沒(méi)有超精密測(cè)量 就沒(méi)有高端裝備制造
高端裝備雄踞制造業(yè)技術(shù)鏈和價(jià)值鏈的頂端婚脱,其最本質(zhì)的特征是高質(zhì)量雹仿,包括高性能、高穩(wěn)定性和高可靠性玄组。中國(guó)裝備制造要實(shí)現(xiàn)突破滔驾,首先要解決制造質(zhì)量問(wèn)題,其關(guān)鍵是能否建立起堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)支撐能力杏住,而核心關(guān)鍵是能否首先建立起超精密測(cè)量能力采冕。沒(méi)有超精密測(cè)量,就不會(huì)有高質(zhì)量的高端裝備制造贫拭。我國(guó)需要加速實(shí)施“測(cè)量三能力”建設(shè)孩青,即補(bǔ)齊精密測(cè)量能力,追平超精密測(cè)量能力耍叮,突破和掌握基于“完整精度”的測(cè)量能力森肉。在這個(gè)意義上,制造與測(cè)量?jī)煞N能力無(wú)法分家滋评,必須實(shí)現(xiàn)制造測(cè)量一體化朵泌,形成有效的精度調(diào)控能力。只有構(gòu)建起系統(tǒng)的精度調(diào)控能力购廊,中國(guó)裝備才能順利從中低端向中高端邁進(jìn)岳舔。
跨越百年,德國(guó)質(zhì)量如何大翻身
德國(guó)制造已經(jīng)是高質(zhì)量的象征刃镶。但德國(guó)并不是天生就有高質(zhì)量制造的基因邢入,它也經(jīng)歷了從低質(zhì)量向高質(zhì)量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。在第一次工業(yè)革命期間趴荸,德國(guó)也經(jīng)歷了追趕和大量仿造儒溉、質(zhì)量缺失這樣一個(gè)過(guò)程。1887年发钝,由于德國(guó)低廉產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)顿涣,導(dǎo)致英國(guó)市場(chǎng)混亂,所以英國(guó)議會(huì)出臺(tái)了一個(gè)《商標(biāo)法》酝豪,要把質(zhì)量低劣的德國(guó)產(chǎn)品和高質(zhì)量的英國(guó)產(chǎn)品區(qū)分開(kāi)涛碑【椋“德國(guó)制造”成為一個(gè)恥辱性的標(biāo)志。英國(guó)這個(gè)法案的出臺(tái)使德國(guó)朝野震動(dòng)蒲障,舉國(guó)反思后得出的結(jié)論就是:“沒(méi)有精密的測(cè)量歹篓,就沒(méi)有精密的產(chǎn)品”。認(rèn)識(shí)統(tǒng)一之后揉阎,德國(guó)人馬上行動(dòng)起來(lái)庄撮,由西門(mén)子出資在柏林建立德國(guó)計(jì)量院,這個(gè)計(jì)量院是現(xiàn)代意義上的國(guó)家計(jì)量院毙籽。以它為統(tǒng)領(lǐng)湘乐,逐漸構(gòu)建起了德國(guó)國(guó)家測(cè)量體系,即從國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的建立北拌、管理與量值傳遞扇胀,把準(zhǔn)確的量值傳遞到車(chē)間里面,一直到貫穿到制造過(guò)程的每一道工序的工程測(cè)量稼崎。這種國(guó)家測(cè)量體系忌党,確保了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠,進(jìn)而保證零部件制造精度和產(chǎn)品集成后的精度與質(zhì)量清农。由于有了以國(guó)家計(jì)量院為統(tǒng)領(lǐng)和以健全而強(qiáng)大的現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量體系為根基的國(guó)家測(cè)量體系作為支撐企著,德國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量迅速提升。
第二次工業(yè)革命期間魂中,德國(guó)已經(jīng)具備了整體精密工程能力,全面實(shí)施質(zhì)量戰(zhàn)略刽室,使得德國(guó)制造業(yè)迅速崛起香题。這期間德國(guó)生產(chǎn)出來(lái)以精密坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為代表的一批精密測(cè)量?jī)x器與制造裝備,建立起了完整的精密測(cè)量體系酪律,對(duì)高端裝備制造形成強(qiáng)有力的支撐雌隅。
