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将计量融入产业发展的“血液”中

日期: 2017-05-31
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中国计量科学研究院第7届科技活动周于5月23日拉开帷幕。令主办方没有想到的是,当天的“产业计量日”活动预计是160~180人的规模,结果报告厅一大早就被挤得满满当当来了230余人。吸引大家的是这里的数个重头报告,将分析计量在产业发展中的地位作用和未来发展方向。

目前,我国正在大力推进经济发展方式转变和经济结构调整,实施创新驱动发展战略。为充分发挥计量在服务经济社会发展质量和效益方面的作用,助推产业转型升级和创新发展,从2013年开始,质检总局开始在高技术产业、战略性新兴产业等重点领域研究部署国家产业计量测试服务体系。截至目前,全国已正式筹建19家国家产业计量测试中心,涉及航空、航天、海洋装备、新能源、新材料等重点产业领域。

计量支撑产业发展作用巨大

大型客机被称为“现代工业之花”,是制造强国的重要标志。中国商用飞机有限责任公司质量适航安全部副部长、C919大型客机总质量师徐建强表示,C919首飞圆满成功,得益于之前经过了充分的试验和反复的测量测试。据他介绍,一架大型商用客机大约由400万个零部件组成,涉及飞控、液压、电气、航电、动力燃油及环控等数十个复杂系统。每个零部件都需要经过严格的精密测量,每个系统都要经过反复的试验验证。目前他们已主要梳理出42项关键测量环节,逾2万余项关键测量参数。

与汽车制造整体装配工艺不同,大飞机在未进行装配前是分离的,机头、机身和机翼分别来自国内不同的制造商。通过大部件装配对接,将原本分离的大部件逐步对接成龙,最终形成一架完整的飞机。飞机大部件对接精度要求极高,可谓是“失之毫厘,差之千里”的细活儿。据徐建强介绍,按照传统方式,机头与前机身的对接需要2~3周,而此次C919采用高精度几何量测量,实行三维动态对接,对接完成只需要2~3个小时。其中采用的激光跟踪仪,其测量精度最高可达到0.015毫米,是名副其实的飞机大部件对接的标尺和“眼睛”。

对姚俊臣来说,他所在的中国航空工业北京计量测试技术研究所(以下简称304所)前不久也完成了一项计量支撑深海工程的生动案例。5月2日,建设中的中国“超级工程”港珠澳大桥迎来重大节点——海底沉管隧道实现最后对接,全线成功合龙。这一刻,有一双“眼睛”始终注视着整个过程,那就是304所的“海底天眼”——管节运动姿态实时监测系统。

作为世界上规模最大、标准最高的集桥、岛、隧为一体的交通集群工程项目,港珠澳大桥最具挑战性的是沉管隧道工程。隧道建造长度达5.665公里,要将33根长180米、宽38米、重8万吨的巨型沉管一节节地准确沉入海底近50米深的基槽中,按照“辽宁”号航母满载重量6.75万吨的规模来计算,相当于放入不少于33个航母重量的沉管。这是一项破世界纪录的工程,工程难度直逼技术极限。而在此之前,中国没有在开放海域建造深埋式沉管隧道的经验。

据姚俊臣介绍,尽管没有深海振动测量的先例,但304所凭借参与过“神舟八号”与“天宫一号”空中对接等国防重大项目的成功经验和技术储备,开发出管节运动姿态实时监测系统,系统解决了水下沉管隧道管节对接过程中,管节运动无法直接测量的难题,实现了超低频、微小振幅水下物体运动姿态的高精度测量,测量精度可达1厘米。

产业计量出现新趋势新需求

  在“产业计量日”的报告会上,来自304所、国家航天器产业计量测试中心、国家商用飞机产业计量测试中心等多家产业计量中心的代表,都不约而同地谈到了产业计量新的发展需求——计量测试应紧贴产业需求,全面融入产品全寿命周期,覆盖全产业链,实现全溯源链。未来计量测试技术要由传统的实验室测量向在线测量转变、由静态校准向动态实时校准转变、由单一参数校准向多参数耦合校准转变、由独立的仪器设备计量向系统综合计量校准转变。

  徐建强表示,商用飞机产业计量与传统计量相比,具有动态、多参数、在线、交感与集成条件下的计量要求,因而计量的特性必须由产品的特性来决定。

  国家航天器产业计量测试中心负责人路润喜也直言,目前产业走在了计量的前面。他以传感器校准为例说,实验室工况下的参数测量与实际工况测量还是存在差异,无法满足企业的需求。

  姚俊臣认为,目前计量测试能力覆盖还是不全面,还没有深入到型号研制全寿命过程,在以实验室计量为主的情况下,不能满足产业发展的需求。据他介绍,目前涉及航空产业的性能检测参数中,其中溯源完善的参数占67%,溯源不完善的参数占25%,无法溯源的参数占8%,主要缺失工况环境条件下的计量测试和针对试验的综合校准。

  有专家分析,多年以来,我国传统计量工作主要聚焦在为保证单位统一和量值准确可靠的单一量传溯源链条上,而对测量过程、测量方法、测量结果的分析应用,以及整体系统解决方案的提供等方面关注的比较少,而这恰恰又是企业所急需的。这也是一直以来,计量没有真正融入产业发展大局、没有得到企业高度重视的根本原因。

  在这个方面,国家运载火箭产业计量测试中心近年来做了很好的尝试,他们不再局限于传统的量值传递溯源领域,而是更多地聚焦产业测量需求,为其提供测量技术研究、测量设备研制、测量结果分析利用等,并将计量测试技术融入产业产品全寿命周期。比如,其通过开展总装自动对接测量方法研究,研制成功首条柔性装配对接系统,实现了长征五号火箭总装过程中的多个大型部段的自动对接;编制高压配气台压力参数现场在线校准标准,实现了压力参数的现场在线计量。再比如,该中心提出了可计量性设计,要求计量在型号设计、研制阶段就先行介入,将计量测试技术融入数字火箭的研制流程,开展数字计量、测量服务,开展针对运载火箭的数据挖掘工作,开展基于远程的测量仪器健康诊断,从而辅助运载火箭设计优化和研制决策。

  记者从质检总局计量司了解到,目前他们正研究拟定计量促进质量发展相关指导意见,从制度设计、体系完善、能力提升等各个方面明确未来计量服务质量发展的指导思想、工作目标、重点任务和保障措施等。同时,以完善国家产业计量测试服务体系为“牛鼻子”,通过“建中心、搭平台、创联盟”的三位一体发展思路和模式,不断集聚全社会计量资源和优势,积极构建大计量工作格局。




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