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(quán)為重”進行計量。隨著生產(chǎn)發(fā)展和科技進步，從水表電表到國之重器，從農(nóng)工商貿(mào)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(zhì)生產(chǎn)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(zhì)生產(chǎn)力、促進高質(zhì)量發(fā)展？近日，記者走進山東多家國家級產(chǎn)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(fù)興號”中國標(biāo)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)創(chuàng)新等上游產(chǎn)業(yè)，到設(shè)計研發(fā)、列車制造、列車試驗等核心產(chǎn)業(yè)，再到維護、檢修等下游產(chǎn)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(chǎn)業(yè)計量測試中心成立，作為我國軌道交通領(lǐng)域的首個國家級產(chǎn)業(yè)計量測試中心，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量測試服務(wù)。目前，已建立計量標(biāo)準63項，計量校準技術(shù)能力231項，計量檢測技術(shù)能力56項，年服務(wù)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?，F(xiàn)在，我們新研發(fā)的轉(zhuǎn)向架自動化裝配生產(chǎn)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(chǎn)調(diào)試效率提升20%、產(chǎn)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(dāng)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(chǎn)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(shè)計方案，推動我國高速列車產(chǎn)業(yè)提質(zhì)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(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等經(jīng)濟社會重點領(lǐng)域，培育建設(shè)產(chǎn)業(yè)計量測試中心。截至目前，我省已建設(shè)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(biāo)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(shè)國家級、省級產(chǎn)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(nóng)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(zhì)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(chǔ)設(shè)施，解決了這個難題。

　　“水資源計量裝備主要應(yīng)用于農(nóng)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(guān)鍵的一環(huán)，對產(chǎn)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(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‘測不了、測不全、測不準’的問題，亟須對復(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(lǐng)域的唯一一個國家級產(chǎn)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(zhì)量技術(shù)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(chǎn)業(yè)參數(shù)量值溯源項目850余項，涵蓋制約各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)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(nèi)首套多維可變明渠流量試驗裝置，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)，達到國際領(lǐng)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(nèi)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(xué)校與力創(chuàng)科技搭建起產(chǎn)學(xué)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(fēng)險能力，也促使同類進口芯片價格大大降低。”山東科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長陳達說。

　　新計量能力提升帶動產(chǎn)業(yè)實現(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)自動化、電力等諸多領(lǐng)域，以計量能力的提升，帶動產(chǎn)業(yè)實現(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，價格可以相差數(shù)百上千倍？核心在于性能。”?？怂箍瞪虅?wù)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(chǎn)品是否符合最初的工程設(shè)計與工藝設(shè)計。而要判斷產(chǎn)品能否達到設(shè)想狀態(tài)，并對各項偏差進行算法分析，靶向優(yōu)化技術(shù)和方案，離不開儀器儀表的數(shù)字化“進化”。

　　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)與實體經(jīng)濟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(fù)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(gòu)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(shù)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(jié)合光學(xué)檢測、智能視覺識別、自動化物流等技術(shù)，結(jié)構(gòu)極其復(fù)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(nèi)。

　　?？怂箍凳鞘澜?00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(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。

　　省市場監(jiān)管局計量處負責(zé)人表示，一直以來，我省將計量融入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“血液”，耕海一號、國信一號、蛟龍?zhí)柕?ldquo;山東造”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(chǎn)業(yè)計量創(chuàng)新平臺，發(fā)揮計量服務(wù)海洋高端裝備制造、海洋生物醫(yī)藥、海洋化工、海洋船舶等重點產(chǎn)業(yè)支撐作用，著力推動山東海洋產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。