点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造
首页> 光明科普> 图文 > 正文

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

来源:光明网-科普中国2024-11-25 10:06

  编者按:习近平总书记指出,“科学普及是实现创新发展的重要基础性工作。”为助力高水平科技自立自强,中国科协科普部联合光明网推出“院士高端科普”栏目,邀请各领域院士就我国当下热点科技问题给予权威解答,服务引导更多科技工作者提升科研科普能力,促进全民科学素质提升,为科技强国建设贡献科普力量。#千万IP创科普

  在当今全球科技竞争日益激烈的背景下,我国正从中低端制造向中高端制造乃至高精尖制造转型升级。在这一过程中,我们面临诸多挑战和短板,特别是高端装备发展的支撑体系尚未建立起来。具体而言,首要问题在于国家测量体系的缺失。

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

中国工程院院士谭久彬

  国家测量体系是确保高精尖装备核心技术突破和产品质量提升的基石。这一体系涉及庞大的产业链,包括众多细分产品。只有这些产品的质量得到提升,高精尖装备的整体质量才有可能提升。

  王大珩院士曾带领课题组做了一项调查,发现发达国家在精密装备领域的总投入中,测量装备(即测量仪器)占比高达三分之一,可见测量手段对于提升装备制造水平的重要性。然而,从我国当前的投入现状来看,测量装备的投入比例远低于国际先进水平,甚至难以达到总投入的十分之一。这种投入不足导致我们虽有强烈的发展愿望,并在不懈努力,但缺乏坚实基础的支撑,使得转型升级之路显得尤为艰难。

  基础是扎扎实实建立起来的。联合国工业发展组织、世界贸易组织、国际标准化组织等在总结质量领域100多年实践经验基础上提出“国家质量基础(National Quality Infrastructure,NQI)”这一概念。NQI由标准、计量与合格评定三个要素组成,它们相互依存,共同支撑起制造业的质量体系。其中,合格评定主要依赖于工业测量能力和手段,工业测量必须依据标准进行,工业测量手段的准确性则需要计量来保障。然而,我国在这三个环节的发展都相对滞后。标准体系的发展尤为缓慢,缺项众多,需要建立大量的标准来完善。同时,我国的工业测量能力薄弱,不成体系,与计量体系存在断链现象。这使得我国国家质量基础的整体价值难以充分发挥,距离完全建立还有很大的差距。

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

谭久彬院士指导学生

  我国现行国家测量体系是上世纪50年代后期向苏联学习的产物。当时国际上制造业尚处于一般精度测量阶段,当时的国家测量体系也处于初级阶段。60多年过去了,制造业已经经历了一般精度制造与测量、精密级制造与测量、超精密级制造与测量,现在已经进入完整精度制造与测量阶段。原来的国家测量体系已经严重不适应现阶段高精尖装备和产品制造与测量的需求。苏联解体后,俄罗斯成为了主要继承者。但俄罗斯也早已经放弃了原来国家测量体系模式,采用德国的国家测量体系模式。目前,只有中国还在固守着最落后的国家测量体系模式。要想建设科技强国、制造强国和质量强国,必须加快建设新一代国家测量体系。

  新一代国家测量体系具有完全新的内涵和新的优势。2018年11月16日国际计量大会正式通过了“修订国际单位制”的决议,7个基本量均由常数定义,2019年“5.20国际计量日”新定义正式生效实施。新一代国家测量体系相较于现有的国家测量体系具有巨大的后发优势,以量值制传递为核心的新一代国家计量体系简洁高效,传递准确度更高;同样,新一代国家计量体系对庞大的国家测量体系、仪器产业体系的管控也是更加简洁高效、管控质量更高、成本更低。

  要想建立新一代国家测量体系,必须先建立起新一代国家测量法规体系,建立新一代国家测量法规体系是建立新一代国家测量体系的法律依据。

  现行的《中华人民共和国计量法》于1985年9月6日通过,于1986年7月1日起正式实施。它是建立国家计量体系的法律依据。该计量法的核心本质是通过行政手段把实物计量基准的量值逐级传递到计量仪器上,以确保在全国范围内量值准确一致。该计量法经过多次修订,在建立国家测量体系,形成规范测量能力上曾经发挥过重要作用。但随着现代科技与高新技术产业快速发展,在现有计量法的基础上修修补补已经解决不了根本性问题。我们必须下决心建立新一代国家测量法,以其为基础,构建与新一轮科技革命与产业变革相适应的新一代国家测量体系。

