìn)口芯片價(jià)格大大降低?！鄙綎|科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長(zhǎng)陳達(dá)說(shuō)。
新計(jì)量能力提升帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)突破
工欲善其事，必先利其器。在制造業(yè)領(lǐng)域，儀器儀表就是極其重要的“器”。儀器儀表廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、電力等諸多領(lǐng)域，以計(jì)量能力的提升，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)突破，發(fā)揮“四兩撥千斤”的關(guān)鍵作用。
“為什么同樣一件產(chǎn)品，價(jià)格可以相差數(shù)百上千倍？核心在于性能?！焙？怂箍瞪虅?wù)運(yùn)營(yíng)事業(yè)群高級(jí)顧問(wèn)孫智宏介紹，性能的好壞，很大程度取決于最終出來(lái)的產(chǎn)品是否符合最初的工程設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)。而要判斷產(chǎn)品能否達(dá)到設(shè)想狀態(tài)，并對(duì)各項(xiàng)偏差進(jìn)行算法分析，靶向優(yōu)化技術(shù)和方案，離不開(kāi)儀器儀表的數(shù)字化“進(jìn)化”。
當(dāng)下，儀器儀表逐漸成為人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的核心紐帶之一。在青島?？怂箍抵腔郛a(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，一個(gè)由10余個(gè)黑色球體組成的激光傳感器，正與黃色機(jī)械臂靈活配合，對(duì)一輛新能源汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行快速掃描。幾乎是同時(shí)，一旁的電腦屏幕里，三維智能復(fù)合式傳感器系統(tǒng)已經(jīng)顯示具有細(xì)節(jié)特征的精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，建構(gòu)出這輛車(chē)身的立體仿真模型。
“通過(guò)智能化檢測(cè)，我們校準(zhǔn)了車(chē)身零部件外觀尺寸、裝配尺寸、間隙和面差，并將仿真技術(shù)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬匹配，進(jìn)而提供從尺寸到性能的智能控制解決方案?！睂O智宏說(shuō)，結(jié)合光學(xué)檢測(cè)、智能視覺(jué)識(shí)別、自動(dòng)化物流等技術(shù)，結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片也能進(jìn)行高精度測(cè)量，并將誤差控制在0.3微米以內(nèi)。
?？怂箍凳鞘澜?00強(qiáng)企業(yè)、全球科技百?gòu)?qiáng)企業(yè)。近年來(lái)，青島把精密儀器儀表列入重點(diǎn)突破的新興產(chǎn)業(yè)之一，目前，青島精密儀器儀表產(chǎn)業(yè)園已集聚?？怂箍?、鼎信通訊等上下游重點(diǎn)企業(yè)26家，正聚力打造北方儀器儀表產(chǎn)業(yè)總部基地。
省市場(chǎng)監(jiān)管局計(jì)量處負(fù)責(zé)人表示，一直以來(lái)，我省將計(jì)量融入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“血液”，耕海一號(hào)、國(guó)信一號(hào)、蛟龍?zhí)柕取吧綎|造”大國(guó)重器，背后都有計(jì)量力量在保駕護(hù)航。今年，我省將探索搭建國(guó)家級(jí)海洋產(chǎn)業(yè)計(jì)量創(chuàng)新平臺(tái)，發(fā)揮計(jì)量服務(wù)海洋高端裝備制造、海洋生物醫(yī)藥、海洋化工、海洋船舶等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)支撐作用，著力推動(dòng)山東海洋產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
（記者 王鶴穎 通訊員 劉棟）
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