第三次工業(yè)革命時(shí)期,德國(guó)率先進(jìn)入了超精密工程階段缸沃,并率先形成整體超精密工程能力恰起。不斷升級(jí)和完善質(zhì)量戰(zhàn)略,使質(zhì)量意識(shí)深入人心趾牧,國(guó)家測(cè)量體系成熟高效检盼,使德國(guó)成為名副其實(shí)的質(zhì)量強(qiáng)國(guó),形成了一大批自己的品牌翘单。這期間它培育起了一批頂尖超精密制造與儀器企業(yè)吨枉,建立了完整的超精密測(cè)量體系。盡管德國(guó)工業(yè)規(guī)模不算很大哄芜,但卻擁有世界品牌2300多個(gè)貌亭。
這一時(shí)期柬唯,超精密制造和超精密測(cè)量能力支撐了以光刻機(jī)為代表的高端超精密裝備的快速發(fā)展。荷蘭ASML公司異軍突起圃庭,超越了日本的尼康和佳能锄奢,成為超精密光刻機(jī)制造的佼佼者。但是剧腻,荷蘭ASML公司并不生產(chǎn)核心零部件工划,它主要從事設(shè)計(jì)、研發(fā)粪畔、組裝绸秸、整機(jī)調(diào)試和售后服務(wù)等,而絕大部分的核心零部件如光學(xué)鏡頭等都生產(chǎn)于德國(guó)等高端制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家支际。換言之匠似,荷蘭ASML公司的光刻機(jī),是建立在德國(guó)等國(guó)家的超精密制造與測(cè)量能力上的蟹嫁。
到了第四次工業(yè)革命期間暗沉,德國(guó)人率先提出了工業(yè)4.0的概念。從德國(guó)的發(fā)展歷程可以知道讹玉,德國(guó)是從第二次工業(yè)革命以后穩(wěn)扎穩(wěn)打里淡,循序漸進(jìn),扎扎實(shí)實(shí)地解決了產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題挡辩,然后再穩(wěn)步進(jìn)入智能制造階段谎跨。
中國(guó)測(cè)量能力的發(fā)展歷程
中國(guó)制造在改革開(kāi)放前,初步形成了裝備制造能力垃杖,而且在某些點(diǎn)上邁向了精密工程男杈,在局部形成了精密測(cè)量能力,如九大裝備中的萬(wàn)噸水壓機(jī)调俘,個(gè)別零件就是精密級(jí)的伶棒,而且這些精密級(jí)零件,必須要通過(guò)精密測(cè)量才能保證質(zhì)量彩库。中國(guó)在個(gè)別產(chǎn)品肤无、個(gè)別部件上探索了精密級(jí)的制造和測(cè)量能力。
改革開(kāi)放后骇钦,尤其是加入WTO之后宛渐,我國(guó)制造業(yè)迅速發(fā)展。尤其是在2010年成為世界第一制造大國(guó)眯搭,2018年我國(guó)的制造總量已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)皇忿、日本、德國(guó)的總和坦仍。但是鳍烁,我們的制造業(yè)叨襟,特別是裝備制造業(yè)還處于中低端。盡管如此羞条,我們還是一只腳跨進(jìn)了超精密工程慌缨,例如在航天工業(yè)領(lǐng)域和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域,局部形成了超精密制造和測(cè)量能力资妇。
從整體上考察我國(guó)目前的整體測(cè)量能力娱背,會(huì)發(fā)現(xiàn),中國(guó)的精密級(jí)測(cè)量能力還沒(méi)有建完水矢,沒(méi)有形成整體測(cè)量能力烂秘,對(duì)中低端裝備制造質(zhì)量的整體支撐能力尚未形成;而超精密級(jí)測(cè)量能力還處于初級(jí)階段巩顶,要形成整體測(cè)量能力必須付出極大的努力裳雕,無(wú)法形成對(duì)高端裝備制造質(zhì)量的基本支撐能力。
隨著智能制造的快速發(fā)展日病,“完整精度”的需求開(kāi)始凸顯帜浇。這個(gè)階段是在完成整體超精密測(cè)量能力的基礎(chǔ)上,達(dá)到高端裝備制造的“完整精度”階段秦辆∠钊祝“完整精度”的內(nèi)涵是使制造精度與測(cè)量精度設(shè)計(jì)全面合理,指標(biāo)體系更完備梦重、更匹配和協(xié)同兑燥,對(duì)質(zhì)量性能的反映更完整充分,對(duì)質(zhì)量性能的支撐手段更系統(tǒng)琴拧、更高效降瞳,成本更低廉。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞艾蓝,更加快了這個(gè)進(jìn)程的發(fā)展。