  要想构建强大的新一代国家测量体系,还必须要有一大批博士、硕士为主体的测量与仪器方面的高水平科技人才。为了弥补这个人才短板,我们必须加大对人才的培养力度。当前,我国虽已有部分高校设置了仪器科学与技术学科专业,但无论从数量还是质量上,均难以满足快速发展的需求。因此,扩大该学科的覆盖范围,提升培养层次,鼓励更多高校设立硕士、博士点,成为当务之急。

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

谭久彬院士指导学生

  加快构建新一代国家测量体系,除了人才培育,建立健全与之配套的仪器产业体系也迫在眉睫。国家正逐步增强对仪器产业发展的重视,但相较于集成电路等产业,其复杂性与多样性更为显著。比如,集成电路产业路径清晰,通过大规模投资构建从设计到制造、测试封装的完整生产线,虽细分繁多但总体框架清晰。但仪器产业的种类成千上万,市场需求量各异且相对有限,难以单独形成庞大的产业规模。这使得很难通过一种仪器来形成一个很大的产业。

  为了解决这个问题,建议按场景化来支持仪器产业的发展。以航空发动机产业为例,为提升其整体产业链质量,可以梳理出该产业需要的测量参数和专用测量仪器,然后集中投入进行研发和生产。通过这种方式,我们可聚焦于几个关键应用场景,设定如两个五年规划期,集中资源投入到这些场景中,推动其核心测量技术的突破与仪器设备的升级。随着这些关键场景的质量提升,将直接带动高精尖装备整体质量的提升,进而发挥示范效应,逐步辐射并带动其他相关场景的发展,由此逐步构建起完善的仪器产业体系。

  从全球范围来看,凡是科技强国都是仪器强国,凡是制造强国都是仪器强国,凡是质量强国也都是仪器强国。美国、德国和日本等国家在高精尖装备制造和创新技术上都处于世界领先地位。这些国家拥有完善的国家测量体系和先进的仪器产业体系,为他们的科技发展和制造业提升提供了有力的支撑。

  因此,我国要想成为科技强国、制造强国和质量强国,亟需加快建设新一代国家测量体系及其配套的仪器产业体系,进而不断提升我国在高精尖装备制造领域的实力和竞争力。

  (作者:谭久彬,中国工程院院士、哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院院长、教授、博士生导师、中国仪器仪表学会副理事长、中国计量测试学会副理事长,光明网记者肖春芳整理)

