為了容易理解，我們分析一個實例。以超精密光刻機上的一個工作臺激光反射鏡為例，它有108項尺寸公差和62項形狀、位置、方向公差，還有內部應力等技術要求。要完成這樣一個零件的超精密測量需要20多種專用超精密測量儀器，這些我們都沒有提前布局研制，導致我們至今制造不出來精度合格的產品。這樣的例子具有普遍性。中等精度的光刻機有3萬多個光機零件，其中70%是精密和超精密級的，需要600多種專用精密和超精密測量儀器，這些儀器我們90%是沒有的。還有200多種超精密測量單元和超精密傳感器，這些我們都沒有規(guī)劃，所以我們做了10年光刻機仍不能用，這一點都不奇怪。從目前情況看，因沒有解決專用超精密測量儀器問題，我們在較短的時間內做出質量合格的光刻機產品是不可能的。

要充分認識到，只有通過精確測量，才能精確找到產品質量不合格的地方。只有對測量數據進行大量積累和分析，才能發(fā)現高精密制造不合格的根源。

超精密測量對提升高端裝備制造質量的基礎作用

超精密測量對提升高端裝備制造質量具有基礎支撐作用，并在制造全過程中的質量控制發(fā)揮決定性作用。我們可從標準、計量、合格評定三個方面來探討。國際測量聯合會和國際標準化組織曾經聯合制定了一個國家質量保障體系，它把標準、計量、合格評定三個方面定位為未來世界經濟可持續(xù)發(fā)展的三大支柱。這個定位非常之高，而且定位很明確，這是總結了發(fā)達國家的發(fā)展經驗后提升到理論層面的一個重要認識。落實到企業(yè)的時候，在標準、計量、合格評定三大要素基礎上，還要加上認證認可，這樣就形成了工廠可操作的質量保障體系。究其本質，質量保障體系就是一系列技術法規(guī)加測量。在技術層面看，它就是一個規(guī)范化的測量體系。

要想趕上發(fā)達國家的高端裝備制造質量，我們應該怎么做？我們首先看看發(fā)達國家的做法。例如美國，他們高度重視建模和軟件，即通過大量的測量數據積累，挖掘影響產品質量的各種誤差源，找出其影響規(guī)律與消除方法，構建數學模型并形成軟件，并不斷評估對質量的改善效果。比如實驗室里的激光干涉儀，在從5528型升級到5529型時，幾乎沒有改動任何硬件，而是把新的軟件嵌入進去，使儀器測量分辨率提高了一個數量級，價格提升了一倍。再如，引力波在剛被探測出來的時候，它的探測分辨率不夠，但是科學家通過建立模型和軟件計算提升了系統的分辨力，成功測量到引力波?？梢?，美國人在軟件方面是有巨大優(yōu)勢的。相比之下，德國人更注重硬技術，靠深度挖掘機器性能來提升質量，而日本人則更強調工匠精神。盡管他們強調的側重點不一樣，但都是以大量精準測量數據的積累和數據處理為基礎的。我們國內的很多企業(yè)家和工程技術人員通常有一個錯誤認識，就是質量是靠先進的制造裝備來保障的。從發(fā)達國家高端裝備制造發(fā)展歷程可以知道，只有先進的制造裝備是不行的，特別是發(fā)展到超精密制造階段，測量不出來，就制造不出來。這會讓我們進一步認識到，只有通過精確測量，才能精確找到產品質量不合格出現在哪里；只有對測量數據進行大量積累和深度分析，才能發(fā)現不合格的根源；只有全面精準地消除了產生誤差的根源，才能最終提升高端裝備制造質量。

我們的發(fā)展機遇和發(fā)展方向

我們的優(yōu)勢會出現在哪里呢？我們的優(yōu)勢可能是工業(yè)大數據。我們買遍了差不多世界上各個發(fā)達國家的工業(yè)母機，它們都在中國運行著，不斷地積累著大量與制造質量有關的數據。在掌握和深度分析這些數據的基礎上，如果我們虛心地學習美國的軟件技術、德國的機器硬技術和日本的工匠精神，加上充分的測量能力提升，使后續(xù)的測量數據得到高質量延續(xù)和積累，這會產生一個后發(fā)的綜合優(yōu)勢。這個綜合優(yōu)勢有利于全面精準地發(fā)現各種誤差產生的根源、消除各種誤差源，扎扎實實地達到提升制造質量的目的。我們必須在如下幾個方面形成后發(fā)優(yōu)勢：

第一，不斷提升全民族的質量意識。我們必須學習德國人，深刻反思我們產品質量不高的根源，關鍵是要深刻認識到“沒有精密的測量，就沒有精密的產品”。在此基礎上，充分發(fā)揮我國具有龐大的測量和儀器技術隊伍這一人力資源優(yōu)勢，結合新技術革命與產業(yè)變革機遇，形成后發(fā)優(yōu)勢。著名超精密制造專家開爾文有一句名言，“只有測量出來，才能制造出來”。高端裝備是工業(yè)母機制作出來的。為保證高端裝備制造精度，工業(yè)母機的精度要比高端裝備的精度高一個數量級，至少要高三倍；那么工業(yè)母機的精度靠什么來保證呢？靠超精密測量儀器。超精密測量儀器的精度要比工作母機高出一個數量級，又至少要高三倍，這樣才能保證工業(yè)母機的精度。從精度的角度看，超精密測量儀器是高端中的高端；從基礎支撐的角度看，超精密測量儀器是基礎中的基礎。我們要充分認識到超精密測量儀器的精度引領作用和基礎支撐作用。沒有測量精度和整體測量能力這個基礎，所有制造精度和制造質量之談都是空話。