圖1 測(cè)量能力發(fā)展的三個(gè)階段
測(cè)量如何制約中國(guó)高端裝備發(fā)展
測(cè)量體系對(duì)整個(gè)制造業(yè)能有多大的拉動(dòng)作用呢斗塘?美國(guó)商務(wù)部評(píng)估報(bào)告指出赢织,其儀器產(chǎn)值僅占工業(yè)總產(chǎn)值的4%,但是對(duì)于國(guó)民生產(chǎn)總值的拉動(dòng)作用卻達(dá)到66%馍盟。也就是說(shuō)于置,精密測(cè)量?jī)x器技術(shù)作為基礎(chǔ)性高端技術(shù),其自身具有價(jià)值放大贞岭、有效賦能和創(chuàng)新引領(lǐng)的作用八毯,它可以使制造質(zhì)量提升,效率提升瑞蓉,成本降低予乏,可撬動(dòng)和拉動(dòng)十幾倍以上的高質(zhì)量工業(yè)生產(chǎn)偿寥,足見(jiàn)其基礎(chǔ)支撐作用是巨大的。
國(guó)內(nèi)對(duì)于測(cè)量的認(rèn)識(shí)蟹游,還是沒(méi)有受到廣泛的重視填级。我國(guó)支撐產(chǎn)品制造質(zhì)量的測(cè)量能力,目前可分為三部分蔓捡。
一部分是有測(cè)量能力怜人,但是以局部代替整體。比如在圖紙上標(biāo)注圓柱類(lèi)零件形狀的時(shí)候擦灸,盡管開(kāi)始標(biāo)注圓柱度指標(biāo)了癌羞,但在測(cè)量時(shí)一般只測(cè)量一個(gè)截面的圓度,再測(cè)量一個(gè)素線的直線度剂撑。這主要受現(xiàn)有的測(cè)量手段限制豌富。這種以局部代替整體的測(cè)量,絕大部分有用信息被漏掉了碴穴。但即便是這樣的測(cè)量赋焕,在很多中小企業(yè)也不具備測(cè)量手段。
第二部分是只具備部分測(cè)量能力仰楚,主要指抽檢隆判。比如平板顯示器生產(chǎn)線,通常是從6塊或者8塊平板顯示器中抽出一塊來(lái)測(cè)量僧界,而且是只在平板顯示器上選擇幾個(gè)點(diǎn)測(cè)量侨嘀。這是在抽檢的基礎(chǔ)上,進(jìn)行局部代替整體的測(cè)量方式捂襟,測(cè)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)不能反映平板顯示器的制造質(zhì)量咬腕,所以良率很難控制。
第三部分是基本沒(méi)有測(cè)量能力葬荷,在圖紙上也不進(jìn)行標(biāo)注涨共,靠機(jī)床保證精度。這實(shí)際上等于質(zhì)量失控宠漩。
這樣的測(cè)量能力無(wú)法支撐我國(guó)高端裝備制造举反,更談不上支撐質(zhì)量的提升。
鑒于上述情況扒吁,我國(guó)要提升高端裝備制造質(zhì)量將會(huì)面臨三個(gè)主要挑戰(zhàn)火鼻。第一個(gè)是整體性問(wèn)題,國(guó)家測(cè)量體系不完整邀耽;第二個(gè)是測(cè)量手段呈現(xiàn)碎片化特征穗蚌,有些儀器發(fā)明或者有些儀器的研發(fā)、生產(chǎn),都是在一些點(diǎn)上進(jìn)行的崭守,不成體系零勃,不能形成整體能力;第三個(gè)是精益化問(wèn)題蔽宜,測(cè)量對(duì)質(zhì)量提升具有不可替代的支撐作用水亮,對(duì)這一至關(guān)重要的結(jié)論,我們的認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足苫颤。
傳統(tǒng)計(jì)量體系量值傳遞能力逐級(jí)衰減
我國(guó)現(xiàn)有國(guó)家測(cè)量體系源于前蘇聯(lián)枢菇。核心使命之一是保證龐大的工業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。以工業(yè)為例俯坐,國(guó)家測(cè)量體系可大致分為國(guó)家計(jì)量體系和工業(yè)測(cè)量體系兩部分噩拼。國(guó)家計(jì)量體系管控工業(yè)測(cè)量體系計(jì)量量值的準(zhǔn)確一致,工業(yè)測(cè)量體系管控整個(gè)制造過(guò)程的制造質(zhì)量寺晌。