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

【锚定2035·院士谈科学报国】构建新一代国家测量体系,支撑高精尖装备制造

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 巾帼共绘新时代

  • “世界市长对话·敦煌”活动外国嘉宾参访敦煌

独家策划

推荐阅读
十多位国内外医学“大咖”在接受“新华深读”栏目采访时表示:结节检出率升高,核心原因是检查设备精度的显著提升,让过去难以发现的微小结节“无所遁形”。随着医学影像技术的进步和体检普及度的提升,甲状腺、乳腺及肺结节的检出率呈上升趋势。
2025-10-13 10:26
现有将聚合物转化为金属或陶瓷的技术,往往会导致材料多孔、强度不足,而且部件会出现严重收缩,导致变形。这种3D打印工艺实现了从“制造零件”到“生长功能”的跨越,有望为航空航天、生物医疗、机器人等领域带来新的变革。
2025-10-13 10:24
一个国际科研团队在9日出版的《天体物理学杂志》上发表研究称,他们首次拍摄到两个黑洞相互环绕运行的无线电影像。由芬兰图尔库大学天文学家领衔的研究团队,瞄准一个异常明亮的星系核心中心区域名为OJ287的类星体,成功拍摄到其中两个黑洞相互绕行的珍贵画面。
2025-10-13 10:23
作为深远海风电产业链的“链主”企业,运达能源科技集团股份有限公司(以下简称“运达能源科技集团”)见证并引领了中国风电从无到有、从弱到强的全过程。2024年,中国风电新增装机容量达79.8GW,占全球新增装机总量的68.2%,这意味着,全球每新增3台风机,就有近2台落地中国。
2025-10-13 10:22
10月14日,一场赏心悦目的木星伴月将在凌晨上演,为初秋天宇增添一抹诗意。木星是一颗气态行星,也是太阳系中个头最大的行星,虽然距离地球比较远,但由于个头大,从地球上看起来非常明亮。
2025-10-13 10:19
团队进一步提出了跨平台系统设计方法论,包含二维-CMOS电路协同设计、二维-CMOS跨平台接口设计等,并将这一系统集成框架命名为“长缨(CY-01)”架构。据了解,团队下一步计划建立实验基地,与相关机构合作,建立自主主导的工程化项目,并计划用3至5年时间将项目集成到兆量级水平。
2025-10-13 10:18
日前,位于浙江杭州的国家重大科技基础设施——超重力离心模拟与实验装置的核心设备正式启用。
2025-10-11 09:44
近日,中国科学院广州地球化学研究所与国际合作团队在国际学术期刊《自然·地球科学》发表论文指出,海洋硫酸盐浓度的变化能够改变甲烷的消耗方式。
2025-10-11 09:43
著名科幻作家刘慈欣在小说《诗云》中曾描写过“微型白洞”,让很多人浮想联翩。有趣的是,白洞和黑洞在数学上是同一个“解”——它们的质量、角动量、电荷都相同,唯一的区别是时间反了过来。
2025-10-11 09:40
“金钉子”是定义和区别全球不同年代所形成的地层的“锚点”,用来划分全球地质年代界线。
2025-10-11 09:38
植物生长不仅依赖阳光雨露,更与土壤中“看不见的世界”密不可分——这里生活着大量微生物,它们附着在根系上,帮助植物吸收养分、抵抗逆境。
2025-10-11 09:32
5年来,坚持把创新摆在国家发展全局的突出位置,我国科技事业取得历史性成就、发生历史性变革,国家综合创新能力排名由2020年的第14位提升至2024年的第10位。
2025-10-10 10:16
在人工智能(AI)与神经科学的强强联合下,美国加州大学旧金山分校与艾伦研究所团队联合开发出一种名为CellTransformer的AI模型,助力绘制出目前最精细的小鼠脑图,共包含1300个脑区及亚区。
2025-10-10 10:13
美国麻省理工学院研究团队结合模拟计算与机器学习,研制出一种新型3D打印铝合金,不仅耐高温,强度更是传统铸造铝合金的5倍,且比未经机器学习辅助设计的合金强度高出50%。
2025-10-10 10:10
连日来,北方气温骤降,不少秋冬季独有的养生方式和健康说法随之而来,有些操作或说法听起来科学健康,但权威专家表示,如果开展不当反而会带来健康风险。
2025-10-10 10:07
国家粮食和物资储备局8日印发通知,对有效应对部分地区连阴雨天气影响、进一步做好秋粮产后服务和收购工作作出安排部署。
2025-10-10 09:55
甲烷的“寿命”与浓度变化的规律性,指向一个结论:火星上必然存在持续产甲烷的源头,且其“产量”会随季节变化。蛇纹石化反应虽能解释甲烷的持续存在,却无法说明其浓度的季节性动态变化,难以单独作为火星甲烷的主要来源。
2025-10-09 10:18
国庆假期,中国科技馆推出“双节共欢聚,科技乐翻天”系列主题科普活动、华夏科技学堂国庆特别活动、特效影院VR大空间沉浸体验、人工智能互动应用,与新开放的海洋展厅一起,为观众打造一场科普盛宴。
2025-10-09 10:17
对采集的891份浮选样品进行分析与鉴定,共获得约3.2万粒炭化植物遗存,发现的农作物种类有粟、黍、水稻、大豆与小豆。研究团队对东亚地区140余处考古遗址出土的小豆遗存进行比较,发现黄河流域、日本与韩国的小豆在不同阶段表现出差异明显的演化轨迹。
2025-10-09 10:16
”  一次和邻村牧民闲聊时,王海强得知有人靠卖草捆赚钱,心思顿时活络起来。据统计,今年科右前旗像王海强、宝音这样以卖草为主的牧民有150余户,草产品销售总额预计突破2000万元。
2025-10-09 10:15
加载更多