發(fā)展新質生產力，為何更需要數(shù)智“度量衡”？

從水表電表到國之重器，計量守護百姓生活支撐大國榮耀

數(shù)智“度量衡”，如何四兩撥千斤

計量是一個既古老又新鮮的話題。它在歷史上被稱為“度量衡”，幾千年前，古人通過“布手知尺”“掬手為升”“取權為重”進行計量。隨著生產發(fā)展和科技進步，從水表電表到國之重器，從農工商貿到尖端科技，計量守護著百姓生活，支撐著大國榮耀。
今年5月20日是第25個“世界計量日”，全球主題為“可持續(xù)發(fā)展”，中國特別主題為“計量筑基新質生產力，促進可持續(xù)發(fā)展”。步入數(shù)智時代，計量如何發(fā)揮更大作用？它如何筑基新質生產力、促進高質量發(fā)展？近日，記者走進山東多家國家級產業(yè)計量測試中心及重點企業(yè)，探尋數(shù)智時代的計量奧秘。

計量測試護航高速列車安全

5月17日上午11時許，在青島市城陽區(qū)，一列“復興號”中國標準動車組列車緩緩駛出中車青島四方機車車輛股份有限公司廠區(qū)。它剛剛通過了國家高速列車產業(yè)計量測試中心的各類檢驗檢測和試驗驗證項目，不久后將馳騁于祖國大地上。
“計量是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的‘眼睛’和‘神經(jīng)’，只有測得出，才能造得出，只有測得準，才能造得精。”國家高速列車產業(yè)計量測試中心主任林永強介紹，以高速列車為例，從原材料技術創(chuàng)新等上游產業(yè)，到設計研發(fā)、列車制造、列車試驗等核心產業(yè)，再到維護、檢修等下游產業(yè)，每一道工序、每一個流程，都需要大量計量測試器具和數(shù)據(jù)為之提供保障。

今年4月底，由中車四方籌建的國家高速列車產業(yè)計量測試中心成立，作為我國軌道交通領域的首個國家級產業(yè)計量測試中心，為上中下游企業(yè)提供全溯源鏈、全產業(yè)鏈、全生命周期且具前瞻性的計量測試服務。目前，已建立計量標準63項，計量校準技術能力231項，計量檢測技術能力56項，年服務企業(yè)300余家。

“在飛速行駛的高速列車上，一顆螺絲的松動都可能引發(fā)重大事故。以前，我們采用人工地毯式測量扭矩。現(xiàn)在，我們新研發(fā)的轉向架自動化裝配生產線，配備了多種安裝角度的電動擰緊裝置，保證量值準確可靠的同時，有效防止車間作業(yè)人員的誤操作，幫助動車組生產調試效率提升20%、產品出廠故障率降低5%。”林永強說。

高鐵列車的平均時速達到300公里，相當于每秒行進83.33米。在這樣的速度中，人們透過玻璃望向窗外并不覺得頭暈，在地勢起伏中很少感到顛簸……每個細節(jié)背后，都有無數(shù)次模擬測試。走進國家高速列車產業(yè)計量測試中心，里面各式各樣的試驗臺讓人驚嘆，它們支撐起整車振動模擬試驗、整車滾動綜合性能試驗等80多種動靜態(tài)試驗，研究人員依據(jù)這些量值，持續(xù)優(yōu)化設計方案，推動我國高速列車產業(yè)提質升級。
早在2022年底，山東便已出臺企業(yè)計量促進辦法，鼓勵頭部企業(yè)在戰(zhàn)略性新興產業(yè)、傳統(tǒng)優(yōu)勢產業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)等經(jīng)濟社會重點領域，培育建設產業(yè)計量測試中心。截至目前，我省已建設計量器具國家型式評價實驗室19個，國家級專業(yè)計量站6家，發(fā)布各類計量標準1.2萬項，位居全國首位；獲批籌建國家碳計量中心（山東），建設國家級、省級產業(yè)計量測試中心26個。

解決水資源測不了測不全測不準的難題

山東地處黃河下游，作為經(jīng)濟大省、農業(yè)大省、人口大省，水資源總量僅占全國的1%。在此背景下，精打細算用好每滴水，是山東推動高質量發(fā)展的一道必答題。

“精打細算”的第一步，首先需要足夠精確的量值。紙面上兩點之間的距離，可以用一把直尺測量；一朵翻騰的浪花，乃至一條暗流涌動的江河，用什么測量？該如何測量？水資源計量裝備作為一種專門用于測量水資源的新型基礎設施，解決了這個難題。