在國(guó)家計(jì)量體系的層面上世吨,我們存在兩大問(wèn)題,一是量值傳遞體系不完整呻征。以幾何量計(jì)量為例耘婚,德國(guó)建有123種國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置),而我國(guó)只有80種陆赋°宓唬考慮到德國(guó)是有選擇地發(fā)展裝備制造業(yè),而我國(guó)是成體系攒岛、全門(mén)類(lèi)地發(fā)展裝備制造業(yè)赖临,從這個(gè)角度看,中國(guó)缺少的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)就更多了灾锯;二是量值傳遞能力逐級(jí)衰減兢榨。國(guó)家的計(jì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)都由國(guó)家計(jì)量院建立與管理,其計(jì)量量值須逐級(jí)向下傳遞顺饮。首先傳遞到大區(qū)一級(jí)吵聪,再傳遞到省一級(jí),再傳遞到市一級(jí)及縣一級(jí)沿阁,最后傳遞到工廠計(jì)量室嫌盲。由于受能力限制,如技術(shù)能力畦怒、地方財(cái)力和人力資源限制等残团,地方不可能建立起與國(guó)家計(jì)量院計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)數(shù)量相對(duì)應(yīng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)蠕蹋。這就意味著量值傳遞能力逐級(jí)衰減桶邑。
圖2 量值傳遞能力逐級(jí)衰減
每一級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)在建立相應(yīng)級(jí)別的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)時(shí),都會(huì)有所減少。就我國(guó)現(xiàn)有的80項(xiàng)幾何量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)而言务囤,傳遞到市縣一級(jí)時(shí)灌当,能建立和管理的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)所剩無(wú)幾了,而最后傳遞到工廠計(jì)量室時(shí)幅挂,只有很少的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)(裝置)能真正起作用京球。然而工廠,才是裝備制造決定性的主戰(zhàn)場(chǎng)腺帽≡跷可想而知,這樣一個(gè)計(jì)量體系敛苇,很難支撐我國(guó)高端裝備制造業(yè)所需要的龐大工業(yè)測(cè)量體系的正常運(yùn)行妆绞,更無(wú)法保證龐大工業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。
工業(yè)測(cè)量手段碎片化
除了國(guó)家計(jì)量體系存在問(wèn)題外枫攀,工業(yè)測(cè)量體系存在的問(wèn)題則是裝備制造主戰(zhàn)場(chǎng)上的大問(wèn)題±ㄈ模現(xiàn)有的精密和超精密測(cè)量?jī)x器的種類(lèi)極少,而且只在局部或一些點(diǎn)上具有測(cè)量能力来涨,不成體系图焰,無(wú)法形成整體測(cè)量能力。這可以從裝備制造的不同層面上清楚地看到蹦掐。
一是零件制造層技羔。我國(guó)面向裝備制造業(yè)的測(cè)量方式與測(cè)量體系,基本上是學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)的相關(guān)方式與體系笤闯,主要是面向零件級(jí)的幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量堕阔。即使是面向零件幾何參數(shù)測(cè)量,實(shí)際上在精密級(jí)上也測(cè)不全颗味。如果把國(guó)內(nèi)某工廠的圖紙超陆,和德國(guó)某工廠相同零件的圖紙進(jìn)行對(duì)照,發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)圖紙標(biāo)注的參數(shù)大量缺失鹃改。缺失的主要原因是战架,我國(guó)對(duì)這些參數(shù)沒(méi)有能力測(cè)量,所以在一些圖紙上干脆就不再標(biāo)注了侦萍。按照這樣的圖紙和測(cè)量手段咸壮,想要控制零件在制造過(guò)程中的質(zhì)量是不可能的。
