【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

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　　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。

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。

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。

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）