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　　摘要:阐述了计量技术的内涵与外延，在分析智能制造对计量检测技术的需求基础上，论述了计量技术对于传统工业制造技术向智能化制造升级所起的推动和支撑作用。

　　关键词:智能制造;计量技术;检测;检验

　　现代工业制造技术的飞速发展，在制造过程中对效率的追求，使得生产制造的作业方式不断快速的发生变化。德国政府推出的面向未来技术发展的生产制造计划“工业4.0”和我国政府提出的“中国制造2025”都对快速发展变化着的工业制造技术发展需求进行了展望，提出了产业技术升级进步的阶段性目标。目前，我国工业制造能力的发展正处于由工业化向信息化过渡的阶段，“中国制造2025”正是基于这一现实基础提出的目标。在工业信息化部的推动下，国家重大专项“智能制造”已经逐步实施，工业企业的生产流程智能化改造、智能车间与智能工厂的建设正在越来越多的被企业管理人员提上工作日程。在这种形势下，生产企业中传统的计量检测工作应积极地顺应技术发展的要求，充分发挥出计量技术对生产活动的支撑作用，在生产过程智能化技术升级与改造中，更好地满足产品质量和生产作业效率对计量保障活动提出的需求。

　　1计量的内涵与外延

　　计量工作是保证产品质量的基础，在联合国工业发展组织(UNIDO)关于国家质量基础要素的阐述中指出:计量、标准化、认证、认可等各个质量要素之间是战略合作的关系，并称为国家的质量基础。国际标准化组织(ISO)认为:计量、标准化、认可、认证是一致性的基础。换言之，计量工作是国民经济和社会发展的重要技术基础。在国家计量技术规范JJF1001中对“计量”的解释为:“实现单位统一、量值准确可靠的活动”，在这里，计量特指围绕量值的准确而实施的一系列的实践活动。在工业生产领域，计量的内涵不仅仅包含围绕“为了准确定义产品的功能、性能等质量标准而采用的量值”的“定义及其评定方法与手段”的研发实践，更包含了围绕“产品性能质量数据的准确性”而开展的实践活动，包含了产品及其生产制造过程中的检测/检验活动。在工业生产实践活动中，大量的测量活动支撑着从原材料到制成品的整个生产制造过程的执行。以机械制造业中的一般生产流程为例，为保证产品的质量，在生产流程的输入端需要检测原材料的品质，在制造加工过程中需要检测机床调整量、环境干扰因素、切削参数、装配间隙、许用偏差等，在产成品出厂前需要检测验证产品各项功能、性能，测量活动贯穿于产品的全生命周期。所有这一切的测量活动都以获得数据为目标，因为准确可靠的数据决定了产品的质量和生产的效率。在上述的测量活动中应用的技术装备，包括各种类型的计量仪器仪表、现场作业检测仪器或检测装置等等，而为了保证测量数据的准确可靠，必须保证这些装备性能指标的准确可靠。依据相关技术规范、标准按照特定程序对这些技术装备开展的性能评定活动，一般可划分为检定和校准两类，都是以确认其在工作时所输出数据的量值单位准确、统一、符合国家相关标准的要求为目标。由此可见，在工业生产实践活动中的计量，包括了针对产品本身及其生产工艺过程中相关保障条件与环境因素的测量、测量设备或技术手段的准确性评价(检定或校准)等实践活动。为了能够实现有效地测量，获得可靠的测量数据，在不断提升生产作业效率和改进产品质量的需求的驱动下，新的测量方法与测量设备的研发必然的成为与上述业务实践不可分割的一个部分，所以说，工业生产实践中的计量其内涵包括了测量、检定、校准以及与此相关的技术研发、装备生产制造全部活动。

　　2智能制造对计量检测技术的需求

　　智能制造是工业化生产技术发展的必然要求。技术的发展不但需要满足人们对产品数量的需求，还要满足人们对个性化产品的需求。依托信息化的技术手段，工业生产活动中的大数据积累使得对产品需求的描述与定义日渐规范，而在产品的创新活动中，由于原始创新的比重日渐减少，产品集成创新日渐成为创新活动中的主要模式，产品加工制造流程的动态重构则因应个性化定制产品的需求而愈加的频繁。回顾现代工业技术的发展历程可以看到，制造型工业企业的技术发展沿着专业化、自动化、智能化的发展路线一路走来，正在步入网络化的时代。“工业4.0”和“中国制造2025”等所展示的因信息化技术应用普及所带来的工业化与信息化的紧密结合，揭示了社会生活与生产活动已经步入了大数据时代这一客观现实，信息物理网络使得虚拟世界与物质世界日益紧密的结合在一起，“数字孪生”技术的发展使得物质资料的生产活动同时成为数据、信息、知识的生产与积累过程，并以超出想象的速度推动着人工智能技术的发展与应用，人们已经走到了智能化社会的大门口。当认真细致地分析到底是什么力量在推动着这一切的发生时，我们会发现，始终伴随社会进步并对之发挥着支撑作用的因素只有一个，那就是不断进步的人类对周围客观世界的感知能力。人们的感知能力经历了经由自然赋予人体的生理感觉向人工制造的外部传感器件传感延伸的拓展过程，科学的发展不断扩展了人们感知外部客观物质世界的能力，例如望远/显微镜使人们得以发现了肉眼视力所及之外的宏观/微观宇宙，各种传感器件和工具的发展进步使人们得以逐渐摆脱对人体感官的依赖并能够感知更为丰富多彩的世界。伴随着感知能力的提升，人类适应、改造自然世界的能力得以快速的发展提升，人类社会的发展进入了日新月异的加速阶段。在人类对外部世界的感知能力不断提升的进程中，计量科学技术的发展始终在发挥着不可或缺的支撑作用。在大航海及其之前的时代，人们对空间、时间的计量手段支撑了地理发现和跨地域的经济贸易;在工业化时代，人们对温度、压力以及雷电等自然现象的准确感知与计量评价，支撑了以蒸汽机和电力应用为代表的工业文明的迅速发展;到了信息时代，人们对微电子、量子等技术的认知，支撑了信息技术的应用发展，推动着人类社会快速的奔向智能社会。2016年5月20日(即世界计量日)，《中国质量报》、《中国国门时报》等报刊刊发国家质检总局局长支树平的署名文章，以“量值定义世界、精准改变未来”为题论述了计量对于社会发展的重要基础支撑作用，对“动态世界中的计量”给予了科学的解读。“量值定义世界”即揭示了这样一个规律，如果离开了基于量值的定义与描述，没有有效的数据做支撑，人们对世界的认知还必将处于混沌模糊的状态中。正是基于对客观物质世界的准确描述，使得人们可以适应自然和改造自然，并进而掌握社会发展的客观规律，自觉地改造我们的社会生活和生产实践活动，掌握人类的未来，这也就是“精准改变未来”的深刻意义。