二是部件制造層均壳。部件層面因產(chǎn)品千差萬(wàn)別漆究,導(dǎo)致集成調(diào)試所需具體測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器原理也各不相同,需要專(zhuān)門(mén)定制專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器與工裝拔翠,而通常不能直接采用通用儀器钉榔。實(shí)際上,因認(rèn)識(shí)不足和研發(fā)能力較差等原因,目前裝備制造車(chē)間里圣钝,專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器大量缺失廷诺。由于沒(méi)有成體系的專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器,車(chē)間只好用通用儀器來(lái)替代專(zhuān)用儀器進(jìn)行測(cè)量肖喂。這是非常不合理的簇抵,因?yàn)楹芏鄬?zhuān)用測(cè)量需求是通用儀器實(shí)現(xiàn)不了的,這個(gè)問(wèn)題普遍存在射众。以超精密光刻機(jī)上的一個(gè)工作臺(tái)激光反射鏡構(gòu)件為例碟摆,它的主體零件之一有108項(xiàng)尺寸公差和62項(xiàng)形狀、位置叨橱、方向公差焦履,還有內(nèi)部應(yīng)力等技術(shù)要求,集成時(shí)需要一批滿足公差配合的專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器與工裝雏逾。要完成這樣一個(gè)復(fù)雜構(gòu)件的超精密測(cè)量嘉裤,需要20多種專(zhuān)用超精密測(cè)量?jī)x器,這些我們都沒(méi)有提前布局研制栖博,導(dǎo)致我們至今制造不出來(lái)精度合格的產(chǎn)品屑宠。這樣的例子具有普遍性。由此可見(jiàn)仇让,部件制造層現(xiàn)有的專(zhuān)用測(cè)量手段基本上都是碎片化的典奉,不能形成整體測(cè)量能力,導(dǎo)致部件集成質(zhì)量無(wú)法控制丧叽。
三是整機(jī)制造層卫玖。不僅部件裝配層需要專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器,整機(jī)測(cè)量層也需要大批專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器宴忱,整機(jī)裝調(diào)完成以后對(duì)整機(jī)性能的測(cè)試層面還要需要一批專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器辐胆。整機(jī)制造層的狀況與部件制造層狀況類(lèi)似,但更嚴(yán)重巾妇。以中等精度的光刻機(jī)為例卸研,它有3萬(wàn)多個(gè)光機(jī)零件,其中70%是精密和超精密級(jí)的哥甲,需要600多種專(zhuān)用精密和超精密測(cè)量?jī)x器多盅,這些測(cè)量?jī)x器90%以上,我們都沒(méi)有進(jìn)行布局研制裹耗。還有嵌入到整機(jī)中的200多個(gè)超精密測(cè)量單元和傳感器勤右,這些我們也都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)布局研制。從目前情況看痘宋,如果不能解決專(zhuān)用超精密測(cè)量?jī)x器問(wèn)題虫甲,在較短的時(shí)間內(nèi)制造出質(zhì)量合格的高端裝備產(chǎn)品端制,是非常難的。
只有通過(guò)精確測(cè)量邦鲫,才能精確找到產(chǎn)品質(zhì)量不合格的地方。只有對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行大量積累和分析神汹,才能發(fā)現(xiàn)超精密制造不合格的根源庆捺。
沒(méi)有超精密測(cè)量,就沒(méi)有高端裝備制造