“水資源計量裝備主要應用于農田灌溉、工廠管道、明渠河道等場景，以測量水資源的流量、流速等參數(shù)。它的發(fā)展是我國乃至全球制造業(yè)鏈條中非常關鍵的一環(huán)，對產業(yè)升級、經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境保護具有重要戰(zhàn)略意義。”力創(chuàng)科技股份有限公司副總經(jīng)理郝金剛介紹，“近年來，我國水資源計量裝備產業(yè)加速崛起，但由于尚屬起步階段，存在大口徑、大流量、復雜工況下，水資源‘測不了、測不全、測不準’的問題，亟須對復雜水資源應用環(huán)境下的仿真流體數(shù)學模型進行研究。”

眼下，在泰山腳下、黃河之畔，矗立著我國水資源計量裝備領域的唯一一個國家級產業(yè)計量測試中心（籌）。該中心以力創(chuàng)科技為主體，聯(lián)合泰安市質量技術檢驗檢測研究院共同籌建，去年9月獲得國家市場監(jiān)管總局批籌。目前，該中心實現(xiàn)產業(yè)參數(shù)量值溯源項目850余項，涵蓋制約各產業(yè)發(fā)展的關鍵測量參數(shù)587項。

“為了降低誤差、提高精度，中心自主研制了國內首套多維可變明渠流量試驗裝置，能夠模擬和仿真復雜渠道形狀、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，達到國際領先水平。”郝金剛指著身旁這個總重千噸、全長72米的“大家伙”介紹。
除了實驗室內的大型試驗裝置，分散在各大河流的傳感器具也是水資源計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，有許多長得像機器人的攝像頭，它們被附近村民稱為黃河的“水表”。

“要想掌握江河湖泊的實時狀態(tài)，需要安裝大量的明渠計量傳感器。而戶外的水計量裝置芯片以220V、電池供電為主，為了降低能耗、提高使用壽命，我們學校與力創(chuàng)科技搭建起產學研用合作平臺，共同開發(fā)超聲流量計量芯片，提升我國儀器儀表行業(yè)抗風險能力，也促使同類進口芯片價格大大降低。”山東科技大學電子信息工程學院院長陳達說。

新計量能力提升帶動產業(yè)實現(xiàn)突破

工欲善其事，必先利其器。在制造業(yè)領域，儀器儀表就是極其重要的“器”。儀器儀表廣泛應用于工業(yè)自動化、電力等諸多領域，以計量能力的提升，帶動產業(yè)實現(xiàn)突破，發(fā)揮“四兩撥千斤”的關鍵作用。

“為什么同樣一件產品，價格可以相差數(shù)百上千倍？核心在于性能。”海克斯康商務運營事業(yè)群高級顧問孫智宏介紹，性能的好壞，很大程度取決于最終出來的產品是否符合最初的工程設計與工藝設計。而要判斷產品能否達到設想狀態(tài)，并對各項偏差進行算法分析，靶向優(yōu)化技術和方案，離不開儀器儀表的數(shù)字化“進化”。

當下，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)等技術與實體經(jīng)濟深度融合的核心紐帶之一。在青島海克斯康智慧產業(yè)園區(qū)內，一個由10余個黑色球體組成的激光傳感器，正與黃色機械臂靈活配合，對一輛新能源汽車車身進行快速掃描。幾乎是同時，一旁的電腦屏幕里，三維智能復合式傳感器系統(tǒng)已經(jīng)顯示具有細節(jié)特征的精準測量數(shù)據(jù)，建構出這輛車身的立體仿真模型。

“通過智能化檢測，我們校準了車身零部件外觀尺寸、裝配尺寸、間隙和面差，并將仿真技術與實際測量數(shù)據(jù)進行虛擬匹配，進而提供從尺寸到性能的智能控制解決方案。”孫智宏說，結合光學檢測、智能視覺識別、自動化物流等技術，結構極其復雜的航空發(fā)動機渦輪葉片也能進行高精度測量，并將誤差控制在0.3微米以內。

海克斯康是世界500強企業(yè)、全球科技百強企業(yè)。近年來，青島把精密儀器儀表列入重點突破的新興產業(yè)之一，目前，青島精密儀器儀表產業(yè)園已集聚海克斯康、鼎信通訊等上下游重點企業(yè)26家，正聚力打造北方儀器儀表產業(yè)總部基地。

省市場監(jiān)管局計量處負責人表示，一直以來，我省將計量融入產業(yè)發(fā)展的“血液”，耕海一號、國信一號、蛟龍?zhí)柕取吧綎|造”大國重器，背后都有計量力量在保駕護航。今年，我省將探索搭建國家級海洋產業(yè)計量創(chuàng)新平臺，發(fā)揮計量服務海洋高端裝備制造、海洋生物醫(yī)藥、海洋化工、海洋船舶等重點產業(yè)支撐作用，著力推動山東海洋產業(yè)高質量發(fā)展。（大眾日報記者 王鶴穎 通訊員 劉棟）