第二,盡快建立起新一代計量體系與工業(yè)測量體系。2018年世界計量大會做出了一個具有深遠歷史意義的決議,即國際單位制中的7個基本單位均采用基于物理常數(shù)的新定義。這意味這我們遇到了一個千載難逢的發(fā)展機遇。
我們現(xiàn)在的標準計量量值傳遞體系,中間經(jīng)歷了一個很長的中間傳遞環(huán)節(jié),一級一級向下傳遞,等這個標準計量量值傳到車間時,有價值的計量量值已經(jīng)所剩無幾了,再加上車間的測量手段的碎片化,這樣的測量體系不可能支撐高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。7個基本物理量都采用物理常數(shù)重新定義以后,從理論上講,這個標準計量量值傳遞體系的中間環(huán)節(jié)都可以不需要了。只要滿足定義條件,任何部門,在任何地點、任何時間,都可以把基本量復(fù)現(xiàn)出來,不用再按照原來逐級溯源的體系去溯源了。它帶來的最有價值的東西就是量值傳遞體系扁平化。從這個意義上看,我們和發(fā)達國家處于同一個起點,如果我們能抓住這一難得的歷史機遇,就可以率先建立起最簡潔高效的國家計量體系和國家工業(yè)測量體系。
第三,加快測量體系數(shù)字化進程。數(shù)字化是工業(yè)4.0的基礎(chǔ),是網(wǎng)絡(luò)化制造和智能化制造的前提。一個成功案例是西門子。西門子通過大力發(fā)展軟件來加快數(shù)字化進程,大量拋售硬件公司,比如汽車、家電、照明等領(lǐng)域的公司,然后收購其他軟件公司。2014年,西門子建立了數(shù)字化工廠集團,向數(shù)字化工業(yè)邁進,然后又大力推廣數(shù)字孿生技術(shù)。這兩件事做完以后,它的產(chǎn)品制造周期由原來的18個月降低到8個月,制造成本降低到原來的三分之一,產(chǎn)品質(zhì)量全面提升。
第四,加快工廠工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。根據(jù)我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展狀況,企業(yè)面向智能制造的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)可以有兩種方式,一種是把外網(wǎng)和工廠的內(nèi)網(wǎng)結(jié)合起來,該方式可以保證內(nèi)網(wǎng)安全,同時又可利用外網(wǎng)的一些資源,這是一種比較好的構(gòu)建方式。另一種構(gòu)建方式,是直接以5G為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺,我國5G技術(shù)已經(jīng)解決了工廠環(huán)境下的抗干擾等問題。特別是處于改造升級階段的企業(yè),沒有必要重新布光纖網(wǎng),可以直接用5G建工廠的物聯(lián)網(wǎng)平臺。
第五,對數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)有一定基礎(chǔ)的工廠應(yīng)及時發(fā)展智能化。德國企業(yè)的發(fā)展方式是循序漸進,即先發(fā)展數(shù)字化,再發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化,最后發(fā)展智能化。對我國發(fā)展狀況而言,若按部就班、亦步亦趨地追趕,可能永遠也追趕不上。應(yīng)該發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,三個階段的工作并行推進,即全力發(fā)展數(shù)字化,對必要且成熟的工廠或車間,同步發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化,同時,依據(jù)人工智能技術(shù)發(fā)展的成熟度,逐步且及時地開展制造過程的智能化。
結(jié)論
要盡快提升我國高端裝備制造質(zhì)量,遇到的最大的瓶頸是基礎(chǔ)不扎實,即“四基問題”沒有解決,沒有形成基礎(chǔ)支撐能力,而最大的、最根本的基礎(chǔ)短板是沒有形成整體測量能力。
面向高端裝備制造的整體測量能力存在三大挑戰(zhàn),一是國家測量體系不完整,特別是工業(yè)測量體系極其薄弱;二是測量儀器體系呈碎片化,無法滿足整體測量能力建設(shè)的需求;三是對“精密測量是支撐制造質(zhì)量的基石”這一基礎(chǔ)性和決定性作用的認識嚴重不足。
我國要完成高端裝備制造質(zhì)量提升這一偉大歷史使命,必須盡快補齊精密測量能力,追平超精密測量能力,同時,充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,確保在完整精度階段最后勝出。
(作者:譚久彬 中國工程院院士 哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密儀器工程研究院院長)