　　3计量对智能制造的推动作用

　　3.1计量是生产制造流程中不可缺少的环节

　　在传统的工业化生产活动中，生产制造流程作为专业化分工的典型载体而成为生产活动的代名词。自从福特汽车的生产引入流水线作业模式以来，以规模化生产、机器作业、柔性制造系统、流程再造等为标志的生产作业模式的改变，都是围绕着生产作业效率的提升而展开，使得人的实践操作一步一步的在专业化分工基础上，从简单重复性操作向复杂集成的创造性实践转变。随着制造加工过程中采用的技术手段的不断进步，数字化、信息化技术的应用使得流程工序间的检验检测活动不断地向流程的终点集中，原本分散在工序间的、操作简单却又大量重复的检测/检验活动逐步被加工制造过程中的定向控制取代，依托特定检测工具/检验手段而相对独立存在的检验/检测环节逐步被与加工操作融为一体的在线或原位检测所替代，产品制造流程中的过程信息的日益丰富使得产品质量的评定环节可以发挥更大的作用，不仅可以根据其判断产品的生产制造质量，并且可以通过质量信息时实向产品设计和工艺环节反馈，从而实现制造工艺的优化。

　　3.2计量是规模生产中的质量基础

　　在传统的工业化生产组织模式下，为了追求更高的生产效率，基于专业化分工的理论，生产制造过程被分解为一个一个既相对独立又需要彼此协调的工艺环节(也常常被称为“工序”)。在各个环节的划分过程中，为了保证生产实践操作活动的效果可评价，在每个环节都设有明确的工作目标(常简称为“工艺要求”)，针对工作目标的评价活动则一般被称为“检测/检验”。在这种基于专业化分工的生产组织模式下，产品性能质量的实现活动被分解为制造加工和检测评价两类操作，制造加工的操作可以简单的被描述为“使得被加工对象(材料、毛坯、半成品、零件…)发生改变”，检测评价的操作可以简单的描述为“对加工过程的结果给予记录和评判”。因此在传统的工业化生产流程中，检验/检测常常成为一个独立的具有*终结果裁定责任的环节，同时也成为加工过程中所应用技术手段的取舍判断与决定环节，对产品生产制造流程的组织和工艺流程的改进往往具有决定性的作用。在这种情况下，检测/检验技术能力决定了可能采用的加工制造技术的水平。显然，在对产品的质量和生产效率要求不变的前提下，检验/检测技术水平越高，加工制造过程就采用更加通用或具有较低成本的技术，而检验/检测的技术能力越差，就越发的要求在加工制造过程中尽可能采用更高成本的技术手段。而在加工制造与检验/检测这两类操作中，单一的提升加工制造能力而不提升检验/检测能力，并不能必然的提升产品质量，而改变提升检验/检测能力，却能够带来产品质量的提升。由此可以看到，检验/检测是产品的质量基础，特别是在传统的工业化生产模式下，检验/检测不仅决定着产品质量，也进而决定了生产效率。

　　4结束语

　　以装备制造为代表的工业生产实践活动，在信息技术的发展推动下，其生产作业的技术手段、技术装备以及生产管理模式正在发生着快速变化，在生产作业流程自动化、技术装备与物流管理网络化的基础上，生产制造系统的智能化和以智能车间、智能工厂为标志的智能制造的发展已经初见成型。在制造业智能化升级进程中，在线计量、原位计量、在机检测、在线校准不断推广，数字化、自动化、模型化、流程化已成大趋势，在设计、工艺、检测的全流程数据融合及基于产品数字模型的检测方法与验证手段的发展过程中，计量技术的进步必将产生有力的推助作用。

　　参考文献

　　[1]国家质量监督检验检疫总局.JJF1001通用计量术语及定义[S].2011.

　　作者：王德玲 单位：航空工业北京长城计量测试技术研究所

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