超精密測(cè)量對(duì)提升高端裝備制造質(zhì)量具有不可替代的基礎(chǔ)支撐作用屁魏,并在制造全過(guò)程的質(zhì)量控制中發(fā)揮決定性作用滔以。國(guó)際測(cè)量聯(lián)合會(huì)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織曾經(jīng)聯(lián)合制定了一個(gè)國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)框架,它把標(biāo)準(zhǔn)氓拼、計(jì)量你画、合格評(píng)定三個(gè)要素定位為未來(lái)世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的三大支柱。這個(gè)定位非常之高桃漾,而且定位很明確坏匪,這是總結(jié)了發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)后,提升到理論層面上的一個(gè)重要認(rèn)識(shí)成果撬统。落實(shí)到企業(yè)的時(shí)候适滓,在標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量恋追、合格評(píng)定三大要素基礎(chǔ)上番恭,還要加上認(rèn)證認(rèn)可,這樣就形成了工廠層面可操作的質(zhì)量保障體系恕孙。究其本質(zhì)坠诈,質(zhì)量保障體系就是一系列技術(shù)法規(guī)加測(cè)量。在技術(shù)層面看帘缤,它就是一個(gè)規(guī)范化的測(cè)量體系扯氯。
各個(gè)國(guó)家為了提高精度,強(qiáng)調(diào)了不同的技術(shù)途徑憋屑。美國(guó)高度重視建模和軟件斑永,即通過(guò)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)積累,挖掘影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種誤差源氨固,找出其對(duì)質(zhì)量的影響規(guī)律與消除方法蛀埂,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,形成軟件解瀑,并不斷評(píng)估對(duì)質(zhì)量的改善效果盾轮。比如安捷倫用于實(shí)驗(yàn)室的雙頻激光干涉儀,在從5528型升級(jí)到5529型時(shí)蛛蒙,幾乎沒(méi)有改動(dòng)任何硬件糙箍,而是把新的軟件嵌入進(jìn)去渤愁,使儀器測(cè)量分辨率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。再如深夯,在探測(cè)引力波時(shí)抖格,巨型激光干涉儀的探測(cè)分辨率不夠,但是科學(xué)家通過(guò)建立系列數(shù)學(xué)模型和軟件計(jì)算提升了系統(tǒng)的分辨力咕晋,成功探測(cè)到引力波雹拄。可見(jiàn)掌呜,美國(guó)人非常重視軟件能力的建設(shè)滓玖,把軟件能力變成核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。
相比之下质蕉,德國(guó)人更注重硬技術(shù)势篡,靠深度挖掘機(jī)器性能來(lái)提升質(zhì)量,而日本人則更強(qiáng)調(diào)工匠精神模暗。盡管各國(guó)強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不一樣禁悠,但都是以大量精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)的積累和數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的。國(guó)內(nèi)在很多人的認(rèn)識(shí)中沽票,普遍存在著“質(zhì)量保障”誤區(qū)雌褥。如很多企業(yè)家和工程技術(shù)人員通常以為,質(zhì)量是靠先進(jìn)的制造裝備來(lái)保障的绅荒。從發(fā)達(dá)國(guó)家高端裝備制造發(fā)展歷程中可以知道知祠,只有先進(jìn)的制造裝備是不行的,特別是發(fā)展到超精密制造階段肝羊,測(cè)量不出來(lái)成甫,就制造不出來(lái)。我國(guó)幾乎買(mǎi)遍了國(guó)外工業(yè)母機(jī)子特,但從整體上看著正,我國(guó)的高端裝備制造質(zhì)量并沒(méi)有提升。只有通過(guò)精確測(cè)量挨伯,才能精確找到產(chǎn)品質(zhì)量不合格出現(xiàn)在哪里侥镀;只有對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行大量積累和深度分析,才能發(fā)現(xiàn)不合格的根源和誤差作用規(guī)律履绎;只有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的精度調(diào)控皇可,全面精準(zhǔn)地消除了產(chǎn)生誤差的根源,才能最終提升高端裝備制造質(zhì)量。
制造與測(cè)量,是無(wú)法分離的硬幣兩面逆害。
中國(guó)要走出自己的后發(fā)優(yōu)勢(shì)之路
中國(guó)要在制造質(zhì)量方面進(jìn)行突圍和追趕,必須找到適于自己的磷雇、具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)的特色路徑偿警。中國(guó)的特點(diǎn)之一就是制造領(lǐng)域的工業(yè)大數(shù)據(jù)比較豐富。中國(guó)有世界上數(shù)量最多唯笙、種類(lèi)最全的來(lái)自發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)母機(jī)和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)母機(jī)螟蒸。經(jīng)過(guò)在國(guó)內(nèi)多年運(yùn)行,不斷地積累著大量與制造質(zhì)量相關(guān)的寶貴數(shù)據(jù)崩掘。在掌握和深度分析這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上七嫌,可以更多的學(xué)習(xí)借鑒美國(guó)的軟件技術(shù)、德國(guó)的機(jī)器硬技術(shù)和日本的工匠精神呢堰,加上充分的整體測(cè)量能力提升,使后續(xù)的巨大的測(cè)量數(shù)據(jù)得到高質(zhì)量延續(xù)和積累凡泣,利用好這個(gè)巨大的制造質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)后發(fā)綜合優(yōu)勢(shì)枉疼。這個(gè)后發(fā)綜合優(yōu)勢(shì)有利于全面精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)各種誤差產(chǎn)生的根源和誤差作用規(guī)律。要形成這個(gè)后發(fā)綜合優(yōu)勢(shì)谭扑,必須同步推動(dòng)幾個(gè)重要變革窟句。
第一,不斷提升全民質(zhì)量意識(shí)與精度意識(shí)优诵。需要學(xué)習(xí)當(dāng)年德國(guó)工業(yè)界對(duì)質(zhì)量的大反思和大行動(dòng)吟筷,追查產(chǎn)品質(zhì)量不高的根源,深刻認(rèn)識(shí)到“沒(méi)有精密的測(cè)量药阔,就沒(méi)有精密的產(chǎn)品”冲驶。著名專(zhuān)家開(kāi)爾文有一句名言,“只有測(cè)量出來(lái)译教,才能制造出來(lái)”杖扫。高端裝備是工業(yè)母機(jī)制造出來(lái)的。根據(jù)精度分配原則拖揩,為保證高端裝備制造精度煎喘,工業(yè)母機(jī)的精度要比高端裝備的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí),至少要高三倍丽示;那么工業(yè)母機(jī)的精度靠誰(shuí)來(lái)保證呢卫漫?靠超精密測(cè)量?jī)x器,超精密測(cè)量?jī)x器的精度要比工業(yè)母機(jī)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)肾砂,至少要高三倍列赎,這樣才能保證工業(yè)母機(jī)的精度。從精度的角度看镐确,超精密測(cè)量?jī)x器是高端中的高端粥谬;從基礎(chǔ)支撐的角度看,超精密測(cè)量?jī)x器是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)辫塌。我們要充分認(rèn)識(shí)到超精密測(cè)量?jī)x器的精度引領(lǐng)作用和基礎(chǔ)支撐作用漏策。沒(méi)有測(cè)量精度和整體測(cè)量能力這個(gè)基礎(chǔ)派哲,所有制造精度和制造質(zhì)量之談都是空話。
第二掺喻,盡快建立起新一代計(jì)量體系與工業(yè)測(cè)量體系芭届。2018年底世界計(jì)量大會(huì)做出了一個(gè)具有深遠(yuǎn)歷史意義的決議,即國(guó)際單位制中的7個(gè)基本單位均采用基于物理常數(shù)重新定義感耙。這意味著褂乍,我們遇到了一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。我們現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量量值傳遞過(guò)程即硼,中間經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的中間傳遞環(huán)節(jié)粟五,一級(jí)一級(jí)向下傳遞,等這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量量值傳到車(chē)間時(shí)圣谴,有價(jià)值的計(jì)量量值已經(jīng)所剩無(wú)幾了条焙,再加上車(chē)間的測(cè)量手段的碎片化,這樣的測(cè)量體系不可能支撐高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)母赶。
而現(xiàn)在漂熙,7個(gè)基本單位都采用物理常數(shù)重新定義以后,從理論上講万杉,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量量值傳遞體系的中間環(huán)節(jié)都可以不需要了袖况。只要滿足定義條件,任何部門(mén)奸冶,在任何地點(diǎn)抢驴、在任何時(shí)間,都可以把基本量復(fù)現(xiàn)出來(lái)卢历,不用再按照原來(lái)逐級(jí)傳遞的體系去傳遞了舰断。它帶來(lái)的最有價(jià)值的東西就是量值傳遞體系扁平化。從這個(gè)意義上看砸捏,我們和發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一個(gè)起點(diǎn)谬运,如果我們能抓住這一難得的歷史機(jī)遇,就可以率先建立起最簡(jiǎn)潔高效的國(guó)家計(jì)量體系和國(guó)家工業(yè)測(cè)量體系垦藏。
第三梆暖,加快工廠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),加快測(cè)量體系數(shù)字化進(jìn)程掂骏。數(shù)字化是智能制造的基礎(chǔ)轰驳,,又是“完整精度”的重要支撐弟灼。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及级解,使得測(cè)量的數(shù)據(jù),可以更加全面覆蓋田绑,而且形成實(shí)時(shí)反饋勤哗,實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不測(cè)抡爹,無(wú)時(shí)不測(cè),處處精準(zhǔn)芒划,時(shí)時(shí)精準(zhǔn)”冬竟,對(duì)于誤差來(lái)源分析和對(duì)誤差作用規(guī)律的認(rèn)識(shí)具有不可替代的作用。這可以使“完整精度”通過(guò)更廣泛的維度來(lái)實(shí)現(xiàn)鼻昼。
結(jié)論
面向高端裝備制造的整體測(cè)量能力存在三大挑戰(zhàn)悟津,一是對(duì)“精密測(cè)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(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足。二是國(guó)家測(cè)量體系不完整吸坐,特別是工業(yè)測(cè)量體系極其薄弱宗瓢;三是工業(yè)測(cè)量?jī)x器體系呈碎片化,無(wú)法滿足整體測(cè)量能力建設(shè)的需求痢抹;
要完成高端裝備制造質(zhì)量提升這一重大歷史使命旷厨,就必須盡快推進(jìn)“測(cè)量三能力”的建設(shè)。只有加快建成完整的“測(cè)量三能力”祷罩,建成完整的制造測(cè)量一體化體系哺裳,形成系統(tǒng)的精度調(diào)控能力辙霎,才能從根本上解決裝備制造高質(zhì)量發(fā)展的問(wèn)題隔抒。
(知識(shí)自動(dòng)化)
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