计量测试助力我国制造业关键领域成功转型
中国航空研究院研究员 周自力
20世纪60—70年代出生的人，大多都乘坐过绿皮火车，特别是回家过年，那是一场体力和时间的消耗。我数次从车窗爬进车厢，站在厕所都挤满人的车厢中，空气浑浊、热浪逼人，衣服脱得只剩短袖，困了就钻进座位下迷糊一会，那经历永生难忘。现在乘坐高铁出行，旅行成为一种享受，车厢干净整洁，秩序井然，温度实时调控在26 ℃，人们舒适惬意半躺小憩。与过去相比，我国已快速跨入现代化，高铁成为我国展示高质量发展的名片。
高铁每天晚上回厂都要进行轮对参数检测和修复。第二天清晨，检测车先行出发检测各路段轨道参数。另外，还有一批计量检测人员扛着传统计量器具分散在广大轨道现场，从事定期巡检工作，将巡检数据与轮对相关参数和轨道参数输入分析模型软件，对各路段进行模型校准，对各路段设定的运营速度进行再确认，建立了精细化数据[+]模型的运营管理模式。同时，铁路运营管理中心时刻监控着高铁运营过程中的几十个关键运营参数，随时进行预警处理。其实并不是高铁驾驶员独自在运营火车，其背后有一个高效的管理系统[+]监管团队，高铁正是在这样的安全运营保障体系下运营的。绿皮车代表着粗放型质量发展阶段，高铁则代表现代化高质量发展阶段。高铁成功的背后是我国正经历《中国制造2025》的制造业成功转型。
梳理《中国制造2025》可以看到，《中国制造2025》在技术自立自强的决心与能力上，坚持走技术自立自强的道路，加大自主研发投入力度，积极推动国内产业链的自主可控。在政策引导与资源集聚上，为技术研究指明方向，大量资金与专项项目向技术领域倾斜，构建“国家级系统工程”，吸引科研机构、企业和人才投身基础技术研究。在产业与市场优势上，拥有全球最完整的工业体系，为技术研发提供了丰富的应用场景和实践基础。在人才规模与创新生态上，科技人力资源总量超1亿人，每年的高校毕业生逾千万人，长期位居全球第一。
数字化转型是《中国制造2025》落地见效的核心支撑，计量测试、数据驱动和模型构建三大关键要素是我国制造业从规模优势向质量效益优势升级的深层原因，政策引导、产业体系等因素相互作用，共同推动了制造业从量变走向质变。具体来说：
计量测试是数字化转型的基础设施
计量测试是制造业数据化的前提，传统制造依赖经验和人工判断，误差难以量化。而数字化转型中，从原材料检测、生产设备准确度校准到产品性能验证，都需要通过高精度计量，如工业传感器、在线检测系统，把模糊的经验转化为可追溯、可比对、可优化的数据。这些数据是后续所有数字化应用的源头活水，没有计量测试的精准性，数据驱动就是无源之木。
数据驱动是制造业跃升的核心引擎
认知数据化是制造业从粗放型管理转向精细化管控的关键。例如，汽车生产线通过实时采集设备运行数据、产品尺寸数据，可即时预警故障、减少废品率；装备制造领域通过积累客户使用数据，反向优化产品设计等。用数据说话、用数据决策的模式，缔造了《中国制造2025》强调智能制造的核心理念，即让制造过程从“黑箱”变成透明可控的数字流。
模型构建与优化提升是制造业智能化的关键环节
对模型的重视，标志着制造业从被动响应转向主动预测，通过把生产数据、工艺参数数据、质量数据整合为数学模型等。供应链模型预测，可以提前模拟不同生产方案和供应链风险等；工艺模型优化，在芯片制造中可以优化光刻参数；质量数据模型，在新能源电池生产中，可以预测产品良率和产品寿命等。
计量测试、数据驱动和模型构建三大关键要素是《中国制造2025》实现高端制造的核心内在能力，是我国制造业升级的“技术底层逻辑”。政策和产业体系是框架，数字化转型（即计量测试—数据驱动—模型构建）是填充框架的血肉。没有政策与产业体系，数字化转型缺乏方向和支撑；没有计量测试—数据驱动—模型构建，数字化转型就无法真正落地。这两者结合是《中国制造2025》能持续突破、顶住外部压力的重要原因。
先进制造与计量测试密不可分，这也要求计量进行类似的转型。助力计量数字化转型，将计量高效快速融入产业过程，为产业高效、自动化、智能化解决方案提供支撑。
完成计量标准装置的自动化远程化改造，利用机械臂或机器人完成标准化作业的检定/校准流程，通过网络传输数据，模型判定结果，实现远程自动校准；建立基于网络的计量服务商城，通过认证统领计量资源，实现远程无人化服务、委托方实时跟踪服务过程等；建立产业化计量国家服务平台。
建立计量标准装置与被校传感器或测试仪器之间的直通数据链，实现计量数据与在线传感器和仪器仪表的检测数据对接，实现网络版在线原位实时校准；建立设计—加工—检测—校准一体化保障体系，开展全参数测量数据智能分析，完成加工机床和刀具的工艺过程实时补偿，保证产品免检合格，实现智能化系统快检、少检、免检的质量控制目标。
工业是我国国民经济的支柱产业，我国建立了完整的工业体系，基本建立了与之配套的计量检测体系，世界已经离不开中国制造。未来，计量检测体系将进一步与产业融合发展，建立设计—加工—检测—校准一体化保障体系，大幅提升产品控制能力和产品质量，为我国先进制造业的崛起作出重要